专利名称：磨边轮及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磨边轮及其制作方法，主要适用于石材或陶瓷磨边机。
背景技术：
常见的磨边机在磨切待加工料的边缘或者表面时，通常会将硬度不同的磨轮前后依次设置，硬度高的磨轮磨切能力强，放置在前面用于粗加工，硬度低的磨轮磨切能力相对较弱，放置在后面用于精加工，这种结构的磨边机需要设置至少两套磨切驱动装置以分别驱动两个不同的磨切轮，故其制作成本比较高，工作时能耗也比较大。针对这种状况，有些厂家做了一些改进，如中国专利ZL95240643.8中公开了一种双层可调式金刚石砂轮，它包括基体和磨轮，该砂轮由基体、内层磨轮、外层磨轮、螺栓、键组成，其中基体的内壁以螺纹连接着内层磨轮，外壁以螺栓连接着外层磨轮，组成双层结构；基体和外层磨轮，通过键或花键形式配合由螺栓定位，组成可调结构。基体为一个碗形，内壁设有连接内层磨轮的螺纹台阶，外壁设有连接外层磨轮的键槽和螺孔。内层磨轮为一个桶体形状。桶口设有金刚石烧结体，桶底设有一个正六边形装卸孔，桶壁底端外表面设有与基体连接的螺纹。外层磨轮为一空心圆柱体，一端设有金刚石烧结体，另一端设有键槽和滑槽。这种双层可调式金刚石砂轮将两种磨切能力的磨轮组合在一起，其加工效率比以前有所提高，但是其结构复杂，成本高，令用户不太满意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理、制作成本低、加工效率高、加工质量好、使用寿命长的磨边轮及其制作方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种磨边轮，包括设置在安装基板上的磨轮，其结构特征是安装基板上设置有两层及以上的磨轮。
上述的磨轮为内外两层，内层磨轮和外层磨轮同心布置。
上述的内层磨轮环状连续布置，外层磨轮可根据客户要求或具体的加工特点设置成环状连续或均匀间断布置。
上述的安装基板位于内层磨轮所在位置设置有环状装配凹槽，该装配凹槽连续或间断设置；装配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型结构。
一种磨边轮制作方法，其特征是磨边轮制作包括在安装基板上分别加工同心的外层磨轮和内层磨轮，外层磨轮为金属结合剂金刚石制成，内层磨轮为树脂结合剂金刚石制成，其中，外层磨轮可直接整体成型在安装基板上或者先成型后再焊接在安装基板上，内层磨轮通过热压直接成型在安装基板上。
上述的外层磨轮整体成型包括粉料配料、混料和成型工艺在清洁的容器内按普通磨切石材或陶瓷类型磨轮配方称量粉料；然后添加润湿剂以润湿磨料；接着于三维混料机内进行混料，其中，粉料混合时间为60min；粉料与金刚石混合时间为50min；热压一次性整体成型先将前述混合料置于装配好的模具内进行冷压成型，然后将安装基板装入模具内，再进行保压，保压时间2～4min，使安装基板与粉料初步黏结，接着进行烧结，于630～710℃的温度下烧结成型，烧结时间50～70min，最后进行热压，保证安装基板与金属结合金刚石层的黏结牢固，同时获得金属结合金刚石层的设计性能；或者先成型，然后通过焊接设置在安装基板上将前述混合料置于模具内，用冷压机预压成型；然后于740～840℃的温度下进行热压烧结，最后于500～550℃温度进行卸压；最后将成型后的外层磨轮整体焊接在安装基板上，采用高频焊机进行焊接。
