具有散熱結構的磨具的製作方法

2023-08-13 12:37:31 2

本實用新型涉及一種磨削工作，特別涉及一種對工件進行研磨、拋光和磨削的具有散熱結構的磨具，以及該該具有散熱結構的磨具的製備方法。

背景技術：

有機具有散熱結構的磨具是指以有機分子化合物做結合劑，將一顆顆磨粒固結在一起，形成一種具有一定剛性的磨削工具。有機具有散熱結構的磨具包括以天然和合成樹脂做結合劑所製成的樹脂具有散熱結構的磨具，以及天然或合成橡膠結合劑所製成的橡膠具有散熱結構的磨具。

有機具有散熱結構的磨具一般由磨料、有機結合劑和氣孔構成。其中，該有機結合劑包括樹脂結合劑和橡膠結合劑。而聚氨酯是一種常見的橡膠結合劑常見的橡膠結合劑，其是一種非常特殊的特種材料，具有良好的操作性能，通過混合反應就可以生產具有散熱結構的磨具，工藝成本十分低廉。同時，聚氨酯也是一種彈性非常好的柔軟物質，並具有很好的結合度，加上其具有的發泡能力，在具有散熱結構的磨具上形成的多孔結構可以起到很好的排屑作用，如果配合棕剛玉作為磨料即可以替代稀土拋光具有散熱結構的磨具對玻璃進行拋光。

但是，由於聚氨酯的耐溫性能很差，其強度會隨著溫度的升高而急劇下降。在具有散熱結構的磨具對工件進行磨削的過程中，由於摩擦產生巨大的熱量，必然對具有散熱結構的磨具材質本身造成很大的影響，特別是對於樹脂結合劑、橡膠結合劑或聚氨酯塑料結合劑具有散熱結構的磨具或其結合等耐溫性差的產品造成巨大影響——在磨削過程產生的高溫條件下，上述結合劑容易產生軟化、熔解碳化等破壞結構的變化，直接導致具有散熱結構的磨具的性能失效，如磨料脫落、鋒利度下降、結合劑軟化熔解堵塞氣孔等。

因此，解決聚氨酯具有散熱結構的磨具工作中的散熱問題是保證具有散熱結構的磨具能夠正常使用的一個關鍵。在很多場合中，均會使用冷卻液對具有散熱結構的磨具進行冷卻。也即，在具有散熱結構的磨具使用過程中，加入水、乳化液、冷卻油等冷卻液。但是，現有採用該方法對具有散熱結構的磨具進行冷卻還是存在一些問題：

1)冷卻液冷卻時，對耐溫性低於200℃的結合劑具有散熱結構的磨具的冷卻效果不理想；

2)對於磨削接觸面積比較大的環境中(如杯形砂輪磨削時接觸面較大)冷卻液不能很好的進入到工作表面，導致冷卻失效；

3)對於結合劑材料本身為熱的不良導體，導致其在磨削過程中磨料局部產生的高溫根本沒法快速的傳遞出去形成散熱效果，因此對於局部高達800℃的高溫也會很大地影響到磨料和結合劑的過渡帶性質，使磨料和結合劑結合不好直接導致具有散熱結構的磨具性能急劇下降。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的缺點和不足，提供一種具有散熱結構的磨具，能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長其使用壽命。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下：一種具有散熱結構的磨具，該磨具由一體成型的磨削層和散熱層組成；所述散熱層外端往外延伸形成多個散熱條。

作為本實用新型的進一步改進，所述散熱層中散熱條為散熱材料製成的散熱條。

作為本實用新型的進一步改進，每個散熱條的寬度由其由根部往其頂部逐漸減小，且其頂部的寬度與其底部的寬度的比值為0.4～0.6。

作為本實用新型的進一步改進，所述多個散熱條均勻並相互平行設置於所述散熱層外端，且每相鄰的兩散熱條之間的距離由其根部往其頂部的方向依次增大。

作為本實用新型的進一步改進，所述磨削層內設有交錯設置的多個散熱塊。

通過上述技術方案，本實用新型具有散熱結構的磨具達到了以下有益效果：

1)在保證具有散熱結構的磨具的切削硬度的同時，在磨具上增加了散熱結構，由此保證磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長其使用壽命；

