一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，它包括自內(nèi)而外依次設(shè)置的滾輪基體、環(huán)基體、釬料層和磨粒，滾輪基體通過粘結(jié)層與所述環(huán)基體粘結(jié)，所述釬料層設(shè)置在所述環(huán)基體外側(cè)，所述磨粒呈環(huán)狀等間距一體設(shè)置在所述釬料層的外圈。還提供了該滾輪的制備方法，包括以下步驟：1）制作陰模；2）制作滾輪基體和環(huán)基體；3）涂耐熱膠；4）放入環(huán)基體；5）填入磨粒；6）添加釬料；7）液相燒結(jié)；8）粘結(jié)滾輪基體；9）加工滾輪基體內(nèi)孔及端面；10）成形。上述方法具有設(shè)計(jì)科學(xué)、制造精度高、磨粒等間距有序排列、釬焊過程可控的優(yōu)點(diǎn)，制備出的滾輪具有金剛石磨粒把持力高、磨粒利用充分、滾輪壽命長及使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。

Brazed diamond dressing roller for shaping grinding and preparation method thereof

The invention provides a brazing diamond dressing roller grinding, it includes the inside wheel matrix, which are sequentially arranged ring substrate, solder layer and abrasive wheel, the substrate through the adhesive layer and the substrate bonding ring, the solder layer is arranged on the outer ring of the matrix, the abrasive ring etc. one spacing is arranged on the outer ring of the solder layer. The invention also provides a preparation method of the roller, which comprises the following steps: 1) making die; 2) making roller matrix and loop matrix; 3) coated with heat-resistant adhesive; 4) into the ring substrate; 5) filled grains; 6) add solder; 7) liquid phase sintering; 8) bonding roller matrix; 9) hole and face processing roller matrix; 10) forming. The method has the advantages of scientific design, manufacture precision and abrasive spacing are orderly arranged, the brazing process has the advantages of controllable roller, prepared with diamond abrasive abrasive, high holding force, fully take advantage of roller long service life and low operation cost.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪及其制備方法
本專利技術(shù)涉及一種修整滾輪，具體的說，涉及了一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，還涉及該修整滾輪的制備方法。
技術(shù)介紹
成形磨削是當(dāng)前航空航天、汽車、精密裝備等行業(yè)中實(shí)現(xiàn)諸多復(fù)雜形面機(jī)械零件高精度、高效率、低成本加工要求的主要機(jī)加方法。為了使砂輪在成形磨削時(shí)能夠具有正確的工作形面，對(duì)其進(jìn)行修整是必不可少的環(huán)節(jié)，同時(shí)砂輪修整效果的好壞也是保證零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵。針對(duì)多層磨料砂輪而言，采用CNC修整器對(duì)砂輪進(jìn)行修整不僅效率高，而且還能通過設(shè)置不同運(yùn)動(dòng)軌跡修整出各種所需要的砂輪工作形面，因此該方法在成形磨削中得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)階段，CNC修整器常用電鍍金剛石滾輪作為配套的修整工具。但是，電鍍工具對(duì)金剛石磨粒的機(jī)械把持力低，其磨粒有效利用率通常不足30%，由此帶來修整工具使用壽命短、使用成本高的問題，這也是砂輪CNC修整技術(shù)應(yīng)用中一直難以突破的瓶頸。目前，超硬磨料釬焊技術(shù)已成功實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒的高把持力。因此，在保證工具制造精度前提下，如何通過釬焊技術(shù)提高工具對(duì)金剛石磨粒的高把持力，從而提升磨粒的利用率及其使用壽命，已成為降低砂輪CNC修整技術(shù)使用成本急需解決的技術(shù)問題。