專利名稱：砂輪特別是用于縱向磨削或橫向磨削的砂輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種砂輪、特別用于縱向磨削或橫向磨削的砂輪，該砂輪包含一個(gè)居內(nèi)的核心區(qū)段和一個(gè)居外的環(huán)形的磨削區(qū)段，這兩個(gè)區(qū)段是彼此相連的，該磨削區(qū)段是用一種包含顆粒狀磨料的材料制成的。這種砂輪例如在DE60113319T2中作了介紹。
背景技術(shù)：
在鋼制造中，例如在板坯的深加工過程中，就得通過磨削來對(duì)其表面進(jìn)行加工處理，借以消除在表面上的缺陷如縮孔。為此，得使用砂輪，砂輪的磨削區(qū)段含有作為磨料的顆粒，利用這些顆粒便可以幾何上不確定的切削方式實(shí)現(xiàn)一種切屑加工。磨料顆粒的選擇須針對(duì)被加工的工件來決定，所選用的磨削顆粒至少應(yīng)具有大的硬度、足夠的顆粒韌性和耐熱性及合適的顆粒大小和顆粒形狀。常用的磨削顆粒包括:剛玉(氧化鋁)、碳化硅、立方的氮化硼或者金剛石，上述磨料是按其硬度不斷增大的順序列出的。磨削顆粒的形狀及其顆粒大小是按加工類型來確定，即該加工是否是所謂的粗磨加工、預(yù)磨或者終磨即精磨。在磨削過程中，砂輪以相當(dāng)高速度旋轉(zhuǎn)，磨削速度通常達(dá)80m/s (米/秒)或更大。在這種磨削速度條件下，產(chǎn)生很大的離心力，這就要求高的安全保護(hù)措施。對(duì)操作人員而言的一個(gè)特別的危險(xiǎn)是由于砂輪的相當(dāng)大的斷裂敏感性所致，這種斷裂敏感性可能導(dǎo)致如下結(jié)果:造大的碎塊甚至磨削區(qū)段扇形部分從砂輪上崩落。盡管可采取必要的安全措施，如砂輪平衡、在使用前的聲音試驗(yàn)、對(duì)砂輪的仔細(xì)夾緊以及在保護(hù)罩內(nèi)操作，但砂輪的耐用性能仍具有很大的重要意義。特別應(yīng)有效地避免發(fā)生磨削段碎片或較大磨削區(qū)段部分的崩裂現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
上述任務(wù)是通過權(quán)利 要求1中所提出的一種砂輪加以解決的，根據(jù)本發(fā)明，在此砂輪中至少是磨削區(qū)段、優(yōu)選是磨削區(qū)段和附加地核心區(qū)段針對(duì)磨削區(qū)段的總質(zhì)量而言具有0.15%至1%、優(yōu)選0.2%至0.4%的塑料纖維或玻璃纖維。固然對(duì)較小直徑的切割盤或者也對(duì)較大的砂輪都已建議使用填充物包括玻璃纖維，但也應(yīng)有盡量降低砂輪成本的目的。砂輪的離心力是由砂輪質(zhì)量、角速度的平方以及離旋轉(zhuǎn)軸的距離的乘積計(jì)算出來的，由此得出如下結(jié)論:特別是具有大的質(zhì)量及大的直徑的砂輪要經(jīng)受巨大的離心力。因此，必須避免極細(xì)裂紋的產(chǎn)生，這種極細(xì)裂紋就是磨削區(qū)段部分以后崩裂的起因。由此必須嚴(yán)格保持塑料纖維或玻璃纖維的質(zhì)量百分比。若超過磨削區(qū)段質(zhì)量的1.0%，就會(huì)帶來嚴(yán)重的破裂危險(xiǎn)性。若低于0.3%，則所加的塑料纖維或玻璃纖維就基本上不會(huì)起作用。只有限定塑料纖維或玻璃纖維的用量在0.15%至1.0%，才可導(dǎo)致獲得各砂輪區(qū)段的良好結(jié)合的結(jié)果，而又不損害其韌性。優(yōu)選使用其長度為5mm至15mm、厚度為0.8mm至1.2mm的玻璃纖維。此處提出的砂輪例如具有標(biāo)準(zhǔn)直徑為615mm，其寬度為79mm，核心區(qū)段正中的內(nèi)孔為203mm。核心區(qū)段直徑為340mm。該砂輪包括所嵌置的鐵制增強(qiáng)圈在內(nèi)的重量大約為63公斤。為了避免砂輪的核心區(qū)段和磨削區(qū)段沿旋轉(zhuǎn)方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，核心區(qū)段的基本上呈圓柱形狀的外殼具有各單個(gè)的槽或各單個(gè)的凹穴，而磨削區(qū)段的呈圓柱形狀的內(nèi)殼則具有各單個(gè)的肋或各單個(gè)的突起部。磨削區(qū)段的肋或各單個(gè)的突起部分別嚙合到核心區(qū)段的槽或各單個(gè)凹穴中，在核心區(qū)段和磨削區(qū)段之間就獲得了很有效的“嚙合”。相應(yīng)的槽、凹穴或突起部可以在冷沖壓過程中很容易地加以成形。