[發(fā)明專利]可正前角加工的有序微槽結(jié)構(gòu)PCD砂輪的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810608183.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108747858B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛聰;鐘宇杰;蔣藝峰;蔡培浩;胡永樂(lè);李長(zhǎng)河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B24D5/02
• 分類號(hào): B24D5/02;B24D18/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了可正前角加工的有序微槽結(jié)構(gòu)PCD砂輪的制備方法，其特征是在砂輪輪轂外圓周面沉積有一層聚晶金剛石膜即PCD膜，并在整個(gè)PCD膜的外圓周面上加工有大量帶正前角的微型磨削單元和高深寬比的微槽且均呈有序排布，其制備方法為：通過(guò)熱絲化學(xué)氣相沉積即HFCVD技術(shù)在砂輪輪轂外圓周面沉積一層PCD膜，采用微水導(dǎo)激光加工技術(shù)在整個(gè)PCD膜外圓周面加工出大量軸向長(zhǎng)度與砂輪厚度相等、周向?qū)挾葍H為幾十微米、深度為數(shù)百微米的高深寬比微槽并形成大量帶正前角的微型磨削單元，并使得微型磨削單元和微槽均呈有序排布。本發(fā)明的砂輪能夠?qū)崿F(xiàn)正前角加工，顯著降低磨削力比，提高磨削性能，還能增大砂輪對(duì)微型磨削單元的把持力，有效提高砂輪的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種砂輪的制備方法，特別是可正前角加工的有序微槽結(jié)構(gòu)PCD砂輪的制備方法。

背景技術(shù)

磨削加工作為一種精密加工技術(shù)，具有加工精度高、表面質(zhì)量好的特點(diǎn)，在精密加工制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而在傳統(tǒng)的磨削加工中，磨粒在砂輪工作表面上呈無(wú)規(guī)則排布，而且磨粒的幾何形狀、尺寸大小均不一致，因此在磨削加工過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)磨粒呈大負(fù)前角切削工件表面的情況，這樣會(huì)增大磨削力比，加速磨削能轉(zhuǎn)化為磨削熱能，提高磨削溫度，從而影響加工表面質(zhì)量和磨削效率；同時(shí)砂輪的容屑空間小，磨粒出刃度低且易脫落，容易造成砂輪堵塞而產(chǎn)生局部高溫?fù)p傷工件表面，也會(huì)降低砂輪使用壽命。

為了提高砂輪的磨削效率和使用壽命，公開(kāi)號(hào)為CN107962510A的專利“一種表面有序微型結(jié)構(gòu)化的CVD金剛石砂輪”，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在砂輪輪轂外圓周面沉積一層金剛石膜，再采用脈沖激光束在整個(gè)金剛石膜外圓周面加工出大量交錯(cuò)有序排布微槽和頂面均為腰型的磨削單元，提高了加工表面材料的去除率和磨削效率，增大了砂輪輪轂對(duì)磨削單元的把持力，提高了砂輪的使用壽命，但是單個(gè)的磨削單元在磨削過(guò)程中仍然是以零前角進(jìn)行加工，從而未能夠更好地提高磨削效率和加工表面質(zhì)量，同時(shí)在磨削過(guò)程中有序排布磨削單元的周向間距高達(dá)1mm，屬于典型的斷續(xù)磨削，從而產(chǎn)生的周期性振動(dòng)也會(huì)影響加工表面的完整性。

為了改善加工表面的完整性，實(shí)現(xiàn)正前角磨削加工，公開(kāi)號(hào)為CN105728961A的專利“一種基于脈沖激光加工的新型正前角金剛石磨具制造方法”，提出了一種激光加工金剛石磨粒正前角的方法。該發(fā)明采用激光加工技術(shù)對(duì)有序排布在砂輪工作表面上的單層大顆粒金剛石磨粒進(jìn)行燒蝕處理，使得金剛石磨粒頂角小于90°，從而磨削過(guò)程變成正前角磨削，有效地解決了傳統(tǒng)金剛石砂輪磨粒呈大負(fù)前角切削工件表面的問(wèn)題，提高了加工效率，減輕了加工表面的損傷，改善了加工表面的完整性。但是，在激光加工大顆粒金剛石磨粒的過(guò)程中，由于激光燒蝕溫度過(guò)高難免會(huì)導(dǎo)致大顆粒金剛石磨粒產(chǎn)生部分石墨化，從而影響磨粒以正前角切削工件表面，降低了加工表面質(zhì)量，同時(shí)單個(gè)的大顆金剛石磨粒一旦受力過(guò)大或受力集中就可能會(huì)發(fā)生整顆脫落，影響磨削效率甚至降低砂輪的使用壽命。

為了進(jìn)一步改善加工表面質(zhì)量，提高磨削效率，公開(kāi)號(hào)CN107243848A的專利“一種可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具及其制備方法”，通過(guò)壓制和燒結(jié)的方法在砂輪輪轂上制備出胎體并采用鉆頭在胎體上加工出有序排布的小孔，再將正前角纖維由環(huán)氧樹(shù)脂固結(jié)在小孔內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了正前角切削加工，進(jìn)一步改善了加工表面質(zhì)量，提高了加工精度；但是由于纖維的截面尺寸高達(dá)0.8mm×0.8mm，刀具表面上每平方厘米的纖維數(shù)量?jī)H為14.26根，從而單纖維切深很大，也就難以保證加工精度，并且單個(gè)的纖維一旦受力過(guò)大或受力集中就難免會(huì)發(fā)生斷裂，從而影響砂輪的使用壽命，同時(shí)將所有纖維逐個(gè)插入小孔內(nèi)并固結(jié)這一制備過(guò)程難度過(guò)大的問(wèn)題也不容忽視。

發(fā)明內(nèi)容