上述的内层磨轮直接成型包括粉料配料、混料工艺和热压成型其配方重量比例为金刚石80～120g，绿碳化硅40～60g，偶联剂40～60g，改性酚醛树脂粉80～120g，填料绿碳化硅微粉80～120g，合金粉144～216g，ZnO16～24g，Cr2O332～48g；然后将按×前述配方称量粉料，添加偶联剂以润湿磨料，然后投入三维混料机内进行混料，最后过筛处理；然后将前述粉料投入一设置在安装基板上的模具内；模具包括设置在安装基板外围的模套，设置在安装基板上方中央位置的模芯，模套和模芯之间设置有一压环，模套、模芯、压环和安装基板共同围成一环状空腔，粉料投入并压实在该环状空腔内，其中，安装基板对应这个环状空腔所在位置设置有环状装配凹槽，该装配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型结构，部分粉料将进入该装配凹槽内，最后将整个连同安装基板的模具一起进行热压，热压压力为200～400Kg/cm2，热压温度为175～185℃，热压时间35-40min。
上述的安装基板的外径为150～700mm，外层磨轮的截面宽度为5～30mm，内层磨轮的截面宽度为5～40mm，外层磨轮和内层磨轮之间设置有1～10mm的间隔，外层磨轮和内层磨轮的高度为2～20mm，外层磨轮呈环状连续或间隔分布，当其间隔分布布置时，其间隔范围为1～10mm。
本发明的制造方法是在金属结合剂金刚石磨边轮的内层压制一圈树脂结合剂金刚石工作层，这样，此磨边轮外层为金属结合剂金刚石工作层，起粗磨边作用，内层为树脂结合剂金刚石工作层，起精修磨边作用；两者共同粘附在同一块安装基板上。
本发明的关键技术是将外层金属结合剂金刚石层与内层树脂结合剂金刚石层做到磨削比一致，即锋利性和磨损的难易程度达到平衡。
本发明将将金属结合剂金刚石粗磨磨边轮和树脂结合剂金刚石精修磨边轮两者合二为一，金属结合剂金刚石磨轮设置在磨边轮外侧，进行粗磨切，将树脂结合剂金刚石磨轮设置在磨边轮内侧，进行精磨切，通过磨边机上同一磨切驱动装置进行驱动，外侧磨轮不但实现粗磨的目的，而且能够保证内侧树脂结合剂金刚石磨轮的磨削量的稳定，保证了内侧磨轮的安全使用和良好的使用效果，同时，陶瓷磨边生产线上在减少一组磨边轮的同时，也减少了一组电动马达，既降低了陶瓷磨边机器本身的费用，也降低了磨边机的工作能耗，在保证加工质量的基础上，提高了加工效率。
本发明结构简单合理、制作成本低、加工效率高、加工质量好、使用寿命长。
图1为本发明一实施例主视结构示意图。
图2为图1的A-A剖视结构示意图。
图3为图2中B处放大结构示意图。
图4为磨轮灌树脂模具剖视结构示意图。
图5为磨轮制作工艺流程框图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图3，本磨边轮包括设置在安装基板3上的磨轮，磨轮为内外两层，树脂结合剂金刚石制成内层磨轮2和金属结合剂金刚石制成的外层磨轮1同心布置。内层磨轮2环状连续布置，外层磨轮1环状连续或均匀间断布置，图中给出了连续布置的结构。内层磨轮2和外层磨轮1的截面为梯形或者矩形或正方形结构，图中给出了矩形结构，内层磨轮2和外层磨轮1之间设置有一间隔。安装基板3位于内层磨轮2所在位置设置有环状装配凹槽3.2，该装配凹槽3.2连续或间断设置。装配凹槽3.2的截面呈燕尾或者倒T字型结构，图中给出了燕尾结构。安装基板3上设置有与磨边机机头相接的机头装配孔3.1。本发明可根据实际的磨切需要，设置三层及以上的磨轮结构。图中，3.3为螺栓安装孔。