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，原則上可以使用各種通用的磨料，優(yōu)選采用A1203、SiC、CNB,ZrO2、金剛石或以上材料的混合物，其粒度的最大直徑應(yīng)為1mm。如原則上從DE60113319T2獲知，核心區(qū)段和磨削區(qū)段分別具有相同的熱膨脹系數(shù)。無論如何，其熱膨脹系數(shù)最大只能有5%的差異。通過這一措施便可達(dá)到以下目的:在砂輪在工作時(shí)的發(fā)熱過程中可盡可能避免核心區(qū)段和磨削區(qū)段之間的應(yīng)力。核心區(qū)段和磨削區(qū)段可以除了磨粒之后基本由同一種材料或是由不同材料形成的。根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)發(fā)展，磨削區(qū)段可以含有一種金屬基質(zhì)或金屬合金基質(zhì)或一種可熱硬化的樹脂，顆粒狀磨料和塑料纖維或玻璃纖維在至少基本上均勻分布的情況下嵌置在上述基質(zhì)或樹脂中。核心區(qū)段可基本上用金屬或金屬合金制成，可選地向該金屬或金屬合金中添加填充物。特別在某些情況下，核心區(qū)段可以多次加以使用，即在磨削區(qū)段磨損之后，磨削區(qū)段本體可以從核心區(qū)段上分離下來，隨后可在此處形成一個(gè)新的磨削區(qū)段。特別在顧及到至少大致相同的熱膨脹系數(shù)時(shí)，核心區(qū)段(優(yōu)選磨削區(qū)段也如此)當(dāng)然可以包含一種可熱硬化的樹脂及一種交聯(lián)劑和填充物。填充物例如可以是粉末狀SiC、Al2O3、招帆土、石墨或硫化鑰 。為了能夠保證砂輪盡可能大的強(qiáng)度，優(yōu)選采用冷沖壓工藝首先制造出核心區(qū)段，隨后制造出磨削區(qū)段。如此成形的由核心區(qū)段和磨削區(qū)段組成的坯件已具有槽和肋，這些槽和肋按照榫槽原理而彼此嚙合(或者替代地各單個(gè)凹處和單個(gè)榫頭)。相連接的壓制坯件最后被加熱到180°C至200°C，并且被壓制成所希望的最終尺寸。壓制壓力例如達(dá)7X IO7Pa (700巴)。


下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例加以說明。附圖表示:圖1 一個(gè)砂輪的俯視圖；圖2該砂輪的側(cè)視圖；圖3圖1中沿II1-1II線的一個(gè)側(cè)視圖(有兩個(gè)可能的具體實(shí)施變體)。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明類型的砂輪包含一個(gè)核心區(qū)段10及一個(gè)磨削區(qū)段11。磨削區(qū)段的外徑為615_，圖2中所示的該砂輪的寬度為79_。磨削區(qū)段11沿徑向設(shè)置在外部并且核心區(qū)段10沿徑向設(shè)置在內(nèi)部，它們的內(nèi)外周面彼此貼靠和相互連接。如圖3所示，可通過下述方式實(shí)現(xiàn)核心區(qū)段和磨削區(qū)段之間的一種嚙合:核心區(qū)段具有各單個(gè)沿徑向突起的肋12，這些肋可嚙合到磨削區(qū)段的槽13中。替代地和如同在砂輪的左半部中所示出的，也可采用各單個(gè)突起部14和凹穴15。這種突起部或槽在制造坯件時(shí)就可經(jīng)過預(yù)沖壓加以成形，從而使組合起來的砂輪本體(其由預(yù)沖壓成形的核心區(qū)段和預(yù)沖壓成形的磨削區(qū)段構(gòu)成)具有一定的形狀，隨后將之加熱到180°C至200°C，并壓成到最終尺寸。根據(jù)本發(fā)明，磨削區(qū)段除了具有在其中嵌置有磨粒(例如氧化鋁磨粒)的基質(zhì)材料之外，還具有0.15%至1.0%質(zhì)量份額的塑料纖維或玻璃纖維。根據(jù)一個(gè)具體的實(shí)施例，使用了大約100克玻璃纖維作為用于核心區(qū)段和磨削區(qū)段的總稱量，該玻璃纖維的平均長度為IOmm并且厚度為1mm。這些玻璃纖維都是均勻地加以混合的。核心區(qū)段的總重量為12公斤，而磨削區(qū)段則具有49.5公斤的粉末物稱量。此外，還嵌置了兩個(gè)附加的鐵圈，其重量為1.0公斤，所以對(duì)該砂輪而言就有一個(gè)總重量為62.5公斤。按此具體選擇的實(shí)施例，玻璃纖維占磨削區(qū)段和核心區(qū)段重量的份量為大約0.17%。 在一次試運(yùn)轉(zhuǎn)中，砂輪以140米/秒的旋轉(zhuǎn)速度加以檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)磨削區(qū)段有較大部份崩裂的現(xiàn)象，也未發(fā)現(xiàn)有可能導(dǎo)致日后造成崩裂的細(xì)微裂紋。與那種其磨削區(qū)段不含玻璃纖維的砂輪相比， 通過有目的地添加玻璃纖維可達(dá)到顯著改進(jìn)砂輪強(qiáng)度的目的。
