[發明專利]具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪、裝置及制備工藝

在審

• 申請號: 201711296743.8
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107825305A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 李學崑;張樹波;郭國強;田晨晨;王立平;劉辛軍
• 申請（專利權）人: 清華大學;上海航天精密機械研究所
• 主分類號: B24D7/10
• 分類號: B24D7/10;B24D3/06;B24D18/00;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00;B22F5/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 黃德海

1.一種具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪，其特征在于，包括：

砂輪基體；

砂輪磨削主體，所述砂輪磨削主體設在所述砂輪基體的外側，且所述砂輪磨削主體形成有內流道結構。

2.根據權利要求1所述的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪，其特征在于，所述內流道結構被構造成交叉布置的圓柱形，且所述內流道結構的直徑為2毫米至4毫米。

3.根據權利要求1所述的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪，其特征在于，所述內流道結構被構造成交叉布置的多邊形。

4.根據權利要求1所述的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪，其特征在于，所述砂輪磨削主體的端面與外表面中的至少一處設有流道開口，所述流道開口與所述內流道結構連通。

5.一種制造根據權利要求1-4中任一項所述的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

氣體凈化裝置，所述氣體凈化裝置包括氣體凈化裝置主體和循環管路；

制造設備主體，所述制造設備主體與所述循環管路相連，所述制造設備主體包括：

工作腔體，所述工作腔體與所述循環管路相連，所述工作腔體內設有鋪粉刮板；

激光掃描系統，所述激光掃描系統與所述工作腔體相連；

控制系統，所述控制系統與所述鋪粉刮板信號傳輸以驅動所述鋪粉刮板左右移動；

粉末輸送裝置，所述粉末輸送裝置包括送粉箱和驅動所述送粉箱的送粉活塞；

粉末回收裝置，所述粉末回收裝置包括粉末回收箱；以及

人機交互界面。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述工作腔體內設有激光燒結平臺，所述激光燒結平臺上形成有第一槽口和第二槽口，所述激光燒結平臺上設有所述送粉活塞和成型活塞，所述送粉活塞設在所述第一槽口內且上下可移動，所述成型活塞設在所述第二槽口內且上下可移動；

其中，所述送粉活塞的上表面與所述第一槽口之間限定出所述送粉箱，所述鋪粉刮板設在所述激光燒結平臺的上表面；

所述成型活塞上設有成型基體，所述固結金屬結合劑砂輪形成在所述成型基體上。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述激光掃描系統包括：

激光器，所述激光器用于發射激光光源；

振鏡系統，所述振鏡系統的一端與所述激光器相連且另一端與所述成型基體相對。

8.一種根據權利要求1-4中任一項所述的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將磨粒、金屬粉末、填充劑混合形成混料；

S2：將設計完成的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪參數導入制造裝置中，向送粉箱內添加所述混料，并設置激光燒結工藝參數；

S3：關閉工作腔體的隔離門，打開氣體凈化裝置，向所述工作腔體循環充入氮氣或者氬氣中的至少一種；

S4：啟動所述激光器；

S5：控制系統控制送粉活塞上升一段距離，鋪粉刮板由最左端移動到粉末回收箱再由粉末回收箱移動到最左端，激光經由振鏡系統對當前鋪粉層選擇性燒結，成型活塞下降一段距離，多余粉料送入粉料回收箱中；

S6：重復步驟S5，直至砂輪磨削主體制備完成；

S7：加工砂輪基體，并裝配砂輪磨削主體與所述砂輪基體；

S8：金屬結合劑砂輪修整開刃。

9.根據權利要求8所述的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的制備工藝，其特征在于，

所述混料包括磨粒、金屬粉末、填充劑；

所述磨粒包括金剛石磨粒和立方氮化硼磨粒中的至少一種，磨粒濃度為10％～200％；

所述金屬粉末包括青銅、鈷、鎳、鐵、鋁中的至少一種；

所述填充劑為碳化鎢、碳化硅、石墨中的至少一種。

其中，所述磨粒設有鍍層，且磨粒尺寸為23μm～200μm。

10.根據權利要求8所述的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的制備工藝，其特征在于，激光燒結參數包括：

設置激光器的功率10W～500W；

設置粉層厚度在0.02～0.5mm之間；

設置線性掃描速度在100mm/s～7000mm/s之間；

設置線性成型速度在10mm/s～3000mm/s之間；

使工作腔體的氧濃度小于100ppm；

成型氣氛在循環凈化的條件下，除塵率大于98％。