專利名稱：一種新型超高速點磨削砂輪及其磨削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磨削領(lǐng)域，尤其涉及一種新型超高速點磨削砂輪及其磨削方法。
背景技術(shù)：
快速點磨削(Quick-pointGrinding)是由德國 Junker 公司 Erwin Junker 先生于1984年開發(fā)并取得專利的一種先進(jìn)的高速磨削技術(shù)。它集成了高速磨削、CBN超硬磨料及CNC柔性加工三大先進(jìn)技術(shù)，具有優(yōu)良的加工性能，是高速磨削技術(shù)在高效率、高柔性和大批量高質(zhì)量穩(wěn)定性生產(chǎn)上的又一新發(fā)展。它既有數(shù)控車削的通用性和高柔性，又有更高的加工效率和精度，砂輪壽命長，質(zhì)量穩(wěn)定，是新一代數(shù)控車削和高速磨削的極佳結(jié)合，成為高速外圓磨削的主要技術(shù)形式之一。目前德國在這項技術(shù)的研究開發(fā)上處于領(lǐng)先地位。 國外目前已在汽車工業(yè)、工具制造業(yè)中得到應(yīng)用，尤其是在汽車工業(yè)軸盤類零件加工領(lǐng)域。超高速點磨削是一種包含精磨加工的高效高生產(chǎn)率磨削加工方法，是指工件的全部磨削余量用較小的縱向(軸向)進(jìn)給量，在一次縱向進(jìn)給中磨去。由于完成通用磨削余量的總體運動時間縮短，生產(chǎn)效率提高。相應(yīng)地，該工藝方法磨削深度大，磨削時砂輪一端周面和端在相接處受力狀態(tài)最差，磨削負(fù)荷也集中在砂輪周面靠近斷面處，其砂輪的設(shè)計水平會直接影響磨后工件的表面質(zhì)量。超高速點磨削的工藝特點在于切深大、材料去除率高，其磨削加工的切屑排除是一個關(guān)鍵問題，而現(xiàn)有砂輪在使用過程中產(chǎn)生的磨屑不容易排出，而且當(dāng)磨削負(fù)載大時容易造成砂輪磨損，這是為獲得良好磨削質(zhì)量則需要對磨損砂輪進(jìn)行修整，這就進(jìn)一步加大了砂輪損耗增加了加工成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型的容易排屑容易、且磨損小的點磨削砂輪。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將砂輪磨料層在軸向的前端設(shè)置一個傾角，增大了磨削液進(jìn)入磨削區(qū)的可能，使砂輪在磨削過程中的不宜被磨損，從而降低的磨損，同時傾角的存在電使得磨屑更容易排出，具體的技術(shù)方案如下本發(fā)明的新型超高速點磨削砂輪，包括基體和設(shè)置在基體上的磨料層，所述的磨料層在砂輪的軸向前端設(shè)置有傾角，所述傾角部分構(gòu)成砂輪的粗磨區(qū)、傾角部分之外的砂輪周邊構(gòu)成精磨區(qū)。優(yōu)選的，所述的磨料層在砂輪的軸向后端亦設(shè)置有傾角。優(yōu)選的，所述的傾角的大小為不小于10°、且不大于20°。優(yōu)選的，所述傾角的高度為砂輪許用切深的1. 3 1. 5倍。優(yōu)選的，所述精磨區(qū)的寬度大于砂輪總寬度的一半。優(yōu)選的，所述粗磨區(qū)采用粗粒磨料，所述精磨區(qū)采用細(xì)粒磨料。優(yōu)選的，所述的磨料層采用大氣孔陶瓷結(jié)合劑材質(zhì)。優(yōu)選的，所述的基體具有變厚度近似等強度階梯狀截面，由中心到周邊遞減。
優(yōu)選的，所述的基體采用42CrMo合金鋼經(jīng)退火、粗車、調(diào)質(zhì)熱處理、精車、精磨工藝獲得。本發(fā)明還提供所述的新型超高速點磨削砂輪的磨削方法，所述超高速點磨削砂輪在磨削時在垂直方向上砂輪軸線與工件軸線平行，水平方向的砂輪軸線與工件軸線的變量角 α e (-0. 5°，+0. 5° )。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明的超高速點磨削砂輪，由于砂輪粗磨區(qū)傾角θ的存在，使得砂輪和工件的接觸形式發(fā)生變化，可節(jié)約砂輪整體成本，并且由于磨削液更容易進(jìn)入磨削面使得砂輪的磨損減小，減少了修整費用和難度；且傾角θ的存在使切屑更容易排出磨削區(qū)。因砂輪與工件的接觸區(qū)域變小，磨削時的整體磨削力減小，磨削過程更平穩(wěn)。隨之產(chǎn)生的磨削溫度以及砂輪磨損現(xiàn)象都有所降低，使得砂輪壽命和加工質(zhì)量都得以改善。隨著磨削進(jìn)行，砂輪工作面前端的磨粒較粗擔(dān)負(fù)去除金屬的主要任務(wù)，材料過渡到磨料配置粒度較細(xì)的精磨區(qū)，可以減小加工表面粗糙度。由于粗磨區(qū)材料去除容易，磨削性能更好，使得粗磨區(qū)砂輪磨損減小。并且粗磨階段去除金屬量較細(xì)粒度磨粒作為粗磨磨粒時要多，因此精磨區(qū)磨削殘余量減少，該區(qū)域砂輪磨損也減小。通過這種由磨粒粒度不同產(chǎn)生磨削現(xiàn)象差異的方式優(yōu)化點磨削砂輪，可以取得更高效率、更高精度的磨削效果。由中心到周邊遞減的砂輪基體，可以大大減輕砂輪的重量，降低對軸的負(fù)荷?？妆诤裼欣谥行亩ㄎ缓吞岣呖归_裂強度，周邊薄可以減少負(fù)載和轉(zhuǎn)動慣量。


