专利名称：一种薄壁角型金刚石滚轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金刚石滚轮又称金刚石砂轮修整器的结构设计技术，特别提供了
一种薄壁角型金刚石滚轮。
背景技术：
金刚石滚轮又称金刚石砂轮修整器，是现代金刚石工具的重要一种，是缓进给磨
削必须的砂轮修整工具。它能以一次切入的方式在砂轮上制造出复杂的成型面，大大提高
了生产效率。砂轮修整技术是磨削加工中关键技术之一，金刚石滚轮作为新一代的砂轮成
型修整工具，为磨加工工业的高速、高效、高精度和降低制造成本提供了条件。 金刚石滚轮作为精度很高的砂轮修整工具，其加工方法主要有内镀法、粉末冶金
烧结法等二种。 金刚石滚轮结构举例参见附
图1，用于工作的均匀的金刚石层设置在镀层3外 部。同时，附图l所代表的现有技术中，金刚石滚轮的径向厚度尺寸通常较小，低熔点合金 层2与芯轴1、镀层3之间的结合面简单。 内镀法举例，具体工艺内容是1)用成型刀具在阴模4上车削出零件需要的曲面； 2)在曲面上覆有一层均匀的金刚石，并在其上制作镀层3，具体为电镀金属镍，镀层厚度 3cm ;3)用低熔点合金将阴模4及芯轴1结合成一体，并保证阴模4及芯轴l之间的结合力。 对于型面薄的角型滚轮(参见附
图1)来说，采用上述工艺加工出的金刚石滚轮使 用寿命差，状态不稳定， 一般在使用1 2周后金刚石没有磨损的情况下就可能出现滚轮整 体脱壳、连接层松动等问题，脱壳部位主要是芯轴1与低熔点合金层2之间、低熔点合金层 2与镀层3之间。
图1中滚轮厚度仅有9. 5mm，且要在滚轮浇铸后加工出一个①106X3的凹槽。而 金刚石滚轮镀层的厚度为3mm，那么这个①106X3的凹槽的存在，恰恰去掉了滚轮的实体部 位，使低熔点合金、镀层均处于悬空状态。而该金刚石滚轮为两件成组使用，其工作部位是 45°斜面。滚轮在旋转时，芯轴与低熔点合金之间、低熔点合金与镀层之间没有任何紧固部 位，因此使滚轮在芯轴1与低熔点合金连接处、低熔点合金与镀层连接处等两个部位受力 后脱壳。这也是我们在经过数次失败后发现的该金刚石滚轮质量问题的重要原因。 人们期望获得一种技术效果更好的薄壁角型金刚石滚轮。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种技术效果更好的薄壁角型金刚石滚轮。 本实用新型一种薄壁角型金刚石滚轮，其包含有如下几部分芯轴1、低熔点合金 层2、镀层3 ;其中芯轴1设置在最内圈，镀层3主要设置在低熔点合金层2外侧，低熔点 合金层2分别与芯轴1和镀层3固定连接；在镀层3外侧面的局部或者全部还设置有连续 的环状金刚石磨粒层；其特征在于镀层3上与低熔点合金层2的结合面处设置有与芯轴1 同轴的环槽301。[0011] 本实用新型所述薄壁角型金刚石滚轮还要求保护下述的优选内容 所述薄壁角型金刚石滚轮中，镀层3上的所述环槽301与芯轴1上设置的槽101
相对应，都设置在基本重合的芯轴1对应的轴段上； 低熔点合金层2沿芯轴1的径向分别向芯轴1和镀层3凸出，以便于低熔点合金 层2分别与芯轴1、镀层3相互径向固定结合成为一体，即分别与二者之间进行径向加固，参 见附图4 所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1上的垂直于芯轴1轴线的横截面内径与外径之 差为5 10mm，进一步优选尺寸范围是6 7mm。 所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1外圈与低熔点合金层2结合处设置有3 16 处沿芯轴1轴线贯通的槽101 ; 所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1外圈与低熔点合金层2的结合面上靠近结合面
中央处设置有与芯轴1的轴线同轴的环形槽102。 本实用新型所述薄壁角型金刚石滚轮的制造工艺说明如下 在镀层3外侧面上设置有阴模4，在镀层3和阴模4之间的结合面的局部或者全部 设置有连续的环状金刚石磨粒层； 首先分别加工制作芯轴1和阴模4，并在阴模4内侧面的局部或者全部制备连续的 环状金刚石磨粒层，之后制备镀层3，镀层3与阴模4之间通过金刚石磨粒层固定连接或者 二者直接连接；然后用铸造方式在芯轴1外侧和镀层3内侧之间制备分别与二者固定结合 的低熔点合金层2 ; 所述镀层3上设置有车削加工出来的环槽301，其与芯轴1上的环形槽102处于垂
直于芯轴1轴线的基本相同的横截面上(亦即设置在基本重合的芯轴1对应的轴段上)。 在芯轴1上车削出的环形槽102与固定在阴模4上镀层3上车削出来的环槽相配
合，使低熔点合金充满环槽内。芯轴l主要利用其内孔将滚轮装夹在设备上。 阴模4，是加工金刚石滚轮的载体。是用成型样板刀车削加工出来的，用以保证滚
