一种镶嵌式螺栓锁紧金刚石砂轮的制作方法

1.本发明涉及一种新型砂轮，具体涉及一种镶嵌式螺栓锁紧金刚石砂轮


背景技术：

2.随着精密超精密磨削技术的快速发展，对砂轮的要求越来越高，金属结合剂金刚石砂轮因其磨削性能优良、成型好、结合强度高、使用寿命长等优点被广泛应用于磨削加工，但是当前存在两个主要问题：首先，现有金属结合剂金刚石砂轮结构大多为单片一体式，在磨削过程中砂轮径向尺寸逐渐减小，当砂轮的磨损情况达到一定的使用磨损要求就必须重新更换新的砂轮，更换下的砂轮不能再使用，造成相当程度的材料浪费，提高使用成本；其次，在砂轮磨削过程中会产生大量切屑，由于排屑不畅导致局部热，进而导致工件烧伤甚至对加工质量产生严重影响。


技术实现要素：

3.为解决上述技术背景中存在的问题，本发明提供一种镶嵌式螺栓锁紧金刚石砂轮。
4.本发明解决问题所采取的方案如下：
5.一种镶嵌式螺栓锁紧金刚石砂轮，其特征在于，所述砂轮结构包括砂轮基体、楔块、磨削磨块及螺栓螺母。
6.所述新型砂轮各个结构间布置关系与连接方式为：磨削磨块与楔块依靠钎焊方式连接成镶嵌体，镶嵌体依靠楔块与型腔形状的一致性定位在型腔内，定位后砂轮基体和楔块依靠螺栓副固定。
7.所述的砂轮基体为可重复使用结构，采用铸造工艺制作，使用材质为普通钢，砂轮基体包括本体、型腔、螺栓孔、条形孔。
8.进一步的，所述砂轮基体的型腔等间距排列于砂轮基体的外圆周面，所有型腔形状大小保持一致，型腔端面为楔形，上下表面均为与砂轮基体同轴心线的圆周面，与楔块下表面接触，
9.进一步的，所述砂轮基体上的型腔两侧边夹角保持一定角度范围，规定在30
°
～50
°
之间，型腔上表面与下表面间距范围为砂轮基体直径的20％～25％，规定型腔宽度为砂轮基体宽度的70％～90％
10.进一步的，所述砂轮基体上有螺栓孔，螺栓孔数量与型腔数量相同且两者一一对应，螺栓孔直径大小基于实际使用的模块大小，按照国标加工加工出m6
‑
m8规格，螺栓孔中心所在圆周直径大小为砂轮基体直径的70％～85％。
11.进一步的，所述砂轮基体设计条形孔，条形孔数量与型腔数量相同且两者一一对应，位于螺栓孔正下方，条形孔端面为长方形，高度范围10～20mm，宽度范围10～15mm，条形孔与型腔的位置关系应保证能顺利深入顶针将楔块顶出。
12.所述楔块为一次性构件，可拆卸，采用铸造工艺制作，使用材质为普通钢。当镶嵌
体的磨削磨块需要更换时，两者一起更换。
13.进一步的，所述楔块端面形状与型腔端面形状保持一致，楔块下表面与型腔下表面接触，楔块上表面高度高出型腔上表面2～4mm，其余尺寸与型腔对应尺寸相同，楔块上有螺栓孔，螺栓孔的相对位置、孔径尺寸与型腔上对应的螺栓孔相同。
14.所述磨削磨块为一次性构件，可拆卸，成分为金属结合剂与金刚石，制作工艺为冷压后经过烧结炉烧结，当其达到更换条件使，直接更换镶嵌体。
15.进一步的，所述磨削磨块的端面形状为楔形，两侧面夹角与楔块两侧面夹角相同，磨削磨块上下表面均为圆周面，磨削磨块下表面与楔块上表面重合且长度相同，磨块前后面应关于楔块前后面对称，宽度略小于楔块宽度4～8mm，磨块高度为10
‑
20mm.
16.进一步的，所述镶嵌体在首次安装在砂轮基体上时需要电火花修形，将磨削磨块上表面修形为与楔块上表面同圆心的圆弧状。
17.所述砂轮更换镶嵌体的方式为，当磨削磨块磨损量达到更换条件时，利用钢丝钳夹持与顶针顶出的共同作用将镶嵌体从型腔内取出，取出后更换新的镶嵌体。
附图说明
18.图1是镶嵌式螺栓锁紧金刚石砂轮整体结构图。
19.图2是砂轮基体结构图。
20.图3是基体端面剖视图。
21.图4是砂轮俯视图。
22.图5是楔块结构图。
23.图6是磨削磨块结构图。
24.图7磨削磨块与楔块镶嵌体示意图。
25.图8是砂轮整体端面剖视图。
