一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，包括圆形盘状的基体、环形的金刚石磨削层和多个树脂结合剂金刚石磨块，金刚石磨削层套固于基体的外周圆上，各树脂结合剂金刚石磨块均具有固定部和磨削部，金刚石磨削层的外周圆上设置有多个通孔，各树脂结合剂金刚石磨块的磨削部穿插于相应的通孔内。该金刚石砂轮不仅导热性好，而且更加耐用，有利提高磨削工件的表面质量，还能有效避免磨削过程中磨块因磨削力作用而脱落。本发明专利技术还公开一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮及其制备方法，包括制备树脂结合剂金刚石磨块、制备砂轮基体泡沫模型和制备砂轮整体泡沫塑料模型等工序，该制备方法不仅工序简单，而且易于制备，同时对设备要求不高，能有效地降低成本。

Diamond grinding wheel with lotus canopy structure and preparation method thereof

The invention discloses a diamond grinding wheel with a lotus structure, which includes a circular disc matrix, a ring diamond grinding layer and a plurality of resin bonded diamond grinding blocks. The diamond grinding layer is fixed on the periphery circle of the matrix. Each resin bond diamond grinding block has a fixed part and a grinding part and a diamond grinding layer. A plurality of through holes are arranged on the peripheral circle, and the grinding part of each resin bonded diamond grinding block is interspersed in corresponding through-hole. The diamond grinding wheel not only has good thermal conductivity, but also is more durable. It can improve the surface quality of the grinding workpiece, and can effectively avoid the grinding block falling off in the process of grinding. The invention also discloses a diamond grinding wheel with a lotus structure and a preparation method, including the preparation of a resin bond diamond grinding block, the preparation of the foam model of the grinding wheel base and the preparation of the integral foam plastic model of the grinding wheel. The preparation method is not only simple in process, but also easy to be prepared, and the equipment is not very high in requirement. Reduce cost effectively.

【技术实现步骤摘要】
一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮及其制备方法
本专利技术涉及砂轮制造
，具体涉及的是一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮及其制备方法。
技术介绍
砂轮可以分为金属基砂轮和非金属基砂轮，无论是金属基砂轮和非金属基砂轮，砂轮的结合剂影响砂轮的强度、抗冲击性、耐热性、抗腐蚀性等，并对磨削精度及磨削效率有很大的影响。非金属基砂轮以酚醛树脂为代表树脂砂轮由于基体具有较好的弹性和退让性，能够吸收振动及冲击，但耐热性不好且磨粒易脱落，耐用度不高。金属基砂轮因为具有刚度大，耐用度高的特点，所以金属基砂轮是树脂结合剂砂轮使用寿命的3倍以上。但是，金属基砂轮同样也存在不足，以金属基超硬磨粒(金刚石)砂轮为例，金属基超硬磨粒(金刚石)砂轮具有刚度大，耐用度高的特点，适合高效加工，但因其退让性差，所以不利于在精密加工中获得高质量的表面。为了获得兼具不同结合剂砂轮优点的新型砂轮，出现了多种多节点陶瓷金刚石(或CBN)复合砂轮，现有多节点陶瓷金刚石(或CBN)复合砂轮的节点单元和砂轮基体一般采用粘结剂粘接在一起。采用粘结剂粘结结构进行组合时，节点单元与砂轮基体粘接强度依赖于粘结剂的物理性能，因而，易因失效，耐腐蚀性差，且自动脱落，进而影响其磨削性能。另外，现有常用砂轮不仅制作工序步骤繁多，而且加工难度大，对设备要求较高，也比较耗费人力。