参见图1-图5，本磨边轮制作时，分外层和内层制作一、外层为金属结合剂金刚石层，有整体烧结压制和烧结后再焊接两种
1、整体烧结压制金刚石层制作过程如下1)加工基体按图样加工Q235铁板成符合规定的安装基板，该安装基板的具体外径ФD可以为150～700mm，可制成Ф150、Ф200、Ф250、Ф280、Ф300多种结构，其厚度和中心孔可按通常规定或客户特殊要求。另外，外层磨轮1的截面宽度T为5～30mm，内层磨轮2的截面宽度W为5～40mm，外层磨轮1和内层磨轮2之间设置有1～10mm的间隔P，外层磨轮和内层磨轮的高度H为2～20mm，外层磨轮1呈环状连续或间隔分布，当其间隔分布布置时，其间隔范围S为1～10mm。
2)配料、混料根据需配料的重量，按照普通磨切石材或陶瓷类型磨轮的配方要求，计算需称各成分的重量，采用清洁专用的称量容器和盛料容器。称量时误差需控制在1g以内，称量完毕后需复称原料总量，误差控制在5g以内。将称好的粉料装入专用的胶桶中，加入一定量研磨介质，按要求混料。
混料完毕后，将粉料和钢珠从胶桶中取出，筛分出钢珠与粉料，这里的钢珠为研磨介质，主要起碾磨和分散作用。然后将粉料倒入专用容器中。检查并称量金刚石是否与要求一致，将确认的金刚石倒入专用容器中，按要求依次量取润湿剂，以润湿金刚石。取适量粉料入盛金刚石的专用容器中，混合均匀。将混有金刚石与未混金刚石的粉料一起置于专用混料胶桶中，放入三维混料机，开始混料。混好的料装入专用容器中，密封保存。其中，粉料混合时间为60min；粉料与金刚石混合时间为50min。
下面是热压一次性整体成型工艺先将前述混合料置于装配好的模具内进行冷压成型，冷压过程中用300-600Kg/cm2的压力预成型，然后将安装基板装入模具内，再用800-1500Kg/cm2的压力进行保压，保压时间2～4min，使安装基板与粉料初步黏结，接着进行烧结，于630～710℃的温度下烧结成型，烧结时间50～70min，最后进行热压，保证安装基板与金属结合金刚石层的黏结牢固，同时获得金属结合金刚石层的设计性能，热压压力为200-400Kg/cm2，热压时间为2～4min。
3)装配模具正确选择模具，精磨模具各与粉料将发生相对运动的表面，清除基体与工作层接触的面上的锈迹和油渍，然后用丙酮清洗干净。将模具精磨表面刷润湿剂，等其干燥后备用。正确装配模具，使各组件之间配合适当，没有较大的配合间隙或缝隙，也不能太紧。
4)整体烧结压制按要求投放适量的粉料或刀头，并保证均匀，不能造成漏料。使用垫块、垫环时，保证其两受力表面平行；使用多个垫块时，各垫块高度应一致。将模具放在支撑物上，保证模具与压机上缸中心线一致。按要求压制。将模具放入高温炉内按要求烧结。烧结完成后，将模具从高温炉取出，在压机上按要求热压、脱模。
下面是先成型，然后通过焊接设置在安装基板上2、烧结刀头后再焊接金刚石层于安装基板上的制作过程如下将前述混合料置于模具内，用冷压机预压成型，冷压机一次可冷压8个，冷压压力为300-2000Kg/cm2；然后于740～840℃的温度下进行热压烧结，热压压力为100-400Kg/cm2，热压时间6min，最后于500～550℃温度进行卸压；最后将成型后的外层磨轮整体焊接在安装基板上，采用高频焊机进行焊接，其焊机型号可为GP-100-C3，SD-C1，阳极电压为8～11KV，阳极电流为1.8～2.5A，栅极电压为0.5～0.8A，以下为具体步骤。
