具有散热结构的磨具的制作方法

文档序号:11060299
具有散热结构的磨具的制造方法与工艺

本发明涉及一种磨削工作,特别涉及一种对工件进行研磨、抛光和磨削的具有散热结构的磨具,以及该该具有散热结构的磨具的制备方法。



背景技术:

有机具有散热结构的磨具是指以有机分子化合物做结合剂,将一颗颗磨粒固结在一起,形成一种具有一定刚性的磨削工具。有机具有散热结构的磨具包括以天然和合成树脂做结合剂所制成的树脂具有散热结构的磨具,以及天然或合成橡胶结合剂所制成的橡胶具有散热结构的磨具。

有机具有散热结构的磨具一般由磨料、有机结合剂和气孔构成。其中,该有机结合剂包括树脂结合剂和橡胶结合剂。而聚氨酯是一种常见的橡胶结合剂常见的橡胶结合剂,其是一种非常特殊的特种材料,具有良好的操作性能,通过混合反应就可以生产具有散热结构的磨具,工艺成本十分低廉。同时,聚氨酯也是一种弹性非常好的柔软物质,并具有很好的结合度,加上其具有的发泡能力,在具有散热结构的磨具上形成的多孔结构可以起到很好的排屑作用,如果配合棕刚玉作为磨料即可以替代稀土抛光具有散热结构的磨具对玻璃进行抛光。

但是,由于聚氨酯的耐温性能很差,其强度会随着温度的升高而急剧下降。在具有散热结构的磨具对工件进行磨削的过程中,由于摩擦产生巨大的热量,必然对具有散热结构的磨具材质本身造成很大的影响,特别是对于树脂结合剂、橡胶结合剂或聚氨酯塑料结合剂具有散热结构的磨具或其结合等耐温性差的产品造成巨大影响——在磨削过程产生的高温条件下,上述结合剂容易产生软化、熔解碳化等破坏结构的变化,直接导致具有散热结构的磨具的性能失效,如磨料脱落、锋利度下降、结合剂软化熔解堵塞气孔等。

因此,解决聚氨酯具有散热结构的磨具工作中的散热问题是保证具有散热结构的磨具能够正常使用的一个关键。在很多场合中,均会使用冷却液对具有散热结构的磨具进行冷却。也即,在具有散热结构的磨具使用过程中,加入水、乳化液、冷却油等冷却液。但是,现有采用该方法对具有散热结构的磨具进行冷却还是存在一些问题:

1)冷却液冷却时,对耐温性低于200℃的结合剂具有散热结构的磨具的冷却效果不理想;

2)对于磨削接触面积比较大的环境中(如杯形砂轮磨削时接触面较大)冷却液不能很好的进入到工作表面,导致冷却失效;

3)对于结合剂材料本身为热的不良导体,导致其在磨削过程中磨料局部产生的高温根本没法快速的传递出去形成散热效果,因此对于局部高达800℃的高温也会很大地影响到磨料和结合剂的过渡带性质,使磨料和结合剂结合不好直接导致具有散热结构的磨具性能急剧下 降。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺点和不足,提供一种具有散热结构的磨具,能够在磨削过程中快速散热,保证冷却效果和提高冷却效率,从而保证其自身良好的性能和延长其使用寿命。为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种具有散热结构的磨具,该磨具由一体成型的磨削层和散热层组成;所述散热层外端往外延伸形成多个散热条。

作为本发明的进一步改进,所述散热层中散热条为散热材料制成的散热条。

作为本发明的进一步改进,每个散热条的宽度由其由根部往其顶部逐渐减小,且其顶部的宽度与其底部的宽度的比值为0.4~0.6。

作为本发明的进一步改进,所述多个散热条均匀并相互平行设置于所述散热层外端,且每相邻的两散热条之间的距离由其根部往其顶部的方向依次增大。

作为本发明的进一步改进,所述磨削层内设有交错设置的多个散热块,每一散热块均由磨料、填充料、结合剂、散热材料、消泡剂、固化剂和稳定剂作为主要成分制成,且每一散热块的散热材料占其所有材料的总重的百分比为5%~10%。。

通过上述技术方案,本发明具有散热结构的磨具达到了以下有益效果:

1)在保证具有散热结构的磨具的切削硬度的同时,在磨具上增加了散热结构,由此保证磨具的散热性能,从而能够在磨削过程中快速散热,保证冷却效果和提高冷却效率,从而保证其自身良好的性能和延长其使用寿命;

2)通过将具有散热结构的磨具分为磨削层和散热层,进一步保证了具有散热结构的磨具的磨削硬度的同时保证其散热性能,进一步提高了具有散热结构的磨具工作过程中的散热效率,优化冷却效果,有利于延长具有散热结构的磨具的使用寿命;

3)通过对具有散热结构的磨具的磨削层散热层的制成组分的限定,进一步优化了冷却效果和延长具有散热结构的磨具的使用寿命。

为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明具有散热结构的磨具的俯视结构示意图;

图2是图1中的磨具的侧视结构图;

图3是本发明磨具的磨削层的内部局部结构示意图;

图4是图3中的磨削层进一步改进后的内部局部结构示意图;

图5是图4中的磨削层进一步改进后的内部局部结构示意图。

具体实施方式

以下,以轮体型的磨具进行说明。

请参阅图1和图2,本发明提供的具有散热结构的磨具由一体成型的磨削层11和散热层12组成。所述散热层12外端往外延伸形成多个散热条121。

为提高散热性能,作为一种更优的技术方案,所述散热层12中散热条121为散热材料制成的散热条121。

优选地,每个散热条121的宽度由其由根部往其顶部逐渐减小,且其顶部的宽度与其底部的宽度的比值为0.4~0.6。

作为本发明的进一步改进,所述多个散热条121均匀并相互平行设置于所述散热层12外端,且每相邻的两散热条121之间的距离由其根部往其顶部的方向依次增大。

请参阅图3,作为本发明的进一步改进,所述磨削层11内设有交错设置的多个散热块111,每一散热块111均由磨料、填充料、结合剂、散热材料、消泡剂、固化剂和稳定剂作为主要成分制成,且每一散热块的散热材料占其所有材料的总重的百分比为5%~10%。。

作为本发明的进一步改进,所述散热层12以磨料、填充料、结合剂、散热材料、消泡剂、固化剂和稳定剂作为主要成分制成,且该散热层12中散热材料占其所有材料的总重的百分比为30%~40%。

作为本发明的进一步改进,所述散热层12中与磨削层11结合的一侧的散热材料占该侧所有材料的总重的百分比为20%~30%,另一侧的散热材料占该侧所有材料的总重的百分比为40%~50%。

请参阅图4,作为本发明的进一步改进,所述多个散热块111相互平行设置,且每相邻两散热块之间形成一加速通道112,以加速热量传递到散热层12。

请参阅图5,作为本发明的进一步改进,每相邻两散热块之间的加速通道112的宽度d由磨削层11的磨削端113往散热层12的方向依次递减,以加速热量传递到散热层12。

在本实施例中,所述多羟基化合物优选为聚酯多元醇或聚醚多元醇。所采用的聚酯多元醇或聚醚多元醇均为本领域技术人员所熟知的类型,其羟值优选为7000。所述磨料为天然磨料和人造磨料,优选为棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、碳化硅、立方氮化硼、氧化铈中的一种或多种。如果选用棕刚玉的话,所述棕刚玉优选粒度为40#、60#、80#、120#中的至少一种。所述催化剂为本领域常用的催化剂,优选为胺类催化剂。所述稳定剂为本领域常用的稳定剂,优选为有机锡羧酸盐,特别优选为二月桂酸二正丁基锡。所述固化剂为本领域常用的固化剂,特别优选为3,3’—二氯—4,4’—二氨基二苯基甲烷。所述消泡剂为本领域常用的消泡剂,特别优选为二甲基硅油。

优选地,所述散热材料为高温散热材料,特别优选为150~850℃的散热材料。

相对于现有技术,本发明具有散热结构的磨具在保证具有散热结构的磨具的切削硬度的同时,在磨具上增加了散热结构,由此保证磨具的散热性能,从而能够在磨削过程中快速散热,保证冷却效果和提高冷却效率,从而保证其自身良好的性能和延长其使用寿命。

本发明并不局限于上述实施方式,如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围,倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变形。

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