圖1為本發(fā)明的砂輪的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A處的放大圖；圖3為本發(fā)明的砂輪與工件接觸示意圖；圖4為本發(fā)明的砂輪與工件接觸示時的細(xì)節(jié)示意圖；圖5為本發(fā)明的砂輪粗磨區(qū)傾角放大圖；圖6為傾角大小與粗磨區(qū)寬度的關(guān)系圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步進(jìn)行闡述。解決磨損和排屑問題的一個辦法是通過改進(jìn)砂輪結(jié)構(gòu)和磨削形式，使得磨削液更容易進(jìn)入磨削區(qū)，提供更大容屑空間，本發(fā)明就是通過磨料層在砂輪的軸向前端設(shè)置有傾角，從而改變了砂輪的結(jié)構(gòu)，使磨削液更溶液進(jìn)入磨削區(qū)，同時磨屑也更容易排出， 本發(fā)明在砂輪的磨削方式上也有所改變，參見附圖3，即磨削時，使本發(fā)明超高速點磨削砂輪在垂直方向上砂輪軸線與工件軸線平行，水平方向的砂輪軸線與工件軸線的變量角 α e (-0.5°，+0.5° )，這種磨削方式，可以使得砂輪磨削時的成屑有一定角度，從而減少磨屑堆積現(xiàn)象。對于沒有及時排出的磨屑，本發(fā)明磨料層采用大氣孔陶瓷結(jié)合劑材質(zhì)，使得容屑空間加大，不會出現(xiàn)粘著和堵塞。參見附圖1，為本發(fā)明的一個具體實施例。該實施例的基體1具有變厚度近似等強度階梯狀截面，且由中心到周邊遞減，在基體1上設(shè)置有磨料層2，參見附圖2，磨料層2在砂輪的軸向前端和后端均設(shè)置有傾角θ，在本發(fā)明的另一些實施例中，磨料層2僅在砂輪的軸向前端設(shè)置有傾角θ，雙方向設(shè)置傾角θ使得本發(fā)明的砂輪在雙方向都可以進(jìn)行磨削，從而提高了磨削效率。為了保證許用切深 能夠?qū)崿F(xiàn)，砂輪磨料層傾角的高度Δ要比點磨削工藝許用切深、大30% 50%，S卩Δ = (1.3 1.5) ，參見附圖4，砂輪磨料層傾角的高度Δ、砂輪寬度B、精磨區(qū)寬度b存在如下關(guān)系Δ = (B-b) tan θ(1)因此，點磨削砂輪的許用切深可表示為
權(quán)利要求
1.一種新型超高速點磨削砂輪，包括基體和設(shè)置在基體上的磨料層，其特征在于所述的磨料層在砂輪的軸向前端設(shè)置有傾角，所述傾角部分構(gòu)成砂輪的粗磨區(qū)、傾角部分之外的砂輪周邊構(gòu)成精磨區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述的磨料層在砂輪的軸向后端亦設(shè)置有傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述的傾角的大小為不小于10°、且不大于20°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述傾角的高度為砂輪許用切深的1. 3 1. 5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述精磨區(qū)的寬度大于砂輪總寬度的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述粗磨區(qū)采用粗粒磨料，所述精磨區(qū)采用細(xì)粒磨料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述的磨料層采用大氣孔陶瓷結(jié)合劑材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述的基體具有變厚度近似等強度階梯從截面，由中心到周邊遞減。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型超高速點磨削砂輪，其特征在于所述的基體采用 42CrMo合金鋼經(jīng)退火、粗車、調(diào)質(zhì)熱處理、精車、精磨工藝獲得。
10.權(quán)利要求1至9任一所述的新型超高速點磨削砂輪的磨削方法，其特征在于所述超高速點磨削砂輪在磨削時在垂直方向上砂輪軸線與工件軸線平行，水平方向的砂輪軸線與工件軸線的變量角α e (-0.5°，+0.5° )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種涉及磨削領(lǐng)域的超高速點磨削砂輪及其磨削方法，本發(fā)明的超高速點磨削砂輪，在砂輪粗磨區(qū)設(shè)置傾角θ，使得砂輪和工件的接觸形式發(fā)生變化，可節(jié)約砂輪整體成本，并且由于磨削液更容易進(jìn)入磨削面使得砂輪的磨損減小，減少了修整費用和難度；且傾角θ的存在使切屑更容易排出磨削區(qū)，該砂輪在磨削時在垂直方向上砂輪軸線與工件軸線平行，水平方向的砂輪軸線與工件軸線的變量角α∈(-0.5°，+0.5°)，可以使得砂輪磨削時的成屑有一定角度，從而減少了磨屑堆積現(xiàn)象。
文檔編號B24D5/14GK102172899SQ20111003957
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者仇健, 劉月明, 鞏亞東, 程軍 申請人:仇健, 劉月明, 鞏亞東, 程軍