1)冷压刀头按所要求单重准确称量原料。选择适当冷压模具进行装配，小心将称好的原料装入冷压模具中。轻轻振动并晃动模具，使粉料分布均匀。将装好粉料的模具放置于压机工作面的中央位置，手离开压制区后启动压机至规定的压力压制刀头。脱模，测量其尺寸、重量，调节压力使所压刀头符合要求，经品管员首件检验合格后，方可继续生产。
2)热压刀头根据生产要求设定或选择热压工艺参数。选择表面平整、光洁度较高的石墨垫块，置于热压机台边备用。将冷压好的刀头装入模具的腔体中，石墨模具用金属框紧固，将模具放于压机工作台中央位置，上、下垫好垫块。调整模具垫块，使垫块中心和模具上、下受压面中心在同一条垂直的直线上。启动机器，调好测温元件，加热。热压完成后，于500℃以下将模具从机器上卸下，快速冷却。松开金属框张紧螺丝，取出刀头。
3)打磨刀头将一种刀头放在工作台面上，开电源开关，开打磨机开关。打磨刀头，将焊接面(有过渡层刀头的焊接面是刀头过渡层表面)的氧化层打磨干净，但金刚石不可出刃，尽量保证刀头形状，边角毛刺打磨干净，以便于测量尺寸。重复操作。
4)焊接刀头确定好刀头焊接面(有过渡层刀头的焊接面是刀头过渡层表面)，用丙酮刷洗干净，如有生锈或表面暗淡无光的先打磨光亮。清洗基体，用砂布、花叶轮等除去基体焊接面的锈斑。将金属清洗剂用水调成一定浓度的溶液，用此溶液清洗基体表面，特别是焊接面的油污。
5)用清水除去基体表面残留的金属清洗剂用丙酮彻底除去焊接面杂物。把银焊剂用清水调成膏状，涂于基体焊接面上，把银焊片剪成与刀头宽度相近的小片，涂上银焊剂后，均匀的置于已涂过银焊剂的基体上。刀头按相应工序卡中规定的刀头数量均匀地摆放在相应的基体上面。调好感应管及辅助机构。检查水温，打开冷却水开关，开电源开关，开焊机开关。调节电流至合适大小，小心加热，确保刀头不被烧坏，使银焊片均匀熔化，轻轻敲压刀头，排去焊接区气体，并且保证焊接牢靠，没有虚焊。控制好刀头焊接位置，保证刀头按要求排列在基体上。重复操作。
二、内层---树脂结合剂金刚石层1、配料、混料检查并清洁专用的称量容器和盛料容器。
按照树脂结合剂金刚石粉料的配方要求，计算需称各成分的重量，内层磨轮的配方重量比例为金刚石90～110g，绿碳化硅45～55g，偶联剂45～55g，改性酚醛树脂粉90～110g，填料绿碳化硅微粉90～110g，合金粉162～196g，ZnO18～22g，Cr2O3 32～48g。实际生产时可以选用金刚石100g；绿碳化硅50g；偶联剂50g；改性酚醛树脂粉100g；填料绿碳化硅微粉100g；合金粉180g。
将粉料复称，复称合格后装入专用的胶桶中，加入一定研磨介质按要求混料。混料完毕后，将粉料和研磨介质从胶桶中取出，筛分研磨介质与粉料，检查粉料是否混合均匀，然后将混合均匀的粉料过80目标准筛一次，筛上物倒掉。检查并称量金刚石是否与要求一致，将确认的金刚石用少量偶联剂；其中，加入偶联剂的量掌握在把金刚石润湿即可。等润湿后，倒入过筛后的粉料中，用手充分搅拌，然后过60目标准筛二次。
2、装模、热压将热压金属模具见图4，在与粉料的接触面均匀的涂上脱模剂，放在操作转盘上，按规定正确装配好模具、将上述外层为金属结合剂金刚石层的安装基板及垫板装配好，将粉料称重后投入模具的腔体中，模具包括设置在安装基板3外围的模套4，设置在安装基板3上方中央位置的模芯5，模套4和模芯5之间设置有一压环6，模套4、模芯5、压环6和安装基板2共同围成一环状空腔，粉料投入并压实在该环状空腔内，其中，安装基板3对应这个环状空腔所在位置设置有环状装配凹槽3.2，该装配凹槽3.2的截面呈燕尾或者倒T字型结构，图中给出了装配凹槽的截面呈燕尾结构；将粉料均匀摊平并分布均匀，部分粉料将进入该装配凹槽3.2内，正确装入盖板和压头。
