窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法及實施該方法的夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及磨料磨具制造領(lǐng)域，特別是涉及到一種窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法及實施該方法的夾具。窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法包括以下步驟：（1）制作砂輪環(huán)坯體，砂輪環(huán)坯體的寬度尺寸略大于要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸、厚度尺寸整數(shù)倍于要制造砂輪環(huán)的厚度尺寸；（2）將步驟（1）制得的砂輪環(huán)坯體烘干，然后進(jìn)行燒結(jié)固化；（3）對經(jīng)步驟（2）處理過的砂輪環(huán)坯體進(jìn)行分割以得到要制造的砂輪環(huán)。本發(fā)明解決了窄薄超硬材料砂輪環(huán)的成品率低、精度差以及生產(chǎn)效率低的問題。
【專利說明】窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法及實施該方法的夾具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磨料磨具制造領(lǐng)域，特別是涉及到一種窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法 及實施該方法的夾具。

【背景技術(shù)】
[0002] 超硬材料砂輪以其耐用度高、使用壽命長、形狀精度高、磨削效率高等優(yōu)勢在機(jī)械 加工領(lǐng)域中得到了極為廣泛的應(yīng)用。陶瓷超硬材料砂輪屬于超硬材料砂輪的一種，其在難 加工材料領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。超硬材料砂輪通常是由砂輪基體和磨料層構(gòu)成，其中磨 料層通過粘結(jié)劑與砂輪基體固結(jié)，對于小直徑的超硬材料砂輪來說，磨料層通常是一個整 體式的磨料環(huán)(砂輪環(huán))。砂輪基體作為磨料層的承載結(jié)構(gòu)，其制造工藝相對成熟，制造效率 是比較高的。磨料層作為參與磨削加工的主體，其加工工藝目前已經(jīng)成為了制約超硬磨料 砂輪生產(chǎn)效率的瓶頸。
[0003] 以陶瓷超硬材料砂輪環(huán)為例，傳統(tǒng)的超硬材料砂輪環(huán)的制備過程如下：（1)根據(jù) 砂輪環(huán)成品尺寸，選擇合適的模具，將型料投入模具模腔中，在壓機(jī)作用下壓制成砂輪環(huán)； (2 )將經(jīng)步驟（1)壓制出的砂輪環(huán)在烘箱中進(jìn)行烘干或風(fēng)干處理；（3 )將步驟（2 )烘干或風(fēng) 干后的砂輪環(huán)放置在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)固化。制造超硬材料砂輪時，將上述步驟（3)固化 后的砂輪環(huán)粘接到砂輪基體上即可。
[0004] 當(dāng)砂輪環(huán)的厚度足夠厚(軸向尺寸足夠大)，寬度足夠?qū)挼那闆r下，傳統(tǒng)的砂輪環(huán) 制造方法尚可滿足生產(chǎn)需要，但是在砂輪環(huán)厚度較薄、寬度較小情況下(制備窄薄超硬材料 砂輪環(huán)的情況下)，傳統(tǒng)的制備方法存在以下問題：（1)利用模具在壓機(jī)壓制過程中，由于 砂輪環(huán)的厚度薄、寬度窄，其強(qiáng)度較低，成品率低；（2)由于砂輪環(huán)直徑與厚度之比較大，力口 之寬度較小，在燒結(jié)固化過程中，砂輪環(huán)變形較大，易出現(xiàn)裂紋、斷裂現(xiàn)象，影響砂輪環(huán)的精 度；（3)在批量生產(chǎn)條件下，砂輪環(huán)均由手工一件一件利用壓機(jī)壓制成型，勞動強(qiáng)度大，生 產(chǎn)效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法，以解決窄薄超硬材料 砂輪環(huán)的成品率低、精度差以及生產(chǎn)效率低的問題。
[0006] 同時，本發(fā)明的目的還在于提供用于實施窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法的夾具。
[0007] 為了解決上述問題，本發(fā)明的窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法采用以下技術(shù)方案： 窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法，包括以下步驟：（1)制作砂輪環(huán)坯體，砂輪環(huán)坯體的寬度尺 寸略大于要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸、厚度尺寸整數(shù)倍于要制造砂輪環(huán)的厚度尺寸，其中 砂輪環(huán)坯體的寬度尺寸比要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸多出的量需能夠滿足后續(xù)砂輪環(huán)修 整；（2)將步驟（1)制得的砂輪環(huán)坯體烘干，然后進(jìn)行燒結(jié)固化；（3)對經(jīng)步驟（2)處理過得 砂輪環(huán)坯體進(jìn)行分割以得到要制造的砂輪環(huán)。
