磨邊輪及其製作方法
2023-05-30 11:25:11 3
專利名稱：磨邊輪及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磨邊輪及其製作方法，主要適用於石材或陶瓷磨邊機。
背景技術：
常見的磨邊機在磨切待加工料的邊緣或者表面時，通常會將硬度不同的磨輪前後依次設置，硬度高的磨輪磨切能力強，放置在前面用於粗加工，硬度低的磨輪磨切能力相對較弱，放置在後面用於精加工，這種結構的磨邊機需要設置至少兩套磨切驅動裝置以分別驅動兩個不同的磨切輪，故其製作成本比較高，工作時能耗也比較大。針對這種狀況，有些廠家做了一些改進，如中國專利ZL95240643.8中公開了一種雙層可調式金剛石砂輪，它包括基體和磨輪，該砂輪由基體、內層磨輪、外層磨輪、螺栓、鍵組成，其中基體的內壁以螺紋連接著內層磨輪，外壁以螺栓連接著外層磨輪，組成雙層結構；基體和外層磨輪，通過鍵或花鍵形式配合由螺栓定位，組成可調結構。基體為一個碗形，內壁設有連接內層磨輪的螺紋臺階，外壁設有連接外層磨輪的鍵槽和螺孔。內層磨輪為一個桶體形狀。桶口設有金剛石燒結體，桶底設有一個正六邊形裝卸孔，桶壁底端外表面設有與基體連接的螺紋。外層磨輪為一空心圓柱體，一端設有金剛石燒結體，另一端設有鍵槽和滑槽。這種雙層可調式金剛石砂輪將兩種磨切能力的磨輪組合在一起，其加工效率比以前有所提高，但是其結構複雜，成本高，令用戶不太滿意。
發明內容
本發明的目的在於提供一種結構簡單合理、製作成本低、加工效率高、加工質量好、使用壽命長的磨邊輪及其製作方法，以克服現有技術中的不足之處。
按此目的設計的一種磨邊輪，包括設置在安裝基板上的磨輪，其結構特徵是安裝基板上設置有兩層及以上的磨輪。
上述的磨輪為內外兩層，內層磨輪和外層磨輪同心布置。
上述的內層磨輪環狀連續布置，外層磨輪可根據客戶要求或具體的加工特點設置成環狀連續或均勻間斷布置。
上述的安裝基板位於內層磨輪所在位置設置有環狀裝配凹槽，該裝配凹槽連續或間斷設置；裝配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型結構。
一種磨邊輪製作方法，其特徵是磨邊輪製作包括在安裝基板上分別加工同心的外層磨輪和內層磨輪，外層磨輪為金屬結合劑金剛石製成，內層磨輪為樹脂結合劑金剛石製成，其中，外層磨輪可直接整體成型在安裝基板上或者先成型後再焊接在安裝基板上，內層磨輪通過熱壓直接成型在安裝基板上。
上述的外層磨輪整體成型包括粉料配料、混料和成型工藝在清潔的容器內按普通磨切石材或陶瓷類型磨輪配方稱量粉料；然後添加潤溼劑以潤溼磨料；接著於三維混料機內進行混料，其中，粉料混合時間為60min；粉料與金剛石混合時間為50min；熱壓一次性整體成型先將前述混合料置於裝配好的模具內進行冷壓成型，然後將安裝基板裝入模具內，再進行保壓，保壓時間2～4min，使安裝基板與粉料初步黏結，接著進行燒結，於630～710℃的溫度下燒結成型，燒結時間50～70min，最後進行熱壓，保證安裝基板與金屬結合金剛石層的黏結牢固，同時獲得金屬結合金剛石層的設計性能；或者先成型，然後通過焊接設置在安裝基板上將前述混合料置於模具內，用冷壓機預壓成型；然後於740～840℃的溫度下進行熱壓燒結，最後於500～550℃溫度進行卸壓；最後將成型後的外層磨輪整體焊接在安裝基板上，採用高頻焊機進行焊接。