為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種金剛石磨粒把持力高、磨粒利用充分、滾輪壽命長及使用成本低的一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪。還提供了一種設(shè)計(jì)科學(xué)、制造精度高、磨粒等間距有序排列、釬焊過程可控的成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，包括自內(nèi)而外依次設(shè)置的滾輪基體、環(huán)基體、釬料層和磨粒，所述滾輪基體通過粘結(jié)層與所述環(huán)基體粘結(jié)，所述釬料層設(shè)置在所述環(huán)基體外側(cè)，所述磨粒呈環(huán)狀等間距一體設(shè)置在所述釬料層的外圈。基上所述，所述釬料層由粉末釬料通過液相燒結(jié)固定在所述環(huán)基體外側(cè)，同時(shí)所述磨粒在液相燒結(jié)過程中與所述釬料層固定。基上所述，所述環(huán)基體為內(nèi)厚外薄的對(duì)稱斜面體結(jié)構(gòu)。一種制造成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪的方法，包括以下步驟：1）制作陰模：陰模的內(nèi)孔中加工出軸向定位面、水平的磨粒定位面和放置環(huán)基體的斜面；2）制作滾輪基體和環(huán)基體：所述滾輪基體為一圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)基體上端面的外端開設(shè)一階梯結(jié)構(gòu)；3）涂耐熱膠：在陰模軸向定位面的中下部沿周向等間距的涂設(shè)一薄層耐熱膠；4）放入環(huán)基體：將環(huán)基體放入陰模，陰模的斜面與環(huán)基體下端面的斜面對(duì)齊，調(diào)整環(huán)基體外圓周面與陰模的軸向定位面同軸心；5）填入磨粒：將磨粒等間距的填入陰模與環(huán)基體之間的縫隙，磨粒位置與耐熱膠位置對(duì)應(yīng)，保持磨粒的底面貼合磨粒定位面，磨粒的一側(cè)面抵接軸向定位面并與所述耐熱膠接觸實(shí)現(xiàn)定位；6）添加釬料：取一環(huán)形套模，將該環(huán)形套模插入磨粒與環(huán)基體之間的縫隙，環(huán)形套模與階梯結(jié)構(gòu)構(gòu)成容納釬料粉的空間，將釬料粉填入該空間中并壓實(shí)；7）液相燒結(jié)：取出套模，然后將所述陰模、所述磨粒、所述環(huán)基體、所述釬料一并放入真空爐中進(jìn)行高溫液相燒結(jié)，形成滾輪工作層；8）粘結(jié)滾輪基體：先將滾輪工作層和陰模粘結(jié)，再將滾輪基體與環(huán)基體粘結(jié)；9）加工滾輪基體內(nèi)孔及端面：利用陰模的參照面，采用機(jī)械加工方法保證滾輪基體內(nèi)孔與陰模的軸向定位面基準(zhǔn)統(tǒng)一，以及保證滾輪基體兩端面與其內(nèi)孔之間的垂直度要求；10）成形：去除陰模，加工環(huán)基體及滾輪基體的外形尺寸至要求尺寸。基上所述，步驟1）中，所述陰模材料為高純石墨，磨粒定位面的寬度為所述磨粒粒徑的60%～70%，放置所述環(huán)基體的斜面角度為10～30°。基上所述，步驟2）中，所述環(huán)基體為金屬，外圓面寬度為所述磨粒粒徑的1～3倍，所述階梯結(jié)構(gòu)自內(nèi)向外帶有5～20°斜角。基上所述，步驟4）中，環(huán)基體外圓面距離陰模內(nèi)徑表面的距離為L，其計(jì)算公式為：L=d0+d1；d0=所述磨粒的粒徑；d1=0.1～0.2mm；所述環(huán)形套模的厚度小于d1。基上所述，步驟3）中，所述耐熱膠的耐熱溫度高于釬焊溫度。基上所述，步驟5）中，所述磨粒為耐熱型人造金剛石，粒徑大于0.5mm，所述磨粒間距為1～3mm。基上所述，步驟6）中，所述釬料層由粉末釬料在液相燒結(jié)后流淌凝固形成，且釬料層包埋磨粒厚度為粒徑的20%以上。有益效果本專利技術(shù)相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說，本專利技術(shù)利用釬焊技術(shù)增加對(duì)金剛石磨粒的把持力，進(jìn)而提升了該修整滾輪的磨粒利用率，最終實(shí)現(xiàn)延長該修整滾輪使用壽命、降低修整滾輪使用成本的目的。進(jìn)一步的，制備修整滾輪的方法中，以軸向定位面、水平的磨粒定位面為基準(zhǔn)填入磨粒，利用涂在軸向定位面上的耐熱膠固定磨粒，使得磨粒的形面精度和位置精度可控；利用前述優(yōu)勢(shì)，使得磨粒等間距有序排列便捷；開設(shè)階梯結(jié)構(gòu)，配合環(huán)形套模，用于對(duì)釬料粉末填充進(jìn)行約束，優(yōu)化釬料粉末的填入工序，使得釬焊過程釬料層對(duì)磨粒的包埋厚度可控。整個(gè)制備過程具有工藝簡單、制造精度高、釬焊過程可控的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1是本專利技術(shù)中成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)中成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪的剖視圖。圖3是本專利技術(shù)中液相燒結(jié)前粉末釬料裝填及其套模使用狀態(tài)的示意圖。圖4是本專利技術(shù)中液相燒結(jié)后成形的滾輪工作層與陰模的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本專利技術(shù)中滾輪工作層與陰模之間的粘結(jié)固定的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1.