一种超硬陶瓷结合剂内圆砂轮成型制备模具的制作方法

本实用新型涉及一种超硬陶瓷结合剂内圆砂轮成型制备模具，属于内圆超硬砂轮制备技术领域。

背景技术：

现有技术中，超硬陶瓷结合剂内圆砂轮的制备工艺一般是先冷压成型为生坯，再放入电炉高温烧结为熟坯，烧结温度一般在700~1000℃。带基体的内圆砂轮还需要粘接基体后再磨加工到相应尺寸，不带基体的内圆砂轮则直接磨削加工到相应尺寸即成成品。

内圆砂轮的直径一般为工件尺寸的70~85%，内圆磨削时，砂轮和工件之间的接触方式是内切式，接触面积较大，故内圆砂轮磨削时容易产生较多的热量。内圆砂轮如果散热不好，容易引起砂轮基体的膨胀，基体的膨胀也会传递给砂轮磨削层，严重的会导致砂轮胀裂。

内圆砂轮一般采用的基体为钢基体，对于一些大直径的内圆砂轮来说，为了减轻砂轮总重量，砂轮坯体层一般都设计的比较厚（砂轮坯体层密度一般为2.0-2.5g/cm3）。如外径为Φ48mm的空调压缩机气缸内圆磨砂轮，砂轮坯体层内径为Φ24mm，砂轮使用的极限尺寸为Φ40mm，也就是说砂轮实际使用的层厚为4mm，剩余的8mm层厚实际是不参与磨削。超硬磨料的价格比较昂贵，如果砂轮坯体层采用整体方式压制成型烧结，则砂轮制备成本会很高。

有鉴于此，开发一种新的内圆砂轮成型制备模具，解决现有技术中超硬磨料浪费、散热不好等缺陷，显然是有积极意义的。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是提供一种超硬陶瓷结合剂内圆砂轮成型制备模具。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超硬陶瓷结合剂内圆砂轮成型制备模具，包括模腔、外压环、第一芯棒、内压环和第二芯棒，所述外压环包括上外压环和下外压环，所述内压环包括上内压环和下内压环，

所述制备模具具有第一工作状态和第二工作状态，

在第一工作状态下：包括模腔、外压环和第一芯棒，所述外压环的外壁和所述模腔的内壁间隙配合，所述第一芯棒的外壁和所述外压环的内壁间隙配合，所述上外压环和下外压环分别设于模腔的上下两端，所述模腔、上外压环、下外压环和第一芯棒之间构成环形空腔，

在第二工作状态下：包括模腔、外压环、内压环和第二芯棒，所述外压环的外壁和所述模腔的内壁间隙配合，所述内压环的外壁和外压环的内壁间隙配合，所述第二芯棒的外壁和所述内压环的内壁间隙配合，所述上外压环、下外压环分别设于模腔的上下两端，所述上内压环、下内压环分别设于模腔的上下两端，所述模腔、外压环、内压环和第二芯棒之间构成环形空腔，

所述上外压环、下外压环、上内压环和下内压环的高度均相同，

所述第一芯棒、第二芯棒和模腔的高度均相同。

优选地，所述外压环的内径、内压环的外径和第一芯棒的外径均相同。

优选地，所述内压环的内径和第二芯棒的外径相同。

优选地，所述外压环的外径和模腔的内径相同。

优选地，所述模腔、第一芯棒和第二芯棒的高度为70mm。

优选地，所述模腔的外径为80mm。

进一步技术方案中，所述模腔的内径、外压环的外径为46mm。

进一步技术方案中，所述外压环的内径、内压环的外径和第一芯棒的外径均为36mm。

进一步技术方案中，所述内压环的内径和第二芯棒的外径均为25mm。

优选地，所述上外压环、下外压环、上内压环和下内压环的高度均为20mm。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1．本实用新型采用双压环和双芯棒的方式压制陶瓷结合剂内圆砂轮，制作出来的主层砂轮和附层砂轮高度一致，烧结后砂轮主层与附层结合紧密，砂轮无裂纹；

2.本实用新型制作出来的内圆砂轮的主层和附层磨料不相同，附层采用的普通磨料比主层的磨料成本低，可以有效节约制造成本，降低生产成本，而且普通磨料的热传导系数较超硬磨料和金属基体的热传导系数低很多，故可以避免磨削时磨削界面的热量传导给砂轮基体导致的砂轮胀裂问题；

3、本实用新型结构简单，便于推广。

附图说明

图1是本实用新型的结构分解示意图。

图2是本实用新型压制砂轮主层的工作俯视图。

图3是本实用新型压制砂轮附层的工作俯视图。

图4是本实用新型压制砂轮附层的剖面图。

其中：1、模腔；2、外压环；3、第一芯棒；4、内压环；5、第二芯棒；6、砂轮主层；7、砂轮附层。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见图1所示，一种超硬陶瓷结合剂内圆砂轮成型制备模具，包括模腔1、外压环2、第一芯棒3、内压环4和第二芯棒5，所述外压环2包括上外压环和下外压环，所述内压环4包括上内压环和下内压环，

制备模具具有第一工作状态和第二工作状态，

参见图2所示，在第一工作状态下：包括模腔1、外压环2和第一芯棒3，所述外压环的外壁和模腔的内壁间隙配合，第一芯棒6的外壁和外压环的内壁间隙配合，上外压环和下外压环分别设于模腔的上下两端，模腔1、上外压环、下外压环和第一芯棒3之间构成环形空腔，环形空腔处用于压制砂轮主层6，

参见图3、图4所示，在第二工作状态下：包括模腔1、外压环2、内压环4和第二芯棒5，外压环2的外壁和模腔的内壁间隙配合，内压环4的外壁和外压环2的内壁间隙配合，第二芯棒5的外壁和内压环4的内壁间隙配合，上外压环、下外压环分别设于模腔的上下两端，上内压环、下内压环分别设于模腔的上下两端，模腔1、外压环2、内压环4和第二芯棒5之间构成环形空腔，此环形空腔用于压制砂轮附层7，

上外压环、下外压环、上内压环和下内压环的高度均相同，

第一芯,3、第二芯棒5和模腔1的高度均相同。

本实施例中，第一芯棒3、第二芯棒5和模腔1的高度均相同。

本实施例中，外压环2的内径、内压环4的外径和第一芯棒3的外径均相同。

本实施例中，内压环4的内径和第二芯棒5的外径相同。

本实施例中，外压环2的外径和模腔1的内径相同。

本实施例中，模具材质采用压铸模具钢，各组件之间配合为间隙配合。模腔高度H为70mm；模腔外径为80mm，模腔内径D1为46mm，第一芯棒外径D2为36mm，第二芯棒外径D3为25mm，上、下压环高度均为20mm。该模具制备出的超硬CBN砂轮主层和附层高度一致，烧结后CBN主层与碳化硅附层结合紧密，砂轮无裂纹。砂轮经过大批量使用磨削性能良好，砂轮正常磨削耗完，无裂纹问题。