因此，生产效率低，成本较高。鉴于此，本案专利技术人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，其不仅导热性好，而且更加耐用，有利提高磨削工件的表面质量，还能有效避免磨削过程中磨块因磨削力作用而脱落。本专利技术的另一目的在于提供一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮的制备方法，不仅工序简单，而且易于制备，同时对设备要求不高，也有效地节省人力，提高生产效率，降低了成本。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，包括基体和金刚石磨削层，基体为圆形盘状，金刚石磨削层为环形，所述金刚石磨削层套固于所述基体的外周圆上，还包括有多个位于所述基体与所述金刚石磨削层之间的树脂结合剂金刚石磨块，各所述树脂结合剂金刚石磨块均具有固定部和磨削部，各所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部位于所述基体内并靠近所述基体与所述金刚石磨削层的内环分界线处，所述金刚石磨削层的外周圆上设置有多个通孔，多个所述通孔均从所述金刚石磨削层的内壁贯穿至外壁，各所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部穿插于相应的所述通孔内。进一步优选的，所述基体外周圆上设置有多个盲孔，多个所述盲孔与多个所述通孔一一对应布设，各所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部相适配地处于所述盲孔内。进一步优选的，所述盲孔的孔径大于所述通孔的孔径，所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部为圆柱形或棱柱形。进一步优选的，所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部与所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部同轴且为一体结构。一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮的制备方法，依次通过以下步骤实现：(1)制备树脂结合剂金刚石磨块：选取磨粒、耐高温酚醛树脂或者聚酰亚胺及辅助添加物混合料，采用常用电子秤对磨粒、耐高温酚醛树脂或者聚酰亚胺及辅助添加物混合料进行称重，再按树脂结合剂金刚石砂轮磨削层材料的常规比例将称重后的磨粒、耐高温树脂及辅助添加物混合料填充到压制成型模具内，合模后送入热压机内，控制热压机工作温度在160～245℃压制成磨块坯体；再将压制成型的磨块坯体置于电炉或者热处理炉内热固化得到树脂结合剂金刚石磨块；(2)制备砂轮基体泡沫塑料模型：将PS泡沫塑料板切割成圆环状的砂轮内圈泡沫模型，在圆环状的砂轮内圈泡沫模型的外周圆上均匀地加工出盲孔，步骤(1)得到树脂结合剂金刚石磨块的固定部插入环形泡沫件的圆周表面上的所述盲孔内，得到嵌有所述树脂结合剂金刚石磨块的环状泡沫件；(3)制备砂轮整体泡沫塑料模型：将步骤(2)中得到的嵌有所述树脂结合剂金刚石磨块的环状泡沫件置于发泡模具型腔的中心位置，然后用金刚石颗粒、预发泡的PS珠粒和少量已发泡的PS泡沫塑料碎末作为骨架材料，并按常规的金刚石砂轮浓度的比例混合成复合材料，再将复合材料填入所述环形泡沫件与型腔构成的环形间隙中，经热压发泡成型后，得到与所述环状泡沫件和所述树脂结合剂金刚石磨块融合为一体的金刚石磨削层复合泡沫模型，所述环状泡沫件、所述树脂结合剂金刚石磨块和金刚石磨削层复合泡沫模型构成完整的砂轮整体模型；(4)制备泡沫塑料浇铸模型：先用泡沫塑料切割制成浇冒口，然后取步骤(3)制备的两个完整的砂轮整体模型与用泡沫塑料切割制成的浇冒口连接，再对用泡沫塑料切割制成的浇冒口和两个完整的砂轮整体模型的外表面涂装耐火涂料并干燥处理，得到所需的消失模浇铸模型；(5)浇铸成型：将步骤(4)中得到的消失模浇铸模型埋入砂箱中，把砂箱放在常规的三维震动台上进行震动压实，然后再将砂箱从常规的三维震动台上取出，然后再将砂箱与常规负压设备连接，常规负压设备对砂箱进行抽真空，最后往砂箱浇铸高温的金属熔料，浇铸完成后经冷却落砂后，获得带有浇冒口凝料的砂轮，再将带有浇冒口凝料的砂轮送至铣床或者车床上，再由铣床或者车床切割掉浇冒口，得到砂轮毛坯；(6)整形处理：用砂轮修整器对步骤(5)中得到的砂轮毛坯进行修整得到具有莲蓬结构的金刚石砂轮。步骤(1)中，压机选用现有常规热压机，压制时，所述耐高温树脂酚醛树脂或者聚酰亚胺树脂，选用酚醛树脂时，热压温度为160～200℃，选用聚酰亚胺时，热压温度为205～245℃，控制单位压力为40～100MPa，固化所需时间为10～30h。步骤(2)中，所述盲孔在环形泡沫件外圆表面上以规则排布或不规则排布形式布置，所述树脂结合剂金刚石磨块均具有固定部和磨削部，所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部插入环形泡沫件的圆周表面上的盲孔内，所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部沿所述圆环状的砂轮内圈泡沫模型的圆周外的径向方向突出。步骤(5)中，往砂箱浇铸高温的金属熔料的方式为底注式或顶注式。