上述的內層磨輪直接成型包括粉料配料、混料工藝和熱壓成型其配方重量比例為金剛石80～120g，綠碳化矽40～60g，偶聯劑40～60g，改性酚醛樹脂粉80～120g，填料綠碳化矽微粉80～120g，合金粉144～216g，ZnO16～24g，Cr2O332～48g；然後將按×前述配方稱量粉料，添加偶聯劑以潤溼磨料，然後投入三維混料機內進行混料，最後過篩處理；然後將前述粉料投入一設置在安裝基板上的模具內；模具包括設置在安裝基板外圍的模套，設置在安裝基板上方中央位置的模芯，模套和模芯之間設置有一壓環，模套、模芯、壓環和安裝基板共同圍成一環狀空腔，粉料投入並壓實在該環狀空腔內，其中，安裝基板對應這個環狀空腔所在位置設置有環狀裝配凹槽，該裝配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型結構，部分粉料將進入該裝配凹槽內，最後將整個連同安裝基板的模具一起進行熱壓，熱壓壓力為200～400Kg/cm2，熱壓溫度為175～185℃，熱壓時間35-40min。
上述的安裝基板的外徑為150～700mm，外層磨輪的截面寬度為5～30mm，內層磨輪的截面寬度為5～40mm，外層磨輪和內層磨輪之間設置有1～10mm的間隔，外層磨輪和內層磨輪的高度為2～20mm，外層磨輪呈環狀連續或間隔分布，當其間隔分布布置時，其間隔範圍為1～10mm。
本發明的製造方法是在金屬結合劑金剛石磨邊輪的內層壓制一圈樹脂結合劑金剛石工作層，這樣，此磨邊輪外層為金屬結合劑金剛石工作層，起粗磨邊作用，內層為樹脂結合劑金剛石工作層，起精修磨邊作用；兩者共同粘附在同一塊安裝基板上。
本發明的關鍵技術是將外層金屬結合劑金剛石層與內層樹脂結合劑金剛石層做到磨削比一致，即鋒利性和磨損的難易程度達到平衡。
本發明將將金屬結合劑金剛石粗磨磨邊輪和樹脂結合劑金剛石精修磨邊輪兩者合二為一，金屬結合劑金剛石磨輪設置在磨邊輪外側，進行粗磨切，將樹脂結合劑金剛石磨輪設置在磨邊輪內側，進行精磨切，通過磨邊機上同一磨切驅動裝置進行驅動，外側磨輪不但實現粗磨的目的，而且能夠保證內側樹脂結合劑金剛石磨輪的磨削量的穩定，保證了內側磨輪的安全使用和良好的使用效果，同時，陶瓷磨邊生產線上在減少一組磨邊輪的同時，也減少了一組電動馬達，既降低了陶瓷磨邊機器本身的費用，也降低了磨邊機的工作能耗，在保證加工質量的基礎上，提高了加工效率。
本發明結構簡單合理、製作成本低、加工效率高、加工質量好、使用壽命長。
圖1為本發明一實施例主視結構示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視結構示意圖。
圖3為圖2中B處放大結構示意圖。
圖4為磨輪灌樹脂模具剖視結構示意圖。
圖5為磨輪製作工藝流程框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。
參見圖1-圖3，本磨邊輪包括設置在安裝基板3上的磨輪，磨輪為內外兩層，樹脂結合劑金剛石製成內層磨輪2和金屬結合劑金剛石製成的外層磨輪1同心布置。內層磨輪2環狀連續布置，外層磨輪1環狀連續或均勻間斷布置，圖中給出了連續布置的結構。內層磨輪2和外層磨輪1的截面為梯形或者矩形或正方形結構，圖中給出了矩形結構，內層磨輪2和外層磨輪1之間設置有一間隔。安裝基板3位於內層磨輪2所在位置設置有環狀裝配凹槽3.2，該裝配凹槽3.2連續或間斷設置。裝配凹槽3.2的截面呈燕尾或者倒T字型結構，圖中給出了燕尾結構。安裝基板3上設置有與磨邊機機頭相接的機頭裝配孔3.1。本發明可根據實際的磨切需要，設置三層及以上的磨輪結構。圖中，3.3為螺栓安裝孔。
