[發(fā)明專(zhuān)利]一種磨粒三維有序排布的砂輪高效制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110015774.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112743461A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張高峰;羅德晶;王佳坤;吳高燦;劉達(dá)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B24D18/00
• 分類(lèi)號(hào): B24D18/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種磨粒三維有序排布的砂輪高效制備方法。該砂輪的磨粒三維有序排布通過(guò)磨粒與結(jié)合劑材料依次逐層排布，結(jié)合劑材料和磨粒層排布完成之后要進(jìn)行壓實(shí)，形成磨粒三維有序排布的砂輪毛坯，最后通過(guò)燒結(jié)形成磨粒三維有序排布的砂輪。磨粒有序排布模具的排布形狀及磨粒與磨粒之間的距離可以通過(guò)繪圖軟件進(jìn)行繪制，由激光設(shè)備和3D打印設(shè)備實(shí)現(xiàn)快速成型，其成本低廉；而且結(jié)合劑材料通過(guò)振動(dòng)篩網(wǎng)的時(shí)間來(lái)控制結(jié)合劑材料的層厚。通過(guò)該方法制備砂輪的工藝簡(jiǎn)單，并最終形成一種磨粒三維有序排布的砂輪制備。本發(fā)明將提供一種磨粒三維有序排布的砂輪高效制備方法；本發(fā)明可應(yīng)用于砂輪的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磨粒三維有序排布的砂輪高效制備方法，屬于砂輪制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)砂輪是用結(jié)合劑材料將不同粒度的磨粒與輔料固結(jié)成不同形狀尺寸且具有一定強(qiáng)度和剛性的固體或涂附在軟質(zhì)載體上，用于磨削加工的工具。采用傳統(tǒng)方法制備出的砂輪,磨粒呈無(wú)規(guī)則的密集排布,在磨削過(guò)程中動(dòng)態(tài)有效磨粒僅占磨粒總數(shù)的很小一部分,局部磨粒排布較密。因此，提出了一款新型砂輪的制備方法，這款砂輪將解決傳統(tǒng)砂輪的磨粒無(wú)規(guī)則的密集排布，新型砂輪的磨粒將呈現(xiàn)三維有序排布，將解決傳統(tǒng)砂輪在磨削過(guò)程中動(dòng)態(tài)有效磨粒的占比。磨粒可控的有序排布就是利用繪圖軟件與激光機(jī)結(jié)合對(duì)磨粒有序排布裝置進(jìn)行制備，通過(guò)磨粒有序排布裝置對(duì)磨粒進(jìn)行有序排布使得在砂輪的表面排布達(dá)到規(guī)則化、有序化,在砂輪磨削加工過(guò)程中,磨粒有序排布可以提高砂輪的容屑空間,減少磨削溫度，使砂輪表面每顆磨粒的受力較均勻,磨損較均勻,從而節(jié)省磨料，提高砂輪的壽命。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)磨粒有序排布進(jìn)行了許多研究，但是，要實(shí)現(xiàn)磨粒有序排布砂輪的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)還有一定難度的。我們國(guó)家臺(tái)灣省中國(guó)砂輪公司宋健民博士提出的專(zhuān)利技術(shù)(U.S.Pantent..6039641)，即用模板法使得金剛石有序排布，該方法能夠精確有序排布金剛石。由瑞士ETH機(jī)床與加工研究所G.Burkhard博士等提出專(zhuān)利技術(shù)(EP1208345A)，采用靜電排布法，可以在棒料圓盤(pán)上進(jìn)行有序排布。韓國(guó)新韓公司開(kāi)發(fā)的ARIX自動(dòng)排布系統(tǒng)，可以在刀頭中均勻有序排布金剛石磨料，自動(dòng)化程度高。

在電鍍工具制備中，高航等提出磨料群三維多層可控優(yōu)化排布電鍍工具的制備思路及方法(申請(qǐng)?zhí)枺?00710010921.6)，該方法通過(guò)增厚復(fù)合電鍍掩膜的制備實(shí)現(xiàn)磨料群三維可控排布。這個(gè)制備出的磨料層比較少，不能解決工具的壽命的問(wèn)題。

丁文鋒等提出通過(guò)使用纖維磨粒實(shí)現(xiàn)磨粒在陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪內(nèi)三維有序排布的方法(申請(qǐng)?zhí)枺?01210203443.1)，這個(gè)方法需要提前制備好纖維磨粒在陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪內(nèi)部實(shí)現(xiàn)三維有序排布。丁文峰等人進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出一種實(shí)現(xiàn)磨粒與氣孔在多層超硬磨料砂輪內(nèi)部三維協(xié)同排布的方法及裝置(申請(qǐng)?zhí)枺?01310321169.2)，這個(gè)是使用陶瓷空心球作為造孔材料，通過(guò)特定的模板及方法使得磨粒與氣孔在超硬磨料內(nèi)部形成三維協(xié)同排布。

從上面可以看出上述制備方法沒(méi)有做到磨粒三維有序排布，對(duì)于宋健民、G.Burkhard博士及新韓公司所提出的方法，只能說(shuō)明磨粒有序排布。對(duì)于高航及丁文鋒所提出的方法是針對(duì)磨粒群的三維有序排布，只是做到了宏觀磨粒有序，微觀還是無(wú)序。以上發(fā)明研究并沒(méi)有對(duì)磨粒進(jìn)行三維有序排布的砂輪進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，尋找一種新的方法去解決砂輪上磨粒的無(wú)規(guī)則、隨機(jī)排布的問(wèn)題，從而提高砂輪的容屑空間,減少磨削溫度，降低磨削力，使砂輪表面每顆磨粒的受力較均勻,磨損較均勻,節(jié)省磨料，提高砂輪的壽命，因此提供了一種磨粒三維有序排布的砂輪高效制備方法。克服現(xiàn)在的技術(shù)所存在的不足。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種磨粒三維有序排布的砂輪高效制備方法，包括以下步驟：