轮型面曲线。 金刚石磨粒层通过电镀方法将金刚石粘在型面上的连接层。 低熔点合金层3用以将镀层3与芯轴1联接在一起，使之结合成一体。 本实用新型突破现有技术使用的工艺镀层厚度3mm左右工艺要求的束缚，使电镀
层厚度优选达到5 8mm。 用本实用新型所述方法加工出的金刚石滚轮，从使用情况上来看，没有出现镀层 脱壳的质量问题，产品完全合格。 本实用新型的突出优点是所述薄壁角型金刚石滚轮产品的可靠性大大增强，使 用寿命大大延长，技术效果明显优于现有技术。
以下结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明
图1为现有技术中成组使用的薄壁角型金刚石滚轮结构示意简图之一 ； 图2为现有技术中成组使用的薄壁角型金刚石滚轮结构示意简图之二 ； 图3为本实用新型所述薄壁角型金刚石滚轮中芯轴1结构简图；[0032] 图4为本实用新型所述薄壁角型金刚石滚轮结构示意简图。
具体实施方式实施例1 —种薄壁角型金刚石滚轮，其包含有如下几部分芯轴1、低熔点合金层2、镀层3 ; 其中芯轴1设置在最内圈，镀层3主要设置在低熔点合金层2外侧，低熔点合金层2分别 与芯轴1和镀层3固定连接；在镀层3外侧面的局部还设置有连续的环状金刚石磨粒层，具 体为图4的镀层3外侧面与芯轴1轴线呈大约45°的侧面以及外径尺寸最大的镀层3外侧 面； 需要重点说明的是镀层3上与低熔点合金层2的结合面处设置有与芯轴1同轴 的环槽301。 所述薄壁角型金刚石滚轮中，镀层3上的所述环槽301与芯轴1上设置的槽101 相对应，都设置在基本重合的芯轴1对应的轴段上； 低熔点合金层2沿芯轴1的径向分别向芯轴1和镀层3凸出，以便于低熔点合金 层2分别与芯轴1、镀层3相互径向固定结合成为一体，即分别与二者之间进行径向加固，参 见附图4 所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1上的垂直于芯轴1轴线的横截面内径与外径之 差为7mm。 所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1外圈与低熔点合金层2结合处设置有8处(效 果最优)沿芯轴1轴线贯通的槽101，所述的槽101具体为键槽； 所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1外圈与低熔点合金层2的结合面上靠近结合面
中央处设置有与芯轴1的轴线同轴的环形槽102。 本实施例所述薄壁角型金刚石滚轮的制造工艺说明如下 在镀层3外侧面上设置有阴模4，在镀层3和阴模4之间的结合面的局部或者全部 设置有连续的环状金刚石磨粒层； 首先分别加工制作芯轴1和阴模4，并在阴模4内侧面的局部或者全部制备连续的 环状金刚石磨粒层，之后制备镀层3，镀层3与阴模4之间通过金刚石磨粒层固定连接或者 二者直接连接；然后用铸造方式在芯轴1外侧和镀层3内侧之间制备分别与二者固定结合 的低熔点合金层2 ; 所述镀层3上设置有车削加工出来的环槽301，其与芯轴1上的环形槽102处于垂
直于芯轴1轴线的基本相同的横截面上(亦即设置在基本重合的芯轴1对应的轴段上)。 在芯轴1上车削出的环形槽102与固定在阴模4上镀层3上车削出来的环槽相配
合，使低熔点合金充满环槽内。芯轴l主要利用其内孔将滚轮装夹在设备上。 阴模4，是加工金刚石滚轮的载体。是用成型样板刀车削加工出来的，用以保证滚
轮型面曲线。 金刚石磨粒层通过电镀方法将金刚石粘在型面上的连接层。 低熔点合金层3用以将镀层3与芯轴1联接在一起，使之结合成一体。 本实施例突破现有技术使用的工艺镀层厚度3mm左右工艺要求的束缚，使电镀层
厚度优选达到5 8mm。[0050] 用本实施例所述方法加工出的金刚石滚轮，从使用情况上来看，没有出现镀层脱 壳的质量问题，产品完全合格。 本实施例所述薄壁角型金刚石滚轮产品的可靠性大大增强，使用寿命大大延长， 技术效果明显优于现有技术。 实施例2 本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于； 1)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1外圈与低熔点合金层2结合处设置有3处沿 芯轴1轴线贯通的槽101 ; 2)在镀层3外侧面的局部或者全部还设置有连续的环状金刚石磨粒层。 3)靠近结合面中央处设置有2道与芯轴1的轴线同轴的环形槽102(对应图形略)。 4)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴l上的垂直于芯轴l轴线的横截面内径与外径 之差为6mm。 本实施例所述薄壁角型金刚石滚轮的制造工艺与实施例1的内容区别之处参见