參見圖1-圖5，本磨邊輪製作時，分外層和內層製作一、外層為金屬結合劑金剛石層，有整體燒結壓制和燒結後再焊接兩種
1、整體燒結壓制金剛石層製作過程如下1)加工基體按圖樣加工Q235鐵板成符合規定的安裝基板，該安裝基板的具體外徑ФD可以為150～700mm，可製成Ф150、Ф200、Ф250、Ф280、Ф300多種結構，其厚度和中心孔可按通常規定或客戶特殊要求。另外，外層磨輪1的截面寬度T為5～30mm，內層磨輪2的截面寬度W為5～40mm，外層磨輪1和內層磨輪2之間設置有1～10mm的間隔P，外層磨輪和內層磨輪的高度H為2～20mm，外層磨輪1呈環狀連續或間隔分布，當其間隔分布布置時，其間隔範圍S為1～10mm。
2)配料、混料根據需配料的重量，按照普通磨切石材或陶瓷類型磨輪的配方要求，計算需稱各成分的重量，採用清潔專用的稱量容器和盛料容器。稱量時誤差需控制在1g以內，稱量完畢後需復稱原料總量，誤差控制在5g以內。將稱好的粉料裝入專用的膠桶中，加入一定量研磨介質，按要求混料。
混料完畢後，將粉料和鋼珠從膠桶中取出，篩分出鋼珠與粉料，這裡的鋼珠為研磨介質，主要起碾磨和分散作用。然後將粉料倒入專用容器中。檢查並稱量金剛石是否與要求一致，將確認的金剛石倒入專用容器中，按要求依次量取潤溼劑，以潤溼金剛石。取適量粉料入盛金剛石的專用容器中，混合均勻。將混有金剛石與未混金剛石的粉料一起置於專用混料膠桶中，放入三維混料機，開始混料。混好的料裝入專用容器中，密封保存。其中，粉料混合時間為60min；粉料與金剛石混合時間為50min。
下面是熱壓一次性整體成型工藝先將前述混合料置於裝配好的模具內進行冷壓成型，冷壓過程中用300-600Kg/cm2的壓力預成型，然後將安裝基板裝入模具內，再用800-1500Kg/cm2的壓力進行保壓，保壓時間2～4min，使安裝基板與粉料初步黏結，接著進行燒結，於630～710℃的溫度下燒結成型，燒結時間50～70min，最後進行熱壓，保證安裝基板與金屬結合金剛石層的黏結牢固，同時獲得金屬結合金剛石層的設計性能，熱壓壓力為200-400Kg/cm2，熱壓時間為2～4min。
3)裝配模具正確選擇模具，精磨模具各與粉料將發生相對運動的表面，清除基體與工作層接觸的面上的鏽跡和油漬，然後用丙酮清洗乾淨。將模具精磨表面刷潤溼劑，等其乾燥後備用。正確裝配模具，使各組件之間配合適當，沒有較大的配合間隙或縫隙，也不能太緊。
4)整體燒結壓制按要求投放適量的粉料或刀頭，並保證均勻，不能造成漏料。使用墊塊、墊環時，保證其兩受力表面平行；使用多個墊塊時，各墊塊高度應一致。將模具放在支撐物上，保證模具與壓機上缸中心線一致。按要求壓制。將模具放入高溫爐內按要求燒結。燒結完成後，將模具從高溫爐取出，在壓機上按要求熱壓、脫模。
下面是先成型，然後通過焊接設置在安裝基板上2、燒結刀頭後再焊接金剛石層於安裝基板上的製作過程如下將前述混合料置於模具內，用冷壓機預壓成型，冷壓機一次可冷壓8個，冷壓壓力為300-2000Kg/cm2；然後於740～840℃的溫度下進行熱壓燒結，熱壓壓力為100-400Kg/cm2，熱壓時間6min，最後於500～550℃溫度進行卸壓；最後將成型後的外層磨輪整體焊接在安裝基板上，採用高頻焊機進行焊接，其焊機型號可為GP-100-C3，SD-C1，陽極電壓為8～11KV，陽極電流為1.8～2.5A，柵極電壓為0.5～0.8A，以下為具體步驟。
