[實用新型]超硬磨料砂輪工作層節塊半徑方向壓制成型模具

有效

• 申請號: 201020184229.2
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN201645343U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 魯濤;田書躍;李學文
• 申請（專利權）人: 鄭州磨料磨具磨削研究所;鄭州三磨超硬材料有限公司
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉

技術領域

本實用新型涉及一種超硬磨料砂輪的加工工藝，具體地說是涉及一種沿半徑方向壓制超硬磨料砂輪的成型模具。

背景技術

超硬磨料砂輪采用壓制的成型方式，包括整體壓制方法和分塊壓制方法。分塊壓制方法是將砂輪整環工作層均分為若干砂輪節塊后單獨壓制。整體壓制方法應用于尺寸較小的砂輪，尺寸較大的超硬磨料砂輪工作層的成型基本上不采用整體壓制方法，而是采用壓制節塊的方法，砂輪節塊經過壓制成型、干燥、燒結后粘接在砂輪基體上。長期以來，砂輪節塊壓制方向仍然按照整體成型的方法沿著砂輪軸向壓制成型。因此，成型模具也是按照砂輪軸向壓制的思路進行設計。

沿砂輪軸向壓制的模具結構和原理如附圖1、圖2所示，模具由模框4、上壓頭1和下壓頭3組成，壓機對上、下壓頭施壓，使松散料成為具有一定強度的坯體。可以看出軸向壓制方式下施加的壓力方向與砂輪2回轉軸線的方向平行。

大部分的超硬材料砂輪工作層的軸向高度尺寸都遠大于半徑方向厚度尺寸，甚至相差十倍以上。當砂輪節塊的軸向高度是其半徑方向厚度的二倍以上時，沿軸向壓制方向成型的砂輪節塊存在兩端面密度最大，中間部位的密度最小，從兩端向中間部位逐漸變化的現象，是由于固有壓力傳遞過程中的壓力損失產生的，不能從根本上消除。密度不均勻的表觀現象就是沿軸向壓制方向砂輪節塊的表面顏色不一致，兩端面顏色深，中間顏色淺。砂輪節塊燒成后容易出現變形、開裂問題。對同一砂輪節塊兩端部位和中間部位取樣測量密度后發現，密度差別較大。這種密度差別隨著砂輪節塊軸向高度尺寸的增大而增大。由于上述現象的存在，導致成品砂輪在磨削過程中出現諸多問題，主要表現在：砂輪不能正常磨削；砂輪出現不均勻磨損；砂輪耐用度低、壽命短；磨削工件精度低，廢品率高；磨削工件表面質量差。

產生密度不均勻現象的原因主要是受到摩擦力的影響。摩擦力包括內部摩擦力和外部摩擦力，內部摩擦力指成型料顆粒之間相互摩擦產生的力，外部摩擦力指成型料和模腔內壁之間的摩擦力。軸向壓制過程中，每一層磨料所受到的摩擦力，是其上、下兩個方向磨料受到的摩擦力的累積，因此中間部位受到的摩擦力最大，兩端摩擦力最小。由于摩擦力的影響，導致壓制方向的壓力產生損耗，兩端受到的壓力最大，中間部位由于壓力損耗大受到的壓力最小，導致中間部位的密度達不到設計密度，而兩端的密度則會超過設計密度。砂輪節塊高度尺寸越大，壓力傳遞行程越長，壓力損耗越大，密度越不均勻。

為了提高砂輪節塊的密度均勻性，軸向壓制過程一次成型常通過多次投料、刮料、預壓來提高密度均勻性，成型時間比較長，工藝不穩定，對工人要求高。通過多次投料、刮料雖然一定程度上能夠提高砂輪節塊的密度均勻性，但是砂輪節塊沿軸向仍然是不均勻的，砂輪質量非常不穩定，仍然會出現前述不正常現象。

發明內容

本實用新型提供一種能提高砂輪節塊密度均勻性、且能縮短砂輪成型時間的超硬磨料砂輪工作層節塊半徑方向壓制成型模具。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

本實用新型包括模框，所述模框中間設置四方通孔，在四方通孔的上方設置底面為凹面的上壓頭，在四方通孔的下方設置頂面為凸面的下壓頭。

所述的模框、上壓頭和下壓頭均采用經淬硬的9SiCr合金鋼或40Cr合金鋼。

所述的模框為圓柱體。

采用上述技術方案的本實用新型，與軸向壓制成型模具相比，采用半徑方向壓制成型模具有以下有益效果：

1.沿著砂輪的半徑方向壓制弧形砂輪節塊，從而能夠有效提高超硬磨料砂輪節塊的密度均勻性，保證砂輪節塊各部位都達到設計密度。

2.成型模具模腔是四方形結構，壓制行程短，減少了壓力損耗；能夠有效解決超硬材料砂輪工作層變形、開裂問題，減少廢品的產生，節約生產成本。

3.成品砂輪的磨削性能和磨削工件質量等各方面較軸向壓制方法生產的砂輪有很大提高。

4.減少投料、刮料次數，縮短勞動時間，提高生產效率。

5.通過降低模具的高度，有利于砂輪節塊毛坯出模，同時能夠減輕模具重量，降低勞動強度。

總之，本實用新型適用于陶瓷、樹脂、金屬等結合劑超硬材料砂輪的成型。

附圖說明

圖1為現有技術的整體結構圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本實用新型的整體結構圖；

圖4為圖3的俯視圖。

具體實施方式