上述4点。 实施例3 本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于； 1)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1外圈与低熔点合金层2结合处设置有16处 沿芯轴1轴线贯通的槽101 ; 2)在镀层3外侧面的局部设置有连续的环状金刚石磨粒层，具体设置部位依照使 用要求而定； 3)靠近结合面中央处设置有3道与芯轴1的轴线同轴的环形槽102 ; 4)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴l上的垂直于芯轴l轴线的横截面内径与外径
之差为5mm。 本实施例所述薄壁角型金刚石滚轮的制造工艺与实施例1的内容区别之处参见
上述4点。 实施例4 本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于； 1)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴l外圈与低熔点合金层2结合处设置有6处沿 芯轴1轴线贯通的槽101 ; 2)在镀层3外侧面的局部设置有连续的环状金刚石磨粒层，具体设置部位依照使 用要求而定； 3)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴l上的垂直于芯轴l轴线的横截面内径与外径 之差为10mm。 本实施例所述薄壁角型金刚石滚轮的制造工艺与实施例1的内容区别之处参见
上述3点。 实施例5 本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于； 1)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴1外圈与低熔点合金层2结合处设置有12处沿芯轴1轴线贯通的槽101 ; 2)所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴l上的垂直于芯轴l轴线的横截面内径与外径 之差为3mm ; 本实施例所述薄壁角型金刚石滚轮的制造工艺与实施例1的内容区别之处参见 上述2点。
权利要求一种薄壁角型金刚石滚轮，其包含有如下几部分芯轴(1)、低熔点合金层(2)、镀层(3)；其中芯轴(1)设置在最内圈，镀层(3)主要设置在低熔点合金层(2)外侧，低熔点合金层(2)分别与芯轴(1)和镀层(3)固定连接；在镀层(3)外侧面的局部或者全部还设置有连续的环状金刚石磨粒层；其特征在于镀层(3)上与低熔点合金层(2)的结合面处设置有与芯轴(1)同轴的环槽(301)。
2. 按照权利要求1所述薄壁角型金刚石滚轮，其特征在于所述薄壁角型金刚石滚轮中，镀层(3)上的所述环槽(301)与芯轴(1)上设置的槽(101)相对应，都设置在基本重合 的芯轴(1)对应的轴段上。
3. 按照权利要求2所述薄壁角型金刚石滚轮，其特征在于所述薄壁角型金刚石滚轮的芯轴(1)上的垂直于芯轴(1)轴线的横截面内径与外径之差为5 10mm。
4. 按照权利要求3所述薄壁角型金刚石滚轮，其特征在于所述薄壁角型金刚石滚轮 的芯轴(1)上的垂直于芯轴(1)轴线的横截面内径与外径之差为6 7mm。
5. 按照权利要求2所述薄壁角型金刚石滚轮，其特征在于所述薄壁角型金刚石滚轮 的芯轴(1)外圈与低熔点合金层(2)结合处设置有3 16处沿芯轴(1)轴线贯通的槽 (101)。
6. 按照权利要求2所述薄壁角型金刚石滚轮，其特征在于所述薄壁角型金刚石滚轮 的芯轴(1)外圈与低熔点合金层(2)的结合面上靠近结合面中央处设置有与芯轴(1)的轴 线同轴的环形槽(102)。
专利摘要一种薄壁角型金刚石滚轮，其包含有如下几部分芯轴(1)、低熔点合金层(2)、镀层(3)；其中芯轴(1)设置在最内圈，镀层(3)主要设置在低熔点合金层(2)外侧，低熔点合金层(2)分别与芯轴(1)和镀层(3)固定连接；在镀层(3)外侧面的局部或者全部还设置有连续的环状金刚石磨粒层；其特征在于镀层(3)上与低熔点合金层(2)的结合面处设置有与芯轴(1)同轴的环槽(301)。本实用新型所述薄壁角型金刚石滚轮产品的可靠性好，使用寿命长，技术效果良好。
文档编号B24B53/14GK201544125SQ20092020367
公开日2010年8月11日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者何利民, 刘权, 康春梅, 李宁 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司