整个连同安装基板的模具一起进行热压将模具放于压机工作台中央位置。调整模具使模具上、下受压面中心以及热压机上、下压头中心在同一条垂直的直线上。启动机器，调好测温元件，加热。热压压力为200～400Kg/cm2，热压温度为175～185℃，热压时间35-40min。
加热过程中经常检查模具的受热状况，发现温度异常要立即停机，并检查原因，查清原因后方可继续加热。热压完成后，将模具从热压机上卸下，放在工作台面上，用水冷对准快速冷却。将模具置与专用脱模压机中利用垫块进行脱模。
三、开刃、钻孔、动平衡、喷漆、包装1、开刃先用碳化硅SiC砂轮开刃，然后用白刚玉砂轮开刃。保证所需开刃产品出刃良好，然后在磨床开刃，要保证产品的同心度、椭圆度、平面度在要求的范围内，并根据规格要求进行倒角。
2、钻孔、动平衡 进行钻孔、攻丝在钻孔、攻丝过程中，严格按图纸加工，最后进行产品的动平衡，使不平衡量在规定的范围内。
3、喷漆根据要求在不同的产品上喷不同颜色的油漆。
4、包装油漆完全干燥后方可按要求包装。在包装盒上贴相应数量的标签。在标签上填写相应数量的所需包装产品的产品名称及规格和产品编码。将产品用相应的包装盒进行正确包装。经过工具磨床磨的砂轮在包装盒上要注明“左”或“右”字样。
权利要求
1.一种磨边轮，包括设置在安装基板(3)上的磨轮，其特征是所述的安装基板上设置有两层及以上的磨轮。
2.根据权利要求1所述的磨边轮，其特征是所述的磨轮为内外两层，内层磨轮(2)和外层磨轮(1)同心布置。
3.根据权利要求2所述的磨边轮，其特征是所述的内层磨轮(2)环状连续布置，外层磨轮(1)环状连续或均匀间断布置。
4.根据权利要求2所述的磨边轮，其特征是所述的安装基板(3)位于内层磨轮(2)所在位置设置有环状装配凹槽(3.2)，该装配凹槽连续或间断设置；装配凹槽(3.2)的截面呈燕尾或者倒T字型结构。
5.根据权利要求2所述的磨边轮，其特征是所述的内层磨轮(2)比外层磨轮(1)的质地软；内层磨轮(2)和外层磨轮(1)之间设置有一间隔。
6.一种磨边轮制作方法，其特征是所述的磨边轮制作包括在安装基板(3)上分别加工同心的外层磨轮(1)和内层磨轮(2)，外层磨轮为金属结合剂金刚石制成，内层磨轮为树脂结合剂金刚石制成，其中，外层磨轮可直接整体成型在安装基板上或者先成型后再焊接在安装基板上，内层磨轮通过热压直接成型在安装基板上。
7.根据权利要求6所述的磨边轮制作方法，其特征是所述的外层磨轮整体成型包括粉料配料、混料和成型工艺在清洁的容器内按普通磨切石材或陶瓷类型磨轮配方称量粉料；然后添加润湿剂以润湿磨料；接着于三维混料机内进行混料，其中，粉料混合时间为60min；粉料与金刚石混合时间为50min；1)热压一次性整体成型先将前述混合料置于装配好的模具内进行冷压成型，冷压过程中用300-600Kg/cm2的压力预成型，然后将安装基板装入模具内，再用800-1500Kg/cm2的压力进行保压，保压时间2～4min，使安装基板与粉料初步黏结，接着进行烧结，于630～710℃的温度下烧结成型，烧结时间50～70min，最后进行热压，保证安装基板与金属结合金刚石层的黏结牢固，同时获得金属结合金刚石层的设计性能，热压压