[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

技術領域

本發明涉及磨削加工及增材制造技術領域，特別是涉及一種具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪、制造具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的裝置及具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的制備工藝。

背景技術

相關技術中，傳統固結金屬結合劑砂輪制造工藝主要是熱壓成型法。熱壓法中，首先將金屬結合劑磨粒與結合劑按照一定比例混合均勻，在自然堆積混料的基礎上施加一定的壓力與溫度，最終成型。

然而，傳統熱壓工藝制造的金屬結合劑砂輪氣孔閉塞，而且氣孔與氣孔之間沒有形成有效的流道結構，這種閉塞的氣孔影響了砂輪磨削過程中的磨削液進入磨削弧區，降低了換熱效率。而砂輪在磨削過程中產生大量的熱量，沒有流道結構的砂輪會導致90％以上的熱量傳入工件，極易導致磨削工件燒傷。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪，所述具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的冷卻能力得以改善、且換熱效果好，有利于避免磨削燒傷。

本發明還提出一種制造具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的裝置。

本發明又提出一種具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的制備工藝。

根據本發明第一方面實施例的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪，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。

根據本發明實施例的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪，通過在砂輪磨削主體上設置內流道結構，由此，能夠改善砂輪的冷卻能力，提高換熱效率，防止磨削工件燒傷。

另外，根據本發明上述實施例的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪還具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一些實施例，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。

根據本發明的一些實施例，所述內流道結構被構造成交叉布置的多邊形。

根據本發明的一些實施例，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。

根據本發明第二方面實施例的制造具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的裝置，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。

進一步地，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。

更進一步地，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。

根據本發明第三方面實施例的具有內流道結構的固結金屬結合劑砂輪的制備工藝，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。