陰模；2.磨粒；3.釬料層；4.環(huán)基體；5.滾輪基體；6.粘結(jié)層；7.耐熱膠；8.套模；9.軸向定位面；10.磨粒定位面；11.階梯結(jié)構(gòu)；12.釬料粉末；13.粘結(jié)區(qū)；14.第二參照面。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施方式，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，包括自內(nèi)而外依次設(shè)置的滾輪基體5、環(huán)基體4、釬料層3和磨粒2，所述滾輪基體5通過粘結(jié)層6與所述環(huán)基體4粘結(jié)，粘結(jié)層6的材料為A/B膠與金屬鋁粉的混合物，所述A/B膠與所述金屬鋁粉按體積比1：1進(jìn)行配制，所述粘結(jié)層6的厚度為0.1mm。所述釬料層3設(shè)置在所述環(huán)基體4外側(cè)，單層磨粒2呈環(huán)狀等間距一體設(shè)置在所述釬料層3的外圈，所述釬料層3由粉末釬料通過液相燒結(jié)固定在所述環(huán)基體4外側(cè)，同時(shí)所述磨粒2在液相燒結(jié)過程中與所述釬料層3固定。所述環(huán)基體4為內(nèi)厚外薄的對(duì)稱斜面體結(jié)構(gòu)。由于采用釬焊技術(shù)，磨粒的把持力獲得大幅提高，同時(shí)磨粒裸露高度大，因此滾輪切削鋒利，且磨粒的利用率得到提高，由此使得修整滾輪的使用壽命增加，同時(shí)也降低了修整滾輪的使用成本。一種制備上述成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪的方法，包括以下步驟：1）制作陰模1。所述陰模1材料為高純石墨，陰模1具有內(nèi)孔，內(nèi)孔中加工出軸向定位面9、水平的磨粒定位面10和放置環(huán)基體4的斜面，磨粒定位面10的寬度為0.7mm，斜面的角度為20°。2）制作滾輪基體5和環(huán)基體4。所述滾輪基體5為一圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)孔直徑尺寸為3mm，主要用于后續(xù)精度矯正，所述環(huán)基體4上端面的外端開設(shè)一階梯結(jié)構(gòu)11，階梯面角度為15°，用于后續(xù)填入釬料粉末12，下端面用于與所述陰模1上的斜面配合，環(huán)基體4外圓面寬度為2mm。3）涂耐熱膠。在陰模1的軸向定位面9的中下部沿周向等間距的涂設(shè)一薄層耐熱膠7，耐熱膠7采用耐熱溫度在1000度以上的耐熱膠，具體本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，其特征在于：它包括自內(nèi)而外依次設(shè)置的滾輪基體、環(huán)基體、釬料層和磨粒，所述滾輪基體通過粘結(jié)層與所述環(huán)基體粘結(jié)，所述釬料層設(shè)置在所述環(huán)基體外側(cè)，所述磨粒呈環(huán)狀等間距一體設(shè)置在所述釬料層的外圈。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，其特征在于：它包括自內(nèi)而外依次設(shè)置的滾輪基體、環(huán)基體、釬料層和磨粒，所述滾輪基體通過粘結(jié)層與所述環(huán)基體粘結(jié)，所述釬料層設(shè)置在所述環(huán)基體外側(cè)，所述磨粒呈環(huán)狀等間距一體設(shè)置在所述釬料層的外圈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，其特征在于：所述釬料層由粉末釬料通過液相燒結(jié)固定在所述環(huán)基體外側(cè)，同時(shí)所述磨粒在液相燒結(jié)過程中與所述釬料層固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪，其特征在于：所述環(huán)基體為內(nèi)厚外薄的對(duì)稱斜面體結(jié)構(gòu)。4.一種制造成形磨削用釬焊金剛石修整滾輪的方法，其特征在于：包括以下步驟：1）制作陰模：陰模的內(nèi)孔中加工出軸向定位面、水平的磨粒定位面和放置環(huán)基體的斜面；2）制作滾輪基體和環(huán)基體：所述滾輪基體為一圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)基體上端面的外端開設(shè)一階梯結(jié)構(gòu)；3）涂耐熱膠：在陰模軸向定位面的中下部沿周向等間距的涂設(shè)一薄層耐熱膠；4）放入環(huán)基體：將環(huán)基體放入陰模，陰模的斜面與環(huán)基體下端面的斜面對(duì)齊，調(diào)整環(huán)基體外圓周面與陰模的軸向定位面同軸心；5）填入磨粒：將磨粒等間距的填入陰模與環(huán)基體之間的縫隙，磨粒位置與耐熱膠位置對(duì)應(yīng)，保持磨粒的底面貼合磨粒定位面，磨粒的一側(cè)面抵接軸向定位面并與所述耐熱膠接觸實(shí)現(xiàn)定位；6）添加釬料：取一環(huán)形套模，將該環(huán)形套模插入磨粒與環(huán)基體之間的縫隙，環(huán)形套模與階梯結(jié)構(gòu)構(gòu)成容納釬料粉的空間，將釬料粉填入該空間中并壓實(shí)；7）液相燒結(jié)：取出套模，然后將...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：赫青山，崔仲鳴，高東恩，王星，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：河南,41