力为200-400Kg/cm2，热压时间为2～4min；或者2)先成型，然后通过焊接设置在安装基板上先将前述混合料置于模具内，用冷压机预压成型，冷压压力300-2000Kg/cm2；然后于740～840℃的温度下进行热压烧结，热压压力为100-400Kg/cm2，热压时间6min，最后于500～550℃温度进行卸压；最后将成型后的外层磨轮整体焊接在安装基板上，采用高频焊机进行焊接，阳极电压为8～11KV，阳极电流为1.8～2.5A，栅极电压为0.5～0.8A。
8.根据权利要求6所述的磨边轮制作方法，其特征是所述的内层磨轮直接成型包括粉料配料、混料工艺和热压成型工艺其配方重量比例为金刚石80～120g，绿碳化硅40～60g，偶联剂40～60g，改性酚醛树脂粉80～120g，填料绿碳化硅微粉80～120g，合金粉144～216g，ZnO16～24g，Cr2O3 32～48g；然后将按前述配方称量粉料，添加偶联剂以润湿磨料，然后投入三维混料机内进行混料，最后过筛处理；然后将前述粉料投入一设置在安装基板(3)上的模具内；模具包括设置在安装基板外围的模套(4)，设置在安装基板上方中央位置的模芯(5)，模套和模芯之间设置有一压环，模套、模芯、压环和安装基板共同围成一环状空腔，粉料投入并压实在该环状空腔内，其中，安装基板对应这个环状空腔所在位置设置有环状装配凹槽(3.2)，该装配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型结构，部分粉料将进入该装配凹槽内，最后将整个连同安装基板的模具一起进行热压，热压压力为200～400Kg/cm2，热压温度为175～185℃，热压时间35-40min。
9.根据权利要求6所述的磨边轮制作方法，其特征是所述的内层磨轮的配方重量比例为金刚石90～110g，绿碳化硅45～55g，偶联剂45～55g，改性酚醛树脂粉90～110g，填料绿碳化硅微粉90～110g，合金粉162～196g，ZnO 18～22g，Cr2O3 32～48g。
10.根据权利要求6所述的磨边轮制作方法，其特征是所述的安装基板(3)的外径为150～700mm，外层磨轮(1)的截面宽度为5～30mm，内层磨轮(2)的截面宽度为5～40mm，外层磨轮和内层磨轮之间设置有1～10mm的间隔，外层磨轮和内层磨轮的高度为2～20mm，外层磨轮呈环状连续或间隔分布，当其间隔分布布置时，其间隔范围为1～10mm。
全文摘要
一种磨边轮，包括设置在安装基板上的磨轮，其结构特征是安装基板上设置有两层及以上的磨轮。磨轮为内外两层，内层磨轮和外层磨轮同心布置。内层磨轮环状连续布置，外层磨轮环状连续或均匀间断布置。安装基板位于内层磨轮所在位置设置有环状装配凹槽，该装配凹槽连续或间断设置；装配凹槽的截面呈燕尾或者倒T字型结构。本发明的制造方法是在金属结合剂金刚石磨边轮的内层压制一圈树脂结合剂金刚石工作层，磨边轮外层为金属结合剂金刚石工作层，起粗磨边作用，内层为树脂结合剂金刚石工作层，起精修磨边作用；两者共同粘附在同一块安装基板上。本发明结构简单合理、制作成本低、加工效率高、加工质量好、使用寿命长。
文档编号B24B9/06GK1919537SQ200610035898
公开日2007年2月28日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者尹育航, 陶洪亮, 王勇辉 申请人:广东奔朗超硬材料制品有限公司