1)冷壓刀頭按所要求單重準確稱量原料。選擇適當冷壓模具進行裝配，小心將稱好的原料裝入冷壓模具中。輕輕振動並晃動模具，使粉料分布均勻。將裝好粉料的模具放置於壓機工作面的中央位置，手離開壓制區後啟動壓機至規定的壓力壓制刀頭。脫模，測量其尺寸、重量，調節壓力使所壓刀頭符合要求，經品管員首件檢驗合格後，方可繼續生產。
2)熱壓刀頭根據生產要求設定或選擇熱壓工藝參數。選擇表面平整、光潔度較高的石墨墊塊，置於熱壓機臺邊備用。將冷壓好的刀頭裝入模具的腔體中，石墨模具用金屬框緊固，將模具放於壓機工作檯中央位置，上、下墊好墊塊。調整模具墊塊，使墊塊中心和模具上、下受壓面中心在同一條垂直的直線上。啟動機器，調好測溫元件，加熱。熱壓完成後，於500℃以下將模具從機器上卸下，快速冷卻。鬆開金屬框張緊螺絲，取出刀頭。
3)打磨刀頭將一種刀頭放在工作檯面上，開電源開關，開打磨機開關。打磨刀頭，將焊接面(有過渡層刀頭的焊接面是刀頭過渡層表面)的氧化層打磨乾淨，但金剛石不可出刃，儘量保證刀頭形狀，邊角毛刺打磨乾淨，以便於測量尺寸。重複操作。
4)焊接刀頭確定好刀頭焊接面(有過渡層刀頭的焊接面是刀頭過渡層表面)，用丙酮刷洗乾淨，如有生鏽或表面暗淡無光的先打磨光亮。清洗基體，用砂布、花葉輪等除去基體焊接面的鏽斑。將金屬清洗劑用水調成一定濃度的溶液，用此溶液清洗基體表面，特別是焊接面的油汙。
5)用清水除去基體表面殘留的金屬清洗劑用丙酮徹底除去焊接面雜物。把銀焊劑用清水調成膏狀，塗於基體焊接面上，把銀焊片剪成與刀頭寬度相近的小片，塗上銀焊劑後，均勻的置於已塗過銀焊劑的基體上。刀頭按相應工序卡中規定的刀頭數量均勻地擺放在相應的基體上面。調好感應管及輔助機構。檢查水溫，打開冷卻水開關，開電源開關，開焊機開關。調節電流至合適大小，小心加熱，確保刀頭不被燒壞，使銀焊片均勻熔化，輕輕敲壓刀頭，排去焊接區氣體，並且保證焊接牢靠，沒有虛焊。控制好刀頭焊接位置，保證刀頭按要求排列在基體上。重複操作。
二、內層---樹脂結合劑金剛石層1、配料、混料檢查並清潔專用的稱量容器和盛料容器。
按照樹脂結合劑金剛石粉料的配方要求，計算需稱各成分的重量，內層磨輪的配方重量比例為金剛石90～110g，綠碳化矽45～55g，偶聯劑45～55g，改性酚醛樹脂粉90～110g，填料綠碳化矽微粉90～110g，合金粉162～196g，ZnO18～22g，Cr2O3 32～48g。實際生產時可以選用金剛石100g；綠碳化矽50g；偶聯劑50g；改性酚醛樹脂粉100g；填料綠碳化矽微粉100g；合金粉180g。
將粉料復稱，復稱合格後裝入專用的膠桶中，加入一定研磨介質按要求混料。混料完畢後，將粉料和研磨介質從膠桶中取出，篩分研磨介質與粉料，檢查粉料是否混合均勻，然後將混合均勻的粉料過80目標準篩一次，篩上物倒掉。檢查並稱量金剛石是否與要求一致，將確認的金剛石用少量偶聯劑；其中，加入偶聯劑的量掌握在把金剛石潤溼即可。等潤溼後，倒入過篩後的粉料中，用手充分攪拌，然後過60目標準篩二次。
2、裝模、熱壓將熱壓金屬模具見圖4，在與粉料的接觸面均勻的塗上脫模劑，放在操作轉盤上，按規定正確裝配好模具、將上述外層為金屬結合劑金剛石層的安裝基板及墊板裝配好，將粉料稱重後投入模具的腔體中，模具包括設置在安裝基板3外圍的模套4，設置在安裝基板3上方中央位置的模芯5，模套4和模芯5之間設置有一壓環6，模套4、模芯5、壓環6和安裝基板2共同圍成一環狀空腔，粉料投入並壓實在該環狀空腔內，其中，安裝基板3對應這個環狀空腔所在位置設置有環狀裝配凹槽3.2，該裝配凹槽3.2的截面呈燕尾或者倒T字型結構，圖中給出了裝配凹槽的截面呈燕尾結構；將粉料均勻攤平並分布均勻，部分粉料將進入該裝配凹槽3.2內，正確裝入蓋板和壓頭。