采用上述技术方案，本专利技术中，金刚石磨削层套固于基体的外周圆上，并与基体构成整体结构，各树脂结合剂金刚石磨块均具有固定部和磨削部，各树脂结合剂金刚石磨块的固定部位于基体内并靠近基体与金刚石磨削层的内环分界线，金刚石磨削层的外周圆上均匀地设置有多个孔，各树脂结合剂金刚石磨块的磨削部穿插于相应的孔内。由于采用上述结构设置，各树脂结合剂金刚石磨块的固定部被基体和金刚石磨削层所包覆，各树脂结合剂金刚石磨块的磨削部被金刚石磨削层所包覆，各树脂结合剂金刚石磨块均被牢地包裹在金刚石磨削层和基体之间。所以树脂结合剂金刚石磨块按类似莲子在莲蓬中的方式散生分布状排布在本专利技术的金刚石砂轮内，同时树脂结合剂金刚石磨块也具有较好的退让性，有利提高磨削工件的表面质量。因此，能够有效避免磨削过程中磨块因磨削力作用而脱落。同时，又由于基体、树脂结合剂金刚石磨块和金刚石磨削层三者牢固结合在一体，基体、树脂结合剂金刚石磨块和金刚石磨削层构成一个整体，所以本专利技术在本专利技术的金刚石砂轮导热性好，而且更加耐用。采用上述技术方案，本专利技术一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮及其制备方法，具有的有益效果是：(1)树脂结合剂金刚石磨块作为嵌件，通过消失模铸造的方法浇铸成型，在金刚石砂轮成型过程中被埋入金刚石磨削层与基体之间，树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，包括基体和金刚石磨削层，基体为圆形盘状，金刚石磨削层为环形，其特征在于：所述金刚石磨削层套固于所述基体的外周圆上，还包括有多个位于所述基体与所述金刚石磨削层之间的树脂结合剂金刚石磨块，各所述树脂结合剂金刚石磨块均具有固定部和磨削部，各所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部位于所述基体内并靠近所述基体与所述金刚石磨削层的内环分界线处，所述金刚石磨削层的外周圆上设置有多个通孔，多个所述通孔均从所述金刚石磨削层的内壁贯穿至外壁，各所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部穿插于相应的所述通孔内。

【技术特征摘要】
1.一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，包括基体和金刚石磨削层，基体为圆形盘状，金刚石磨削层为环形，其特征在于：所述金刚石磨削层套固于所述基体的外周圆上，还包括有多个位于所述基体与所述金刚石磨削层之间的树脂结合剂金刚石磨块，各所述树脂结合剂金刚石磨块均具有固定部和磨削部，各所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部位于所述基体内并靠近所述基体与所述金刚石磨削层的内环分界线处，所述金刚石磨削层的外周圆上设置有多个通孔，多个所述通孔均从所述金刚石磨削层的内壁贯穿至外壁，各所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部穿插于相应的所述通孔内。2.根据权利要求1所述的一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，其特征在于：所述基体外周圆上设置有多个盲孔，多个所述盲孔与多个所述通孔一一对应布设，各所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部相适配地处于所述盲孔内。3.根据权利要求2所述的一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，其特征在于：所述盲孔的孔径大于所述通孔的孔径，所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部为圆柱形或棱柱形。4.根据权利要求1所述的一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，其特征在于：所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部与所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部同轴且为一体结构。5.一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：依次通过以下步骤实现：(1)制备树脂结合剂金刚石磨块：选取磨粒、耐高温酚醛树脂或者聚酰亚胺及辅助添加物混合料，采用常用电子秤对磨粒、耐高温酚醛树脂或者聚酰亚胺及辅助添加物混合料进行称重，再按树脂结合剂金刚石砂轮磨削层材料的常规比例将称重后的磨粒、耐高温树脂及辅助添加物混合料填充到压制成型模具内，合模后送入热压机内，控制热压机工作温度在160～245℃压制成磨块坯体；再将压制成型的磨块坯体置于电炉或者热处理炉内热固化得到树脂结合剂金刚石磨块；(2)制备砂轮基体泡沫塑料模型：将PS泡沫塑料板切割成圆环状的砂轮内圈泡沫模型，在圆环状的砂轮内圈泡沫模型的外周圆上均匀地加工出盲孔，步骤(1)得到树脂结合剂金刚石磨块的固定部插入环形泡沫件的圆周表面上的所述盲孔内，得到嵌有所述树脂结合剂金刚石磨块的环状泡沫件；(3)制备砂轮整体泡沫塑料模型：将步骤(2)中得到的嵌有所述树脂结合剂金刚石磨块的环状泡沫件置于发泡模具型腔的中心位...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤芳怡，方从富，林雪莹，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35