[发明专利]一种电镀砂轮用上砂夹具、电镀超硬材料砂轮及制造方法

说明书

本发明提供了一种电镀砂轮用上砂夹具、电镀超硬材料砂轮及制造方法，通过设计专用上砂夹具，实现复杂型面磨料均匀分布的目标，降低砂轮磨削凸线、划痕缺陷发生概率；所述夹具支架上设有筛网和磨料遮挡板，磨料遮挡板上依次设有左端毛刷、中间毛刷和右端毛刷，所述磨料遮挡板下端内侧设有两侧毛刷。利用本发明装置制备的砂轮的使用线速度可以达到180m/s，磨削进给量达到70mm/min，远远大于普磨砂轮。磨削的气门表面没有烧伤和裂纹，粗糙度Rz可达10μm以下，满足工件表面质量要求。

技术领域

本发明涉及磨料磨具设计制造领域，具体涉及一种电镀砂轮用上砂夹具、电镀超硬材料砂轮即制造方法。

背景技术

随着我国汽车行业的快速发展，发动机气门的需求量也大量增长，且随着排放标准的提升，对气门的加工精度和形状保持性越来越高。因此，气门材质多采用高镍合金（镍含量大于30%）等形状保持性高但黏性大的难加工材质，对气门的加工质量要求和效率要求越来越高。在目前气门制造工序中，主要分为数控车削法和砂轮成型磨削工艺。数控车削法效率低，需频繁换刀。因此，为提升效率和加工精度，气门生产厂商多采用成型磨削工艺，可单次加工外圆锥面及杆部或锁夹槽及端面位置；当前市场上气门磨削的工艺是利用金刚石滚轮修磨白刚玉砂轮后成型磨削，但存在效率低、形状保持性差的缺点。且砂轮在磨削线速度、进给量、磨后表面粗糙度等几个方面存在不足。

实现气门高效精密成形磨削可以优化使用超硬材料砂轮。用于气门成形磨削的超硬磨料砂轮结合剂类型可以分为陶瓷结合剂砂轮和电镀金属结合剂砂轮。相对于陶瓷结合剂的超硬材料砂轮，电镀超硬材料砂轮在成形磨削方面具有明显优势。这种优势主要体现在以下几个方面：砂轮上机后无需修整仍可以保证形面的几何精度；由于电镀结合剂具有高把持力，磨料可保持高出刃高度，容屑散热空间大，从而使得磨削加工效率最高；使用电镀结合剂易于制造曲面、异形等复杂形面的砂轮，而不增加过多的制造成本。因此，电镀超硬材料砂轮特别适合用于复杂形面工件的高效精密成形磨削。其中，砂轮基体的结构设计、加工精度、磨料均匀附着、镀层厚度的控制以及镀后精密修整是制造精密成形磨削电镀超硬材料砂轮的重要因素。这其中，因气门形状复杂，对应砂轮型面有高落差和窄沟槽形状，制作难度较大，制备过程中难以保证砂轮精度。

发明内容

本发明提出了一种电镀砂轮用上砂夹具、电镀超硬材料砂轮及制造方法，该发明的应用领域为气门高效成型加工技术，可一次加工气门锥面外圆及圆弧或锁夹槽位置，提升加工效率，并保证加工的工件表面粗糙度小于Rz 10μm。

实现本发明的技术方案是：

一种电镀超硬材料砂轮，包括砂轮基体和磨料层，根据所磨削气门的形状尺寸及配套的机床结构，设计了砂轮的结构，并根据相应的图纸加工出相应的基体实物，所述砂轮基体以端面基准面和径向基准处为端面圆跳动和径向圆跳动检测基准，这种结构设计使内孔位置仅在装机时使用，不作为基准控制点，可降低基体加工难度，提升基体找正空间；距离砂轮基体中心孔圆心300-350mm的圆上均匀分布有十二组沉孔，用来紧固砂轮，磨料层的截面形状（图3）为依照磨削工件的反向形状制作的砂轮。

所述砂轮基体采用粗车-打孔-粗磨平面内孔-精磨内孔及端面-精车型面以及径向基准位进行加工，在专用磨床上一次性加工内孔及端面，保证砂轮形位公差在0.002mm以内，在精车型面及径向基准时找正形位公差在0.002mm以内。

一种电镀砂轮用上砂夹具，包括夹具支架，所述夹具支架上设有筛网和磨料遮挡板，磨料遮挡板上依次设有左端毛刷、中间毛刷和右端毛刷，所述磨料遮挡板下端内侧设有两侧毛刷。

所述磨料遮挡板内侧设有弧形滑轨，弧形滑轨上设有滑块，所述中间毛刷置于滑块下端。

所述筛网置于左端毛刷、中间毛刷和右端毛刷的上方，两侧毛刷置于左端毛刷、中间毛刷和右端毛刷的下方，两侧毛刷弧形设置，弧形与砂轮基体的形状一致。

一种电镀超硬材料砂轮的制备方法，利用所述的上砂夹具制备得到，具体步骤为：