[發(fā)明專利]一種金剛石磨削磨具及其制造裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110147184.0
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102229121A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉祖銘;彭位安
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B24D3/00
• 分類號: B24D3/00;B24D3/10;B24D18/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金剛石磨削磨具，本發(fā)明還涉及該金剛石磨削磨具的制造裝置。

背景技術(shù)

對機械零件進行磨削加工已經(jīng)成為一種常規(guī)的技術(shù)要求，目前廣泛使用的磨削磨具主要采用SiC、剛玉等制造。SiC、剛玉磨削磨具耐磨性差，使用壽命短，在磨削加工過程中自身消耗較快、尺寸穩(wěn)定性差，導(dǎo)致被加工零件的尺寸、形狀和精度發(fā)生變化，需要經(jīng)常對SiC、剛玉磨削磨具進行修正。同時，SiC、剛玉磨削磨具具有硬、脆特點，強韌性差，特別是一些異形砂輪，在使用過程中容易出現(xiàn)突發(fā)性破裂，因高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致安全事故。在用于大批量加工耐磨材料制備的零件時，SiC、剛玉磨削磨具的上述問題尤為突出，嚴(yán)重影響被加工零件的質(zhì)量和性能，生產(chǎn)效率低下，安全隱患突出。

例如，目前剎車片生產(chǎn)線上使用的是一種SiC制造的磨具，由于制備剎車片采用的是一種具有較好耐磨性能的摩擦材料，SiC磨具的使用壽命嚴(yán)重不足，一般僅磨削加工6000～8000片剎車片就需更換，費時費力；另一方面，因磨削設(shè)備加裝有SiC磨具破裂防護罩，無法直接在線實時觀察磨具的磨損狀況，直到磨具因過度使用、在被磨削加工零件的較小徑向外力作用下破裂時才被動更換，高速旋轉(zhuǎn)的磨具破裂易引發(fā)安全事故，另一方面易導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。由于SiC磨具的使用壽命嚴(yán)重不足，使其更換周期短(一般3～4天)，費時費力，增加產(chǎn)品廢品率，安全隱患無法消除。

對于上述問題，除了加強安全防護、定期停機檢查、提前更換磨具外，目前沒有更好的解決方法。

本發(fā)明提出了一種金剛石磨削磨具及其制造裝置，可有效的解決目前采用SiC、剛玉等制造的磨削磨具存在的耐磨性差、使用壽命短和強韌性差、容易出現(xiàn)突發(fā)性破裂等問題，提高生產(chǎn)的安全性、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量與性能，降低廢品率，同時也可為加工企業(yè)節(jié)約成本、提高經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種磨削性能優(yōu)異、耐磨性好、使用壽命長和具有高強韌性、不容易出現(xiàn)突發(fā)性破裂的金剛石磨削磨具。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種提高金剛石磨削磨具制造效率，降低制造成本的制造金剛石磨削磨具的裝置。

為了解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的金剛石磨削磨具，包括中空杯形圓柱狀基體，所述的中空杯形圓柱狀基體的高/直徑比為1∶3～1∶5，所述的中空杯形圓柱狀基體的外表面設(shè)有一層與所述的中空杯形圓柱狀基體經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)成為冶金結(jié)合的整體的金剛石粉末胎體，所述的金剛石粉末胎體均勻、致密，所述的中空杯形圓柱狀基體采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造。

采用上述技術(shù)方案的金剛石磨削磨具，碳素結(jié)構(gòu)鋼制造的中空杯形圓柱狀基體具有高的強韌性，即使磨具的磨料被消耗完，也不會發(fā)生破裂，這可有效防止磨具在使用過程中發(fā)生突發(fā)性破裂；金剛石、金屬粉末粘接劑通過熱等靜壓燒結(jié)，與中空杯形圓柱狀碳素結(jié)構(gòu)鋼基體實現(xiàn)完全冶金結(jié)合，可有效防止金剛石胎體在使用過程中脫落、破裂；利用金剛石胎體中金剛石的高硬度、高耐磨性進行磨削加工，可有效提高磨具的磨削性能、耐磨性及使用壽命。由于金剛石粉末胎體與中空杯形圓柱狀基體耐磨性的顯著差異，可以在磨具出現(xiàn)磨削性能降低時，及時在線確定磨具的繼續(xù)使用與更換問題，避免了因過度使用導(dǎo)致的安全隱患，以及因提前更換而發(fā)生浪費的現(xiàn)象。

為了解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的制造金剛石磨削磨具的裝置，由具有約束作用的外模套、具有支撐和定位作用的底座、上模芯和壓環(huán)組成，所述的外模套的內(nèi)腔為圓柱形，在所述的外模套的內(nèi)腔下部設(shè)有底座，在所述的外模套內(nèi)設(shè)有處于所述的底座上方的上模芯，所述的底座設(shè)有對所述的中空杯形圓柱狀基體進行定位的限位凸臺，中空杯形圓柱狀基體安裝在所述的底座和所述的上模芯之間，所述的中空杯形圓柱狀基體對所述的上模芯定位，在所述的外模套、底座、上模芯和中空杯形圓柱狀基體構(gòu)成的組合體之間形成一個用于填充金剛石粉末胎體原料的環(huán)形空間，所述的壓環(huán)套在所述的上模芯上壓入到所述的環(huán)形空間內(nèi)。

所述的外模套、底座、上模芯和壓環(huán)采用石墨材料制造。

采用上述技術(shù)方案的制造金剛石磨削磨具的裝置，其中外模套的內(nèi)腔為圓柱形，底座設(shè)計了限位凸臺，對中空杯形圓柱狀基體進行定位，并通過中空杯形圓柱狀基體對上模芯進行定位，由外模套與底座、上模芯及中空杯形圓柱狀基體構(gòu)成的環(huán)形空間，用于填充金剛石胎體及胎體燒結(jié)成形，以及對壓環(huán)進行導(dǎo)向，燒結(jié)壓力通過壓環(huán)施加給金剛石粉末胎體。