一种超薄陶瓷结合剂磨转子槽CBN砂轮增加粘接强度的制作方法与流程

本发明涉及超硬磨具制造的技术领域，尤其是一种超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮增加粘接强度的制作方法。

背景技术：

陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮是我国最早使用超硬磨料制造cbn砂轮，并成功应用到汽车领域，实现汽车转向泵核心工件高速、高效、高精度磨削的典型案例，替代了传统普通树脂薄片砂轮磨削，取得了液压件行业(叶片泵)由低效的人工选配叶片、转子，到批量装配的质的飞跃，生产效率、工件精度提高了几十到上百倍。由于陶瓷结合剂磨转子槽砂轮主要磨削合金钢、轴承钢等淬火材料，叶片泵的核心部件—转子的槽口窄而深，磨削面积大，冷却效果差，且cbn砂轮是高速磨削。为了实现批量装配，体现超硬材料的价值，客户对转子槽磨削后的几何精度、表面质量等要求非常高，一个转子10-12条槽，一片cbn砂轮要磨4-5万条槽，转子槽的磨削精度保持性要好。在高速磨削(冲击、震动)中，cbn砂轮容易出现崩口、裂纹、掉块现象，所以对于超薄(厚度1-4mm)磨转子槽cbn砂轮的磨块粘接强度提出了更高要求。已有的陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮专利只注重cbn砂轮整体的工件磨削数量的研究，并没有针对钢基体和cbn磨块在实际生产中粘接面积小、cbn磨块硬而脆等影响粘接强度的问题提出过有针对性的解决方案。

目前，陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮是由钢基体和陶瓷结合剂cbn磨块两部分组成，通过粘合剂将cbn磨块粘接在基体外径圆周上，再经过专用设备修整，达到不同外径、不同厚度的cbn砂轮。现有超薄(1-4mm)磨转子槽cbn砂轮大多数生产商为了增加cbn磨块的粘接强度采用在砂轮基体1-4mm厚的外径上滚花、扎小细槽的方法，然后将对应的cbn磨块贴合粘接在基体外径圆周上。这种方式的缺点是砂轮基体前端1-4mm厚度粘接面积很小，cbn磨块属于陶瓷材料，脆而硬，在cbn砂轮高度磨削(冲击、震动)中，很容易出现粘接不牢、磨块松动、裂纹、掉块现象，对安全生产、工件精度、砂轮耐用度、成品率等都有一定的影响。

基于此，如何提高cbn砂轮和基体之间的粘接强度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮增加粘接强度的制作方法，能够提高基体和cbn磨块之间的粘接强度，砂轮整体结构更加合理，大大提高cbn砂轮的整体抗冲击性能和负载性能，使用寿命更长，具有广泛的应用价值。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

设计一种超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮增加粘接强度的制作方法，包括砂轮，所述砂轮包括基体和设置在基体外圆面上的cbn磨块，该砂轮按照如下步骤制作：

步骤1，制作基体，基体采用cr12锻件，粗车后调质淬火，然后精车出基体前端的厚度和环宽，且保证基体两端面跳动≤0.03mm的前提下，在砂轮基体的外圆面上切出凹槽；

步骤2，制作cbn磨块，将陶瓷结合剂、cbn磨料和湿润剂均匀混合后、并置入专用模具中压制成型、烧结，得到cbn磨块，该cbn磨块和基体连接的内侧为与基体的外圆面贴合的弧形，且cbn磨块的内侧具有与凹槽插接的凸起；

步骤3，一次修整，将cbn磨块的凸起部分简单修整，并清洗、干燥；

步骤4，粘接，将步骤1和3中的基体和cbn磨块预热后，在基体的外圆面和凹槽、以及cbn磨块的内侧和cbn磨块的凸起涂抹粘合剂，然后将基体置于粘接盘上逐块粘接cbn磨块，且使cbn磨块之间贴紧以及cbn磨块的凸起与基体的凹槽插入贴紧；

步骤5，干燥，将粘接后的砂轮置入干燥箱内，以使砂轮处于80℃，保持2h固化；

步骤6，二次修整，将固化后的砂轮置于专用修整设备，粗修砂轮的两个端面和外径，并检验、入库。

进一步，所述凹槽的两侧厚度相等。

进一步，步骤4，以使cbn磨块和基体处于50℃、并保持2h完成预热。

进一步，所述基体的外圆面的厚度为1-4mm，所述cbn磨块工作层厚度为1-5mm。

进一步，所述凸起位于cbn磨块的内侧，所述凸起的长度不大于cbn磨块内侧的长度。

进一步，所述凸起的宽度小于cbn磨块的宽度。

进一步，所述模具为组合式扇形模具，以使压制的cbn磨块毛坯具有工作层以及与基体的凹槽相配合的凸起。

进一步，所述粘合剂为环氧树脂系列。

与现有技术相比，本发明提供的一种超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮增加粘接强度的制作方法结构与众不同，采用基体凹槽和cbn磨块插入式粘接，既增强了粘接强度也增加了cbn砂轮的整体刚性，cbn砂轮的整体结构更加合理，大大提高了磨转子槽cbn砂轮整体的抗冲击性能和负载性能，能够从根本上解决超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮在实际生产中裂纹、松动、掉块问题，确保磨转子槽cbn砂轮的磨削精度和一致性，有很大的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为一种超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮的结构示意图。