整個連同安裝基板的模具一起進行熱壓將模具放於壓機工作檯中央位置。調整模具使模具上、下受壓面中心以及熱壓機上、下壓頭中心在同一條垂直的直線上。啟動機器，調好測溫元件，加熱。熱壓壓力為200～400Kg/cm2，熱壓溫度為175～185℃，熱壓時間35-40min。
加熱過程中經常檢查模具的受熱狀況，發現溫度異常要立即停機，並檢查原因，查清原因後方可繼續加熱。熱壓完成後，將模具從熱壓機上卸下，放在工作檯面上，用水冷對準快速冷卻。將模具置與專用脫模壓機中利用墊塊進行脫模。
三、開刃、鑽孔、動平衡、噴漆、包裝1、開刃先用碳化矽SiC砂輪開刃，然後用白剛玉砂輪開刃。保證所需開刃產品出刃良好，然後在磨床開刃，要保證產品的同心度、橢圓度、平面度在要求的範圍內，並根據規格要求進行倒角。
2、鑽孔、動平衡 進行鑽孔、攻絲在鑽孔、攻絲過程中，嚴格按圖紙加工，最後進行產品的動平衡，使不平衡量在規定的範圍內。
3、噴漆根據要求在不同的產品上噴不同顏色的油漆。
4、包裝油漆完全乾燥後方可按要求包裝。在包裝盒上貼相應數量的標籤。在標籤上填寫相應數量的所需包裝產品的產品名稱及規格和產品編碼。將產品用相應的包裝盒進行正確包裝。經過工具磨床磨的砂輪在包裝盒上要註明「左」或「右」字樣。
權利要求
1.一種磨邊輪，包括設置在安裝基板(3)上的磨輪，其特徵是所述的安裝基板上設置有兩層及以上的磨輪。
2.根據權利要求1所述的磨邊輪，其特徵是所述的磨輪為內外兩層，內層磨輪(2)和外層磨輪(1)同心布置。
3.根據權利要求2所述的磨邊輪，其特徵是所述的內層磨輪(2)環狀連續布置，外層磨輪(1)環狀連續或均勻間斷布置。
4.根據權利要求2所述的磨邊輪，其特徵是所述的安裝基板(3)位於內層磨輪(2)所在位置設置有環狀裝配凹槽(3.2)，該裝配凹槽連續或間斷設置；裝配凹槽(3.2)的截面呈燕尾或者倒T字型結構。
5.根據權利要求2所述的磨邊輪，其特徵是所述的內層磨輪(2)比外層磨輪(1)的質地軟；內層磨輪(2)和外層磨輪(1)之間設置有一間隔。
6.一種磨邊輪製作方法，其特徵是所述的磨邊輪製作包括在安裝基板(3)上分別加工同心的外層磨輪(1)和內層磨輪(2)，外層磨輪為金屬結合劑金剛石製成，內層磨輪為樹脂結合劑金剛石製成，其中，外層磨輪可直接整體成型在安裝基板上或者先成型後再焊接在安裝基板上，內層磨輪通過熱壓直接成型在安裝基板上。
7.根據權利要求6所述的磨邊輪製作方法，其特徵是所述的外層磨輪整體成型包括粉料配料、混料和成型工藝在清潔的容器內按普通磨切石材或陶瓷類型磨輪配方稱量粉料；然後添加潤溼劑以潤溼磨料；接著於三維混料機內進行混料，其中，粉料混合時間為60min；粉料與金剛石混合時間為50min；1)熱壓一次性整體成型先將前述混合料置於裝配好的模具內進行冷壓成型，冷壓過程中用300-600Kg/cm2的壓力預成型，然後將安裝基板裝入模具內，再用800-1500Kg/cm2的壓力進行保壓，保壓時間2～4min，使安裝基板與粉料初步黏結，接著進行燒結，於630～710℃的溫度下燒結成型，燒結時間50～70min，最後進行熱壓，保證安裝基板與金屬結合金剛石層的黏結牢固，同時獲得金屬結合金剛石層的設計性能，熱壓壓力為200-400Kg/cm2，熱壓時間為2～4min；或者2)先成型，然後通過焊接設置在安裝基板上先將前述混合料置於模具內，用冷壓機預壓成型，冷壓壓力300-2000Kg/cm2；然後於740～840℃的溫度下進行熱壓燒結，熱壓壓力為100-400Kg/cm2，熱壓時間6min，最後於500～550℃溫度進行卸壓；最後將成型後的外層磨輪整體焊接在安裝基板上，採用高頻焊機進行焊接，陽極電壓為8～11KV，陽極電流為1.8～2.5A，柵極電壓為0.5～0.8A。