26.以上图中的标示为：1、砂轮基体，2、楔块，3、磨削磨块，4、螺栓副，5、砂轮基体端面，6、型腔，7、螺栓孔，8、条形孔，9、型腔端面，10、型腔上表面，11、型腔下表面，12、型腔侧边，13、螺栓孔中心，14、条形孔上沿，15、条形孔侧边，16、条形孔下沿，17、砂轮基体宽边，18、型腔宽边，19、型腔长边，20、磨削磨块下表面，21、磨削磨块端面，22、磨削磨块上表面，23、楔块侧面，24、磨削磨块侧面，25、磨削磨块下表面，26、磨削磨块上表面。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，镶嵌式螺栓锁紧金刚石砂轮由砂轮基体1、楔块2、磨削磨块3及螺栓副4等四部分组成。
28.所述基体结构为整个砂轮的支撑体，整体外形为圆盘状，如图2所示，砂轮基体包括型腔6、螺栓孔7和条形孔8，由于型腔6较多适合选择铸造工艺制作基体1，材质为普通钢，基体不与工件接触，可长时间保持一定的材料强度，可重复使用多次。
29.砂轮基体上存在型腔，所述型腔6等间距排列于砂轮基体1的外圆周面，每个型腔6的前后面关于砂轮基体1的中心面对称，每个型腔6的两个侧面12的对称面与基体1的半径方向重合，所有型腔形状大小保持一致，如图3所示，型腔端面9为楔形，上表面10为与砂轮基体同轴心线的圆周面，型腔下表面11为与砂轮基体同轴心线的圆周面，下表面11与楔块
下表面20接触，型腔两侧边12夹角保持一定角度范围，规定在30
°
～50
°
之间，型腔上表面与下表面处于平行关系，两个表面处处距离相等，规定该距离范围为砂轮基体直径的20％～25％，规定型腔宽度18为砂轮基体宽度17的70％～90％，整个基体1外圆周分布的型腔数量规定在5
‑
15个
30.砂轮基体1上存在螺栓孔7，螺栓孔数量与型腔数量相同且两者一一对应，螺栓孔7的中心线位于型腔两个侧边的对称面上，螺栓孔7的中心线方向平行于砂轮轴线，螺栓孔7直径大小基于实际使用的模块大小，按照国家标准选取m6
‑
m8螺栓孔径规格，所有螺栓孔7中心所在圆周直径大小为砂轮基体直径的70％～85％。
31.所述砂轮基体存在条形孔8，条形孔8数量与型腔数量相同且两者一一对应，条形孔8位于螺栓孔正下方，条形孔端面为长方形，长边15长度范围10～20mm，宽边14长度范围10～15mm，条形孔8的上沿14处于型腔下表面11和螺栓孔7之间，条形孔8的下沿16处于型腔下表面11以下，此相互位置关系能够保证顶针顺利深入条形孔将楔块顶出。
32.所述楔块2为可拆卸结构，与磨削磨块3焊接在一起后成为一次性使用结构，采用铸造工艺制作，材质为普通钢。楔块端面21形状与型腔端面9形状保持一致，都为楔形，，楔块下表面20与型腔下表面11接触，两表面接触后能保证所有楔块的中心面与砂轮中心面重合，如图8所示，楔块上表面22比型腔上表面10高出2～4mm，留出焊缝空间，其余尺寸与型腔9对应尺寸相同，楔块2上有螺栓孔7，螺栓孔7相对于基体的位置、孔径尺寸与上述型腔中的螺栓孔相同。
33.所述磨削磨块3为可拆卸结构，如图7所示，成分为金属结合剂与金刚石，材料粉末在模具中冷压成型后放入烧结炉烧结，与楔块2焊接在一起后成为一次性使用结构，如图8所示，磨削磨块3的端面形状为楔形，两侧面24夹角与楔块两侧面23夹角相同，磨削磨块上表面26和下表面25均为与楔块上表面22同圆心的圆弧面，如图7所示，磨削磨块下表面25与楔块上表面22重合且长度相同，磨块3前后面应关于楔块2前后面对称，宽度略小于楔块宽度4～8mm，磨块高度为10
‑
20mm。
34.本砂轮的使用步骤为，第一，利用钎焊将磨削磨块3和楔块2焊接成镶嵌体，对两个构件焊接后的相互位置关系前面已经叙述；第二，将镶嵌体按照前面叙述要求安装进型腔内；第三，利用螺栓副与前面所述的螺栓孔配合将镶嵌体固定；第四，对安装完毕的新型砂轮进行电火花修形，使磨削磨块3的外形符合前面所述要求，电火花修形完成后即可正常使用；第五，当磨削磨块3的磨损量达到更换标准时，利用钢丝钳夹持与伸入条形孔的顶针的配合将镶嵌体取出；第六，更换新的镶嵌体，重复第二、三、四、步骤，依次往复。