[0008] 步驟（3)中對砂輪環(huán)坯體的分割是通過激光切割機(jī)進(jìn)行的。
[0009] 步驟（3)中對砂輪環(huán)坯體進(jìn)行分割時首先將其固定在相應(yīng)的夾具上，所述夾具包 括用于夾在砂輪環(huán)坯體兩側(cè)處的夾板，夾板可轉(zhuǎn)動的裝配在相應(yīng)的支架上。
[0010] 所述夾板的外緣內(nèi)側(cè)處設(shè)有用于與砂輪環(huán)坯體定位配合的止口結(jié)構(gòu)。
[0011] 所述支架上在夾板的下方處設(shè)有支座，支座上裝配有用于支承相應(yīng)砂輪環(huán)坯體的 輥軸。
[0012] 用于實施窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法的夾具采用以下技術(shù)方案：用于實施窄薄 超硬材料砂輪環(huán)制備方法的夾具，該夾具包括支架和可轉(zhuǎn)動的裝配在支架上的、用于夾持 相應(yīng)的砂輪環(huán)述體的夾板，夾板有兩個并且相對設(shè)置。
[0013] 所述夾板的外緣內(nèi)側(cè)處設(shè)有用于與砂輪環(huán)坯體定位配合的止口結(jié)構(gòu)。
[0014] 兩個夾板中的一個于背向另一個的一側(cè)處頂裝有彈性夾緊件。
[0015] 所述支架上在夾板的下方處設(shè)有支座，支座上裝配有用于支承相應(yīng)砂輪環(huán)坯體的 輥軸。
[0016] 所述支座為彈性支座，或者支座的下方設(shè)有彈性預(yù)緊件。
[0017] 由于本發(fā)明在制備砂輪環(huán)時是首先制造砂輪環(huán)坯體，并且砂輪環(huán)坯體的寬度尺寸 略大于要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸、厚度尺寸整數(shù)倍于要制造砂輪環(huán)的厚度尺寸，因此增 加了強(qiáng)度，可提高壓制工序的成品率并減少后續(xù)燒結(jié)固化工序的燒結(jié)缺陷，較之于傳統(tǒng)方 式中逐個制造砂輪環(huán)的方式來說，該方法一次便可成型多個砂輪環(huán)，也提高了生產(chǎn)效率。綜 上所述，本發(fā)明解決了窄薄超硬材料砂輪環(huán)的成品率低、精度差以及生產(chǎn)效率低的問題。
[0018] 更進(jìn)一步的，激光切割一方面具有切縫小、效率高的優(yōu)勢，另一方面激光切割過程 中產(chǎn)生的熔渣還可使砂輪環(huán)間具有一定的連接強(qiáng)度，保證切割的穩(wěn)定進(jìn)行；夾具的可旋轉(zhuǎn) 的夾板方便了砂輪環(huán)坯體與相應(yīng)切割設(shè)備之間的配合；止口結(jié)構(gòu)用于砂輪環(huán)坯與夾具之間 的準(zhǔn)確定位，保證切割的精確度；支座及輥軸可起到有效支撐砂輪環(huán)坯體的作用，其也是為 了保證切割的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是夾具的立體圖； 圖2是夾具的剖面圖； 圖3是夾具的分解圖。

【具體實施方式】
[0020] 窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法的實施例，如圖1-3所示，該方法包括以下步驟： (1)制作砂輪環(huán)坯體11 ;(2)將步驟（1)制得的砂輪環(huán)坯體11烘干，然后進(jìn)行燒結(jié)固化；（3) 對經(jīng)步驟（2)處理過得砂輪環(huán)坯體11進(jìn)行分割以得到要制造的砂輪環(huán)。
[0021] 步驟（1)中所述的砂輪環(huán)坯體11實際上是一個尺寸較大的砂輪環(huán)，其寬度尺寸 略大于要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸、厚度尺寸（軸向尺寸）整數(shù)倍于要制造砂輪環(huán)的厚度尺 寸，其中砂輪環(huán)坯體的寬度尺寸比要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸多出的量需能夠滿足后續(xù)砂 輪環(huán)修整；砂輪環(huán)坯體11是通過模具壓制而成，由于砂輪環(huán)坯體11的厚度較高，利用壓機(jī) 壓制出的砂輪環(huán)坯體11的強(qiáng)度可以得到有效保證。
[0022] 在步驟（2)中，由于步驟（1)制得的砂輪環(huán)坯體11的厚度較厚，強(qiáng)度較高，因此在 固化過程中變性較小，不容易造成缺陷。
[0023] 在本實施例中，步驟（3)中對砂輪環(huán)坯體11的分割是通過激光切割機(jī)進(jìn)行的，當(dāng) 然，在其它實施例中，對砂輪環(huán)坯體11的分割還可以通過鋸切工具進(jìn)行。在切割之前，首先 將砂輪環(huán)坯體11固定裝配在一個夾具上，在本實施例中，夾具包括支架和可轉(zhuǎn)動的裝配在 支架上的、用于夾持相應(yīng)的砂輪環(huán)坯體的夾板12,其中支架包括底板13和固定裝配在底板 上的兩個立架14,立架14呈三角形，兩立架14在底板13的相對的兩側(cè)處相對設(shè)置。夾板 12有兩個且呈圓形，兩個夾板12相對設(shè)置并且分別可轉(zhuǎn)動的裝配在兩個立架上，每個夾板 12的外緣內(nèi)側(cè)處均設(shè)有止口結(jié)構(gòu)101，止口結(jié)構(gòu)101用于與砂輪環(huán)坯體11定位配合。為了 能夠為砂輪環(huán)坯體11提供柔性支撐，同時能夠自動適應(yīng)砂輪環(huán)坯體11在被切割過程中厚 度的變化，兩個夾板中的一個于背向另一個的一側(cè)處頂裝有彈性夾緊件15，在本實施例中， 彈性夾緊件15是設(shè)在相應(yīng)夾板的與支架配合的轉(zhuǎn)軸上，即轉(zhuǎn)軸為彈性伸縮軸，彈性夾緊件 15具體是這樣裝配的，其外部套有彈性套體25,彈性套體的一端與支架上的連接軸26連 接，另一端與相應(yīng)夾板上的軸頭連接。支架上在夾板12的下方處設(shè)有支座16,在本實施例 中，支座16固定裝配在支架的底板13上并且裝配有用于支承相應(yīng)砂輪環(huán)坯體的輥軸17,在 本實施例中，支座16為彈性支座，其具體可采用海綿等，在其它實施例中，支座16還可以為 剛性座，然后在其下方設(shè)置彈性預(yù)緊件。