8.根據權利要求6所述的磨邊輪製作方法，其特徵是所述的內層磨輪直接成型包括粉料配料、混料工藝和熱壓成型工藝其配方重量比例為金剛石80～120g，綠碳化矽40～60g，偶聯劑40～60g，改性酚醛樹脂粉80～120g，填料綠碳化矽微粉80～120g，合金粉144～216g，ZnO16～24g，Cr2O3 32～48g；然後將按前述配方稱量粉料，添加偶聯劑以潤溼磨料，然後投入三維混料機內進行混料，最後過篩處理；然後將前述粉料投入一設置在安裝基板(3)上的模具內；模具包括設置在安裝基板外圍的模套(4)，設置在安裝基板上方中央位置的模芯(5)，模套和模芯之間設置有一壓環，模套、模芯、壓環和安裝基板共同圍成一環狀空腔，粉料投入並壓實在該環狀空腔內，其中，安裝基板對應這個環狀空腔所在位置設置有環狀裝配凹槽(3.2)，該裝配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型結構，部分粉料將進入該裝配凹槽內，最後將整個連同安裝基板的模具一起進行熱壓，熱壓壓力為200～400Kg/cm2，熱壓溫度為175～185℃，熱壓時間35-40min。
9.根據權利要求6所述的磨邊輪製作方法，其特徵是所述的內層磨輪的配方重量比例為金剛石90～110g，綠碳化矽45～55g，偶聯劑45～55g，改性酚醛樹脂粉90～110g，填料綠碳化矽微粉90～110g，合金粉162～196g，ZnO 18～22g，Cr2O3 32～48g。
10.根據權利要求6所述的磨邊輪製作方法，其特徵是所述的安裝基板(3)的外徑為150～700mm，外層磨輪(1)的截面寬度為5～30mm，內層磨輪(2)的截面寬度為5～40mm，外層磨輪和內層磨輪之間設置有1～10mm的間隔，外層磨輪和內層磨輪的高度為2～20mm，外層磨輪呈環狀連續或間隔分布，當其間隔分布布置時，其間隔範圍為1～10mm。
全文摘要
一種磨邊輪，包括設置在安裝基板上的磨輪，其結構特徵是安裝基板上設置有兩層及以上的磨輪。磨輪為內外兩層，內層磨輪和外層磨輪同心布置。內層磨輪環狀連續布置，外層磨輪環狀連續或均勻間斷布置。安裝基板位於內層磨輪所在位置設置有環狀裝配凹槽，該裝配凹槽連續或間斷設置；裝配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型結構。本發明的製造方法是在金屬結合劑金剛石磨邊輪的內層壓制一圈樹脂結合劑金剛石工作層，磨邊輪外層為金屬結合劑金剛石工作層，起粗磨邊作用，內層為樹脂結合劑金剛石工作層，起精修磨邊作用；兩者共同粘附在同一塊安裝基板上。本發明結構簡單合理、製作成本低、加工效率高、加工質量好、使用壽命長。
文檔編號B24B9/06GK1919537SQ200610035898
公開日2007年2月28日 申請日期2006年6月13日 優先權日2006年6月13日
發明者尹育航, 陶洪亮, 王勇輝 申請人:廣東奔朗超硬材料製品有限公司