[发明专利]一种金刚石磨削磨具及其制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石磨削磨具，本发明还涉及该金刚石磨削磨具的制造装置。

背景技术

对机械零件进行磨削加工已经成为一种常规的技术要求，目前广泛使用的磨削磨具主要采用SiC、刚玉等制造。SiC、刚玉磨削磨具耐磨性差，使用寿命短，在磨削加工过程中自身消耗较快、尺寸稳定性差，导致被加工零件的尺寸、形状和精度发生变化，需要经常对SiC、刚玉磨削磨具进行修正。同时，SiC、刚玉磨削磨具具有硬、脆特点，强韧性差，特别是一些异形砂轮，在使用过程中容易出现突发性破裂，因高速旋转导致安全事故。在用于大批量加工耐磨材料制备的零件时，SiC、刚玉磨削磨具的上述问题尤为突出，严重影响被加工零件的质量和性能，生产效率低下，安全隐患突出。

例如，目前刹车片生产线上使用的是一种SiC制造的磨具，由于制备刹车片采用的是一种具有较好耐磨性能的摩擦材料，SiC磨具的使用寿命严重不足，一般仅磨削加工6000～8000片刹车片就需更换，费时费力；另一方面，因磨削设备加装有SiC磨具破裂防护罩，无法直接在线实时观察磨具的磨损状况，直到磨具因过度使用、在被磨削加工零件的较小径向外力作用下破裂时才被动更换，高速旋转的磨具破裂易引发安全事故，另一方面易导致产品报废。由于SiC磨具的使用寿命严重不足，使其更换周期短(一般3～4天)，费时费力，增加产品废品率，安全隐患无法消除。

对于上述问题，除了加强安全防护、定期停机检查、提前更换磨具外，目前没有更好的解决方法。

本发明提出了一种金刚石磨削磨具及其制造装置，可有效的解决目前采用SiC、刚玉等制造的磨削磨具存在的耐磨性差、使用寿命短和强韧性差、容易出现突发性破裂等问题，提高生产的安全性、生产效率和产品质量与性能，降低废品率，同时也可为加工企业节约成本、提高经济效益。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种磨削性能优异、耐磨性好、使用寿命长和具有高强韧性、不容易出现突发性破裂的金刚石磨削磨具。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种提高金刚石磨削磨具制造效率，降低制造成本的制造金刚石磨削磨具的装置。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的金刚石磨削磨具，包括中空杯形圆柱状基体，所述的中空杯形圆柱状基体的高/直径比为1∶3～1∶5，所述的中空杯形圆柱状基体的外表面设有一层与所述的中空杯形圆柱状基体经热等静压烧结成为冶金结合的整体的金刚石粉末胎体，所述的金刚石粉末胎体均匀、致密，所述的中空杯形圆柱状基体采用碳素结构钢制造。

采用上述技术方案的金刚石磨削磨具，碳素结构钢制造的中空杯形圆柱状基体具有高的强韧性，即使磨具的磨料被消耗完，也不会发生破裂，这可有效防止磨具在使用过程中发生突发性破裂；金刚石、金属粉末粘接剂通过热等静压烧结，与中空杯形圆柱状碳素结构钢基体实现完全冶金结合，可有效防止金刚石胎体在使用过程中脱落、破裂；利用金刚石胎体中金刚石的高硬度、高耐磨性进行磨削加工，可有效提高磨具的磨削性能、耐磨性及使用寿命。由于金刚石粉末胎体与中空杯形圆柱状基体耐磨性的显著差异，可以在磨具出现磨削性能降低时，及时在线确定磨具的继续使用与更换问题，避免了因过度使用导致的安全隐患，以及因提前更换而发生浪费的现象。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的制造金刚石磨削磨具的装置，由具有约束作用的外模套、具有支撑和定位作用的底座、上模芯和压环组成，所述的外模套的内腔为圆柱形，在所述的外模套的内腔下部设有底座，在所述的外模套内设有处于所述的底座上方的上模芯，所述的底座设有对所述的中空杯形圆柱状基体进行定位的限位凸台，中空杯形圆柱状基体安装在所述的底座和所述的上模芯之间，所述的中空杯形圆柱状基体对所述的上模芯定位，在所述的外模套、底座、上模芯和中空杯形圆柱状基体构成的组合体之间形成一个用于填充金刚石粉末胎体原料的环形空间，所述的压环套在所述的上模芯上压入到所述的环形空间内。

所述的外模套、底座、上模芯和压环采用石墨材料制造。

采用上述技术方案的制造金刚石磨削磨具的装置，其中外模套的内腔为圆柱形，底座设计了限位凸台，对中空杯形圆柱状基体进行定位，并通过中空杯形圆柱状基体对上模芯进行定位，由外模套与底座、上模芯及中空杯形圆柱状基体构成的环形空间，用于填充金刚石胎体及胎体烧结成形，以及对压环进行导向，烧结压力通过压环施加给金刚石粉末胎体。