[0024] 切割時，可按照以下順序進(jìn)行：1、將經(jīng)燒結(jié)固化處理過的砂輪環(huán)坯體夾緊在夾具 的兩夾板之間，在安裝的過程中，通過夾板上的止口結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對砂輪環(huán)坯體的對中定位，依 靠彈性夾緊件將砂輪環(huán)坯體夾緊，同時靠底部的支座及其上的輥軸為砂輪環(huán)坯體提供支 撐；2、對刀，將激光切割機(jī)的切割頭18置于砂輪環(huán)的徑向位置處，并置于切割路徑處；3、 啟動激光切割機(jī)進(jìn)行定點切割；4、通過步進(jìn)電機(jī)帶動夾具的夾板以設(shè)定速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn) 一周后便可切割出要制作的成品砂輪環(huán)；由于砂輪環(huán)由陶瓷和超硬磨料構(gòu)成，切割過程中 產(chǎn)生的一些熔渣使砂輪環(huán)之間具有一定的連接強(qiáng)度，進(jìn)而確保了切割過程的穩(wěn)定進(jìn)行。
[0025] 用于實施窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法的夾具的實施例，如圖1-3所示，該夾具 的結(jié)構(gòu)與上述實施例中的夾具的結(jié)構(gòu)相同，此處不予贅述。
【權(quán)利要求】
1. 窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1)制作砂輪環(huán)坯體， 砂輪環(huán)坯體的寬度尺寸略大于要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸、厚度尺寸整數(shù)倍于要制造砂輪 環(huán)的厚度尺寸，其中砂輪環(huán)坯體的寬度尺寸比要制造的砂輪環(huán)的寬度尺寸多出的量需能夠 滿足后續(xù)砂輪環(huán)修整；（2)將步驟（1)制得的砂輪環(huán)坯體烘干，然后進(jìn)行燒結(jié)固化；（3)對 經(jīng)步驟（2)處理過的砂輪環(huán)坯體進(jìn)行分割以得到要制造的砂輪環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法，其特征在于，步驟（3)中對砂 輪環(huán)坯體的分割是通過激光切割機(jī)進(jìn)行的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法，其特征在于，步驟（3)中 對砂輪環(huán)坯體進(jìn)行分割時首先將其固定在相應(yīng)的夾具上，所述夾具包括用于夾在砂輪環(huán)坯 體兩側(cè)處的夾板，夾板可轉(zhuǎn)動的裝配在相應(yīng)的支架上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法，其特征在于，所述夾板的外 緣內(nèi)側(cè)處設(shè)有用于與砂輪環(huán)坯體定位配合的止口結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的窄薄超硬材料砂輪環(huán)制備方法，其特征在于，所述支架上在 夾板的下方處設(shè)有支座，支座上裝配有用于支承相應(yīng)砂輪環(huán)坯體的輥軸。
6. 用于實施如權(quán)利要求1所述的方法的夾具，其特征在于，該夾具包括支架和可轉(zhuǎn)動 的裝配在支架上的、用于夾持相應(yīng)的砂輪環(huán)坯體的夾板，夾板有兩個并且相對設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于，所述夾板的外緣內(nèi)側(cè)處設(shè)有用于與砂輪 環(huán)坯體定位配合的止口結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于，兩個夾板中的一個于背向另一個的一側(cè) 處頂裝有彈性夾緊件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于，所述支架上在夾板的下方處設(shè)有支座，支 座上裝配有用于支承相應(yīng)砂輪環(huán)坯體的輥軸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的夾具，其特征在于，所述支座為彈性支座，或者支座的下方 設(shè)有彈性預(yù)緊件。
【文檔編號】B28D7/04GK104084899SQ201410316439
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月5日
【發(fā)明者】邢波 申請人:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司