一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109773671A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201910015117.XC25D15/00(2006.01)(22)申请日2017.12.05(62)分案原申请数据201711265544.02017.12.05(71)申请人长沙理工大学地址410114湖南省长沙市天心区万家丽南路2段960号(72)发明人毛聪蔡培浩蒋艺峰钟宇杰彭潇潇张明军仝永刚(51)Int.Cl.B24D3/06(2006.01)B24D5/02(2006.01)B24D5/10(2006.01)B24D18/00(2006.01)C25D3/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮(57)摘要本发明公开了一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，其特征是在砂轮轮毂外圆周上有序排布着大量且包含有多层磨料的电镀超硬磨料层，相邻磨料层间存在有宽度仅为几十微米、深度为数百微米、长度与砂轮厚度相等、间距为几百微米的微槽。微槽的深宽比可以达到几十且微槽具有结构和尺寸一致性高的特点。本发明的砂轮有利于解决砂轮容易堵塞、磨削液难以进入磨削区、电镀多层磨料时相邻磨料层容易搭接、磨料层结构一致性差的问题，有效防止工件烧伤，显著地提高砂轮磨削效率和使用寿命，保证磨削质量。CN109773671ACN109773671A权利要求书1/1页1.一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，其特征在于：在砂轮轮毂（1）外圆周面上排布着大量且包含有多层超硬磨料（3）的电镀超硬磨料层（8），相邻磨料层（8）之间布置有一定结构形式的微槽（12）；微槽（12）的宽度仅为几十微米、深度为数百微米、深宽比达到几十、长度与砂轮厚度相等；微槽（12）阵列在砂轮外圆周工作面上呈等间距有序排布，间距为数百微米。2.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，所述的砂轮轮毂（1）材质为45号钢，直径为Φ20~200mm，厚度为6~20mm。3.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，所述的微槽（12）的宽度仅为30~50µm、深度为500~750µm、深宽比为10~25，间距为400~800µm。4.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，所述的多层超硬磨料（3）是指超硬磨料层（8）的电镀超硬磨料（3）的层数为4~7层。5.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，磨料层（8）的厚度为0.3~0.6mm。6.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，所述的超硬磨料（3）为金刚石或CBN。2CN109773671A说明书1/5页一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮技术领域[0001]本发明涉及一种砂轮的结构，特别是一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮。背景技术[0002]磨削作为当今机械制造领域使用范围最广的加工技术之一，在精密和超精密加工方面有着重要的应用。传统的单层磨料电镀砂轮不可修整，需要增加镀层厚度以增大镀层金属对磨料的把持力，会造成磨料出刃高度和容屑空间减小，容易使砂轮发生堵塞，散热效果差，加剧了磨削热量的产生和聚集，同时砂轮与工件紧密接触，导致磨削液难以有效地进入磨削区，使得磨削区冷却效果不佳，容易造成工件热损伤。[0003]为了改善砂轮的排屑和冷却效果，公开号为CN103465187A的专利“微结构化大磨粒金刚石砂轮的制造方法”使用垂直于单层金刚石电镀砂轮工作表面的脉冲激光，在砂轮工作表面上加工出深度、宽度均为几十微米的微槽。虽然开槽有利于磨削液进入磨削区，提高了砂轮排屑和冷却性能，但是由于砂轮是非均匀多元复合体，采用激光在砂轮工作表面加工微槽时，被烧蚀的对象包括磨粒和结合剂，而这两种材料的热物理性能通常相差很大，导致微槽结构和尺寸特征一致性差，激光加工工艺参数难以控制，同时激光加工时引起的磨料表层损伤问题也不容忽视。[0004]公开号为CN104385160A的专利“一种有序结构电镀砂轮的制造方法”先采用激光束在砂轮轮毂外圆周面上加工出凹槽阵列，然后使用环氧树脂将凹槽阵列填满，再在砂轮轮毂外圆周面上电镀磨料，从而形成磨料层与环氧树脂有序间隔排布的电镀砂轮。通过此方法制备的砂轮较大地增加了砂轮的容屑空间，提高了砂轮的排屑能力，并使磨削液有效地注入磨削区域，改善磨削区的冷却效果。但是由于在电镀过程中被微槽隔开的磨料层有向外扩展的趋势，若电镀磨料的层数较多时，则相邻磨料层会相互靠拢甚至搭接成为一个整体，从而导致砂轮外圆周工作面上的微槽宽度过小甚至没有微槽，将会引起砂轮容屑空间减小，冷却效果大为降低，磨削过程中容易造成工件热损伤。因此通过该方法制备的砂轮的磨料