2)通過將具有散熱結構的磨具分為磨削層和散熱層，進一步保證了具有散熱結構的磨具的磨削硬度的同時保證其散熱性能，進一步提高了具有散熱結構的磨具工作過程中的散熱效率，優化冷卻效果，有利於延長具有散熱結構的磨具的使用壽命；

3)通過對具有散熱結構的磨具的磨削層散熱層的製成組分的限定，進一步優化了冷卻效果和延長具有散熱結構的磨具的使用壽命。

為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。

附圖說明

圖1是本實用新型具有散熱結構的磨具的俯視結構示意圖；

圖2是圖1中的磨具的側視結構圖；

圖3是本實用新型磨具的磨削層的內部局部結構示意圖；

圖4是圖3中的磨削層進一步改進後的內部局部結構示意圖；

圖5是圖4中的磨削層進一步改進後的內部局部結構示意圖。

具體實施方式

以下，以輪體型的磨具進行說明。

請參閱圖1和圖2，本實用新型提供的具有散熱結構的磨具由一體成型的磨削層11和散熱層12組成。所述散熱層12外端往外延伸形成多個散熱條121。

為提高散熱性能，作為一種更優的技術方案，所述散熱層12中散熱條121為散熱材料製成的散熱條121。

優選地，每個散熱條121的寬度由其由根部往其頂部逐漸減小，且其頂部的寬度與其底部的寬度的比值為0.4～0.6。

作為本實用新型的進一步改進，所述多個散熱條121均勻並相互平行設置於所述散熱層12外端，且每相鄰的兩散熱條121之間的距離由其根部往其頂部的方向依次增大。

請參閱圖3，作為本實用新型的進一步改進，所述磨削層11內設有交錯設置的多個散熱塊111，每一散熱塊111均由磨料、填充料、結合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩定劑作為主要成分製成，且每一散熱塊的散熱材料佔其所有材料的總重的百分比為5％～10％。。

作為本實用新型的進一步改進，所述散熱層12以磨料、填充料、結合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩定劑作為主要成分製成，且該散熱層12中散熱材料佔其所有材料的總重的百分比為30％～40％。

作為本實用新型的進一步改進，所述散熱層12中與磨削層11結合的一側的散熱材料佔該側所有材料的總重的百分比為20％～30％，另一側的散熱材料佔該側所有材料的總重的百分比為40％～50％。

請參閱圖4，作為本實用新型的進一步改進，所述多個散熱塊111相互平行設置，且每相鄰兩散熱塊之間形成一加速通道112，以加速熱量傳遞到散熱層12。

請參閱圖5，作為本實用新型的進一步改進，每相鄰兩散熱塊之間的加速通道112的寬度d由磨削層11的磨削端113往散熱層12的方向依次遞減，以加速熱量傳遞到散熱層12。

在本實施例中，所述多羥基化合物優選為聚酯多元醇或聚醚多元醇。所採用的聚酯多元醇或聚醚多元醇均為本領域技術人員所熟知的類型，其羥值優選為7000。所述磨料為天然磨料和人造磨料，優選為棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉、碳化矽、立方氮化硼、氧化鈰中的一種或多種。如果選用棕剛玉的話，所述棕剛玉優選粒度為40#、60#、80#、120#中的至少一種。所述催化劑為本領域常用的催化劑，優選為胺類催化劑。所述穩定劑為本領域常用的穩定劑，優選為有機錫羧酸鹽，特別優選為二月桂酸二正丁基錫。所述固化劑為本領域常用的固化劑，特別優選為3，3』—二氯—4，4』—二氨基二苯基甲烷。所述消泡劑為本領域常用的消泡劑，特別優選為二甲基矽油。

優選地，所述散熱材料為高溫散熱材料，特別優選為150～850℃的散熱材料。

相對於現有技術，本實用新型具有散熱結構的磨具在保證具有散熱結構的磨具的切削硬度的同時，在磨具上增加了散熱結構，由此保證磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長其使用壽命。

本實用新型並不局限於上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫離本實用新型的精神和範圍，倘若這些改動和變形屬於本實用新型的權利要求和等同技術範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。