带磨料刀片的多刀切割轮组件制造技术

一种由多个带磨料刀片的切割轮和分别插在相邻两个切割轮之间形成间隙的垫圈组装在一根转轴上构成的带磨料刀片的多刀切割轮组件。每个切割轮含有一个其外圆周上带有含磨料（如金刚石）颗粒的刀片层的圆形轮体，轮体是用具有规定的杨氏模量或维氏硬度Ｈｖ的烧结金属碳化物制成的，所以轮体的厚度可做成小至０．１ｍｍ，尽管轮体很薄，但是本发明专利技术的切割轮组用于切割十分硬而脆的材料时具有很高的切割精度和长的使用寿命。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带磨料刀片(具体说，带金刚石刀片)的多刀切割轮组件，更具体说，本专利技术涉及一种由多个切割轮组成的轮组件，每个切割轮在其轮体的外圆周上各带有由磨料颗粒(例如金刚石颗粒)形成的刀片并且分别同轴地固定在一根轴上且相邻的切割轮间保持合适的间隙，该轮组件用于在一次切割加工中从一整块硬而脆的材料(例如烧结的稀土基磁性合金)料块制成多个机切工件。在另一种生产大量的尺寸相同的例如烧结稀土基磁性合金片的工业方法中，是采用粉末治金工艺一件接一件地制出许多磁片，所述的粉末冶金工艺包括将粉末模压成粉末生坯并对该生坯进行烧结的工步，或者，通过粉末冶金方法制成大的磁性合金块，然后采用合适的切割工具将该合金块切开或者说切割成许多磁片，如果上述的烧结磁性合金具有各向导性的磁性，则切割时应考虑磁片容易磁化的轴线。在重复一种统一的粉末冶金过程而一个接一个地制成单一产品的前一种单件生产磁片的方法中，对工艺的唯一要求是由统一工艺生产的单一产品要合格，并能以高的生产率保证工艺的良好再现性，所以，烧结工件的机加工是相对比较简单和容易的，不过，这种单件生产工艺不适用于制造小的磁片或沿磁化方向厚度小的磁片，因为相对于平面部分的尺寸看小磁片的变形或薄片的翘曲是不可避免地极为严重的，有时得不到任何合格产品。这些问题在后一种方法即加工大的磁性合金块的方法中就不那么突出，在这种方法中可以较简单地对粉末模压和烧结工步进行工艺控制，所以，这种方法由于其高的生产率和好的通用性而成为生产稀土磁性合金产品的主流方法，另一方面，这种方法中重要的是要以尽可能高的尺寸精度和尽可能低的材料损耗提高加工由烧结法制得的大的烧结磁性合金块的机加工工步的生产率。广泛用于加工大的烧结磁性合金块的切割工具是带内刀片型或带外刀片型的带磨料刀片的切割轮。带内磨料颗粒刀片的切割轮是一种由薄的圆形轮体与沿该轮体的内圆周上形成的磨料颗粒刀片组成的整体。带外刀片型切割轮(如附图说明图1A、1B和1C所示)是一种由作为轮体的带有轴孔5的薄圆盘1与沿该轮体1的外圆周上形成的磨料颗粒刀片2组成的整体6。按近几年的发展趋势来看，带外刀片型切割轮优于带内刀片型切割轮。如果，按图2A和2B分别以透视图和轴向剖视图所示，将多个上述的切割轮6同轴地装在一根转轴10上并以垫圈3分别置于相邻两个切割轮6之间，使之在一次切割加工工件时制出多个磁片，那么带外刀片型切割轮将会以其成倍增长的生产率而更为优越。如果工件的材料是一种烧结的稀土基磁性合金，上述的磨料颗粒最好是金刚石或立方氮化硼颗粒。这些磨料颗粒可采用各种方法粘结或者说烧结在一起而在轮体1的外圆周上形成切割刀片2，上述的粘结方法包括采用树脂粘结剂的树脂粘结法，采用金属粘结剂的金属粘结法，或者在磨料颗粒表面形成一层金属镀层的电沉积法，其中，树脂粘结的刀片最适用于切割加工稀土基磁性合金，或者说，尤其适用于高硬度材料的稀土-铁-硼系合金的烧结磁体。这是因为树脂粘结剂的机械强度比金属粘结剂低而使树脂粘结的磨料颗粒间的结合强度不那么高，但树脂粘结剂的低的弹性模量保证了工件与磨料颗粒之间的软接触条件和持久良好的切割质量。在金属粘结磨料颗粒的切割轮中，由于金属粘结剂的机械强度和弹性模量高，可使刀片层的颗粒结合强度和抗磨性能高，但是，这些优点却出带来一个缺点，即刀片层的磨料表面容易变钝而增大切割阻力，尽管带金属粘结的磨料刀片的切割轮也用于稀土-铁-硼系烧结磁性合金料块的切割加工，但使用不那么广泛。在使用图2A和2B所示的多刀切割轮组件对大块稀土磁性合金料块进行多刀切割而在一次切割或者说切开中得到多个磁片时，除了切割加工精度外，要考虑的最重要的因素之一是带磨料刀片的切割轮的厚度与烧结稀土磁性合金的材料损耗之间的关系，因为切割轮的厚度较大必然引起切割材料的损耗增多并使磁片产品的数量减少，从而导致生产率降低和生产成本提高。