[发明专利]一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮及其制备方法

权利要求书

1.一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，包括基体和金刚石磨削层，基体为圆形盘状，金刚石磨削层为环形，其特征在于：所述金刚石磨削层套固于所述基体的外周圆上，还包括有多个位于所述基体与所述金刚石磨削层之间的树脂结合剂金刚石磨块，各所述树脂结合剂金刚石磨块均具有固定部和磨削部，各所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部位于所述基体内并靠近所述基体与所述金刚石磨削层的内环分界线处，所述金刚石磨削层的外周圆上设置有多个通孔，多个所述通孔均从所述金刚石磨削层的内壁贯穿至外壁，各所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部穿插于相应的所述通孔内。

2.根据权利要求1所述的一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，其特征在于：所述基体外周圆上设置有多个盲孔，多个所述盲孔与多个所述通孔一一对应布设，各所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部相适配地处于所述盲孔内。

3.根据权利要求2所述的一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，其特征在于：所述盲孔的孔径大于所述通孔的孔径，所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部为圆柱形或棱柱形。

4.根据权利要求1所述的一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮，其特征在于：所述树脂结合剂金刚石磨块的磨削部与所述树脂结合剂金刚石磨块的固定部同轴且为一体结构。

5.一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：依次通过以下步骤实现：

(1)制备树脂结合剂金刚石磨块：选取磨粒、耐高温酚醛树脂或者聚酰亚胺及辅助添加物混合料，采用常用电子秤对磨粒、耐高温酚醛树脂或者聚酰亚胺及辅助添加物混合料进行称重，再按树脂结合剂金刚石砂轮磨削层材料的常规比例将称重后的磨粒、耐高温树脂及辅助添加物混合料填充到压制成型模具内，合模后送入热压机内，控制热压机工作温度在160～245℃压制成磨块坯体；再将压制成型的磨块坯体置于电炉或者热处理炉内热固化得到树脂结合剂金刚石磨块；

(2)制备砂轮基体泡沫塑料模型：将PS泡沫塑料板切割成圆环状的砂轮内圈泡沫模型，在圆环状的砂轮内圈泡沫模型的外周圆上均匀地加工出盲孔，步骤(1)得到树脂结合剂金刚石磨块的固定部插入环形泡沫件的圆周表面上的所述盲孔内，得到嵌有所述树脂结合剂金刚石磨块的环状泡沫件；

(3)制备砂轮整体泡沫塑料模型：将步骤(2)中得到的嵌有所述树脂结合剂金刚石磨块的环状泡沫件置于发泡模具型腔的中心位置，然后用金刚石颗粒、预发泡的PS珠粒和少量已发泡的PS泡沫塑料碎末作为骨架材料，并按常规的金刚石砂轮浓度的比例混合成复合材料，再将复合材料填入所述环形泡沫件与型腔构成的环形间隙中，经热压发泡成型后，得到与所述环状泡沫件和所述树脂结合剂金刚石磨块融合为一体的金刚石磨削层复合泡沫模型，所述环状泡沫件、所述树脂结合剂金刚石磨块和金刚石磨削层复合泡沫模型构成完整的砂轮整体模型；

(4)制备泡沫塑料浇铸模型：先用泡沫塑料切割制成浇冒口，然后取步骤(3)制备的两个完整的砂轮整体模型与用泡沫塑料切割制成的浇冒口连接，再对用泡沫塑料切割制成的浇冒口和两个完整的砂轮整体模型的外表面涂装耐火涂料并干燥处理，得到所需的消失模浇铸模型；

(5)浇铸成型：将步骤(4)中得到的消失模浇铸模型埋入砂箱中，把砂箱放在常规的三维震动台上进行震动压实，然后再将砂箱从常规的三维震动台上取出，然后再将砂箱与常规负压设备连接，常规负压设备对砂箱进行抽真空，最后往砂箱浇铸高温的金属熔料，浇铸完成后经冷却落砂后，获得带有浇冒口凝料的砂轮，再将带有浇冒口凝料的砂轮送至铣床或者车床上，再由铣床或者车床切割掉浇冒口，得到砂轮毛坯；

(6)整形处理：用砂轮修整器对步骤(5)中得到的砂轮毛坯进行修整得到具有莲蓬结构的金刚石砂轮。

6.根据权利要求5所述的一种具有莲蓬结构的金刚石砂轮的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，压机选用现有常规热压机，压制时，所述耐高温树脂酚醛树脂或者聚酰亚胺树脂，选用酚醛树脂时，热压温度为160～200℃，选用聚酰亚胺时，热压温度为205～245℃，控制单位压力为40～100MPa，固化所需时间为10～30h。