附图2为cbn磨块的结构示意图。

附图3为cbn磨块的a-a剖视图。

图中：1.cbn磨块，2.基体，3.凹槽，4.凸起，5.外圆面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至3所示，作为本发明一优选实施例的设计一种超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮增加粘接强度的制作方法，包括砂轮，所述砂轮包括基体2和设置在基体2的外圆面5上的cbn磨块1，该砂轮按照如下步骤制作：

步骤1，制作基体2，基体2为钢质基体2，优选地，基体2采用cr12锻件，粗车后调质淬火，然后精车出基体2前端的厚度和环宽，在保证基体2两端面跳动≤0.03mm的前提下，用合金刀在砂轮基体2的外圆面5上切出同轴的凹槽3，具体凹槽3的尺寸可参照下表表1；

步骤2，制作cbn磨块1，将陶瓷结合剂、cbn磨料和湿润剂均匀混合后、并置入专用模具中压制成型、烧结，得到cbn磨块1，该cbn磨块1和基体2连接的内侧为与基体2的外圆面5贴合的弧形，且cbn磨块1的内侧具有与凹槽3插接的凸起4；且需要说明的是，对凹槽3和凸起4的具体形状不作具体限制；

步骤3，一次修整，将cbn磨块1的凸起部分简单修整，并清洗、干燥；

步骤4，粘接，将步骤1和3中的基体2和cbn磨块1预热后，在基体2的外圆面和凹槽3、以及cbn磨块1的内侧和cbn磨块1的凸起4涂抹粘合剂，然后将基体2置于粘接盘上逐块粘合，且使cbn磨块1之间贴紧以及cbn磨块1的凸起4与基体2的凹槽3插入贴紧，避免松动，其中，粘合剂可选为环氧树脂系列，需要说明的是，凸起4和cbn磨块1一体化压制成型；

步骤5，干燥，将粘接后的砂轮置入干燥箱内，以使砂轮处于80℃，保持2h固化，即使磨块与磨块、磨块与基体2之间的粘合剂固化；

步骤6，二次修整，将固化后的砂轮置于专用修整设备，按照客户的出厂标准粗修砂轮的两个端面和外径，并检验、入库备用。

应用上述超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮增加粘接强度的制作方法时，采用基体2凹槽3和cbn磨块1插入式粘接，既增强了粘接强度也增加了cbn砂轮的整体刚性，cbn砂轮的整体结构更加合理，大大提高了磨转子槽cbn砂轮整体的抗冲击性能和负载性能，能够从根本上解决超薄陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮在实际生产中裂纹、松动、掉块问题，确保磨转子槽cbn砂轮的磨削精度和一致性，有很大的实用价值。

需要说明的是，实际生产中，制造陶瓷结合剂磨转子槽cbn砂轮的企业，大多数只注重每片cbn砂轮的磨削工件数量，对cbn磨块1的研究、改进较多，忽略基体2与cbn磨块1的粘接是整片cbn砂轮最薄弱的环节，高速磨削中cbn砂轮出现裂纹、松动、掉块等问题，也是造成磨削不稳定、工件精度差、数量少的关键环节。

在上述实施例的基础之上，在实际生产中，所述凹,3的两侧厚度相等，以使凹槽3两侧侧壁的强度一致，保证使用寿命，避免凹槽3侧壁出现裂纹。

在上述实施例的基础之上，更为具体地，步骤4，以使cbn磨块和基体处于50℃、并保持2h完成预热。

在上述实施例的基础之上，可将基体2的外圆面的厚度设置为1-4mm，而cbn磨块1工作层厚度设置为1-5mm。

更为具体地，针对凸起4位于cbn磨块1之间的配合关系，凸起4位于cbn磨块1的内侧且居中，所述凸起4的长度不大于cbn磨块1内侧的长度，而在本实施例中凸起4的长度设置等于cbn磨块1内侧的长度，将凸起4的宽度小于cbn磨块1的宽度，而具体凸起4和凹槽3的尺寸可参照下表：

表1基体2凹槽3和cbn磨块1主要尺寸对照表

(单位：mm)

由上表可知，凸起4和凹槽3的尺寸由cbd砂轮、基体2的尺寸确定，且上表数据由大量的试验获取。

在上述实施例的基础之上，可将模具设置为组合式扇形模具，以使压制的cbn磨块1毛坯具有工作层以及与基体2的凹槽3相对应的凸起4，便于烧结后的修整，以提高生产效率，降低原材料浪费。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。