当要求磨料刀片2的厚度按要求减小以便降低稀土磁性合金的材料损耗时，轮体1的厚度当然也要尽可能地小，但轮体1的厚度受到其所用材料的限制。鉴于成本低而机械强度高，普通的带磨料刀片的切割轮的轮体材料几乎只是采用JIS(日本工业标准)规定的合金工具钢，包括SK、SKD、SKT和SKH级钢。但是，如果使用具有钢制的轮体的带磨料刀片的切割轮来切割加工很硬的材料例如烧结的稀土磁性合金，则轮体的机械强度远远不够，以致有时出现诸如切割轮变形和翘曲之类的问题，这对切出或者说切开的磁片的尺寸精度有不利影响。而且，如果要减小带磨料刀片的切割轮的轮体厚度还会碰到一个严重的难题。如图1C所示(该图是粘结到轮体1外圆周上的磨料刀片2的放大的轴向剖视图)，磨料刀片的厚度t2大于轮体1的厚度t1，所以，当磨料刀片2切入工件时，就在轮体1与正在切割中的工件之间形成一个称之为“切屑排出口”的宽度为t3(通常为0.01～0.2mm)的间隙，该排出口用作从轮体1表面排出切割粉屑的通道，只有增大宽度t3，才能使切屑尽可能顺利地排出，但是，为了减小由切割加工造成的材料损耗又必须使t3尽可能小。这就是说，使用由厚度t1小的轮体1制成的切割轮时遇到的困难是，磨料刀片厚度t2以及切屑排出口宽度t3不足以保证顺利地排出切割工件的粉屑和磨料刀片2掉落的颗粒，从而使轮体1的表面被堵塞在排出口间隙内的粉屑严重地刮伤和损坏，这个问题在加工稀土基烧结磁性合金块时尤其严重，因为烧结的稀土磁性合金的硬度相当于甚至高于现有技术中通常用作带磨料刀片的切割轮的轮体材料的合金工具钢，并且具有显著的脆性，会引起轮体1表面的严重损坏。一旦轮体1的表面被磨料刮伤并有局部塑性变形，轮体1就失去两表面之间的应力平衡。从而引起轮体1的变形例如翘曲和不平。当轮体1的厚度较小时，这个缺点尤为严重，即使只有很小的划伤，也会引起大的翘曲或不平。轮体1的任何小的变形都会在进一步的切割加工中由于应力的作用而加大轮体1的翘曲和不平度，从而显著降低切出或者说切开的工件的尺寸精度。具体地说，当使用图2A和2B所示的具有多个同轴地安装在一根轴10上、并用垫圈3将相邻的切割轮6互相隔开一个间隙的带磨料刀片的切割轮6的多刀切割轮组件进行切割加工时，所切出或者说切开的工件的尺寸(例如厚度)仅仅取决于相邻的两个切割轮之间的间隙，所以，轮体1的任何最微小的翘曲或不平都直接影响到切出或者说切开的产品的尺寸精度，除非频繁地调节切割轮6之间的间隙，也就是说，调节垫圈3的厚度，这就显著降低切割加工的生产率，或者过分地增加切割材料的损耗量。因此，本专利技术的目的是提供一种没有上述的现有技术的类似切割轮组件中存在的问题和缺点的新型的带磨料刀片的多刀切割轮组件。按照本专利技术提出的带磨料刀片的多刀切割轮组件是一种含有如下零部件的轮组件(A)一根转轴；(B)至少两个分别由一个带有供上述转轴插入的中心孔的直径不大于20mm、厚度为0.1～1mm的轮体和粘结到上述轮体的外圆周上的磨料刀片层组成的带磨料刀片的切割轮，每个切割轮固定在插入到轮体的中心孔内的转轴上；和(C)至少一个垫圈(垫圈数目比切割轮少1个)，每个垫圈具有一个供转轴插入的中心孔并通过将转轴插入其中心孔内将它固定在轴上两个带磨料刀片的切割轮之间的位置，从而使两个切割轮之间形成间隙，上述的带磨料刀片的切割轮的轮体是用烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带磨料刀片的多刀切割轮组件，含有： （Ａ）一根转轴； （Ｂ）至少两个带磨料刀片的切割轮，每个切割轮各含有一个带有供插入上述转轴用的中心孔的轮体与一层粘在该轮体的外圆周上的磨料刀片层，每个切割轮固定在插入其中心孔的转轴上； （Ｃ）至少一个带有供转轴插入的中心孔的垫圈，该垫圈以转轴插入其心孔中而固定在两个上述的带磨料刀片的切割轮之间的位置、从而使切割轮之间形成间隙，垫圈的数目比上述带磨料刀片的切割轮的数目少１个， 上述的带磨料刀片的切割轮的轮体是用烧结金属碳化物制成的，上述的带磨料刀片的切割轮的磨料刀片层是用由粘结剂粘结在一起的磨料颗粒制成的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吉川昌夫，美浓轮武久，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]