權(quán)利要求
1.一種砂輪、特別用于縱向磨削或橫向磨削的砂輪，其包含一個(gè)居內(nèi)的核心區(qū)段(10)和一個(gè)居外的環(huán)形的磨削區(qū)段(11)，這兩個(gè)區(qū)段彼此相連接，該磨削區(qū)段(11)由一種含有顆粒狀磨料的材料制成，其特征在于: 至少是磨削區(qū)段，優(yōu)選磨削區(qū)段(11)和附加地核心區(qū)段(10)，針對(duì)該磨削區(qū)段的質(zhì)量而言具有0.15%至1.0%的、優(yōu)選0.2%至0.4%的塑料纖維或玻璃纖維。
2.按權(quán)利要求1所述的砂輪，其特征在于: 玻璃纖維具有5mm至15mm的長度和0.8mm至1.2mm的厚度。
3.按權(quán)利要求1或2所述的砂輪，其特征在于: 核心區(qū)段(10)的基本上呈圓柱形的外殼具有各單個(gè)的槽或各單個(gè)的凹穴，而磨削區(qū)段(11)的基本上呈圓柱形的內(nèi)殼則具有各單個(gè)的肋或各單個(gè)的突起部，所述槽或凹穴與所述肋或突起部彼此嚙合并且阻止核心區(qū)段(10)和磨削區(qū)段(11)沿旋轉(zhuǎn)方向和優(yōu)選沿軸向方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的砂輪，其特征在于: 顆粒狀磨料是由Al203、SiC、CBN、Zr02、金剛石或者這些材料的混合物制成的，優(yōu)選具有最大Imm直徑的粒度。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的砂輪，其特征在于: 核心區(qū)段和磨削區(qū)段分別具有熱膨脹系數(shù)，這些熱膨脹系數(shù)優(yōu)選是相同的或者具有最大5%的差異。
6.按權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的砂輪，其特征在于: 磨削區(qū)段含有一種金屬基質(zhì)或金屬合金基質(zhì)或者一種可熱硬化的樹脂，顆粒狀磨料和塑料纖維或玻璃纖維至少盡可能均勻分布地嵌在該基質(zhì)或樹脂中。
7.按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的砂輪，其特征在于: 核心區(qū)段基本上由金屬或金屬合金制成，可選地向其中添加填充物。
8.按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的砂輪，其特征在于: 核心區(qū)段和/或磨削區(qū)段含有一種可熱硬化的樹脂及一種交聯(lián)劑和填充物如SiC、Al2O3、招帆土、石墨或硫化鑰。
9.按權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的砂輪，其特征在于: 首先是核心區(qū)段、隨后是磨削區(qū)段通過冷沖壓工藝被壓制成形，并且相連接的壓制坯件最后被加熱到180°C至200°C且被壓制到所希望的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種砂輪、特別用于縱向磨削或橫向磨削的砂輪，其包含一個(gè)居內(nèi)的核心區(qū)段(10)和一個(gè)居外的環(huán)形的磨削區(qū)段(11)，這兩個(gè)區(qū)段彼此相連接，該磨削區(qū)段(11)由一種含有顆粒狀磨料的材料制成。根據(jù)本發(fā)明，至少是磨削區(qū)段、優(yōu)選磨削區(qū)段(11)和附加地核心區(qū)段(10)針對(duì)該磨削區(qū)段的質(zhì)量而言具有0.15%至1.0%的、優(yōu)選0.2%至0.4%的塑料纖維或玻璃纖維。
文檔編號(hào)B24D5/00GK103240684SQ20131004605
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者E·埃弗茲, R·埃弗茲, S·埃弗茲 申請(qǐng)人:埃貢埃弗茲兩合公司(有限公司及兩合公司)