CN102873645B - 一种切磨片 - Google Patents

Abstract

一种切磨片，基体为横截面为U形的盘面，U形的两端为切磨面，切磨面包括打磨平面和切割斜面，打磨平面与切割斜面上固定打磨料，盘面外端边缘密布打磨料，打磨平面处按照簇点环状排布；每一簇点形状为圆形，面积2.5～4mm²,簇点内密布金刚石，相邻两簇点中心间距8～15mm，相邻两圆周间距6～10mm，切割斜面与打磨平面之间形成斜面角度θ，θ的范围是15至25°，切割斜面的外端为倒圆角，倒圆角的半径为切磨片厚度的一半。本发明提供的切磨片，能够较好地适用于钎焊超硬工具的制备，金刚石打磨料排布外形美观，效率高，节约成本，并对打磨对象有优异的适应性，可同时实现切割和打磨。

Description

一种切磨片

技术领域

本发明涉及金刚石工具技术领域,尤其涉及一种切磨片。

背景技术

近几年我国船舶制造行业发展迅速，在船舶制造流程中，其中关键一项工作是将整只船体的焊接表面清理平整、干净。由于整只船体主要是由高强度结构钢经过特殊焊接在一起，焊缝多、焊缝长、焊点密且难以打磨成为船体制造加工的一个难点。

目前常规打磨清理焊缝与焊疤的方法是打磨工用安装了树脂砂轮片的手动砂轮机进行手动打磨。树脂砂轮片属于树脂结合剂制作.以树脂为粘结材料，以金属粉末、金属氧化物、普通磨料为填充物混制成结合剂。将磨料和结合剂按照浓度的要求混合制成成型料，经热压所型、固化制成制品坯体，经后续加工制成品。船体打磨所用树脂砂轮片便是利用树脂固化的原理将碳化硅等超硬磨料固结成盘状制作而成。它在船体打磨行业得到了大量的应用，但经过长期应用与研究发现，树脂砂轮片在使用过程中存在较大的缺点，而且这些缺点恰恰与树脂砂轮片的制备原理与特点密不可分。其缺点如下：1、树脂砂轮片耐水性差、耐碱性差，保存期短。2、结合强度底，磨料消耗快。3、打磨过程火花大，气味大，粉尘大，对环境有较大的危害。4、打磨效率低。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供一种磨削效率高、寿命长、无污染切磨片。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种切磨片，包括基体，基体为横截面为U形的盘面，盘面U形的两端为切磨面，切磨面包括打磨平面和切割斜面，打磨平面的边缘倾斜形成切割斜面，所述打磨平面与切割斜面上固定打磨料，盘面的U形底端为固定孔，打磨料采用区分布料方式排布，盘面外端边缘均匀密布打磨料，打磨平面处按照簇点环状排布，其它部位不排布打磨料；所述打磨料的每一簇点形状为圆形，面积2.5～4mm²,簇点内密布金刚石，相邻两簇点中心间距8～15mm，相邻两圆周间距6～10mm，所述打磨平面的边缘通过向下倾斜的方式形成切割斜面，所述切割斜面与打磨平面之间形成斜面角度θ，θ的范围是15至25°，所述切割斜面的外端为倒圆角，所述倒圆角的半径为所述切磨片厚度的一半。

优选的，所述基体盘面为圆形。

优选的，所述打磨料为金刚石。

本发明提供的一种切磨片，基体外形结构简单，易于加工，能够较好地适用于钎焊超硬工具的制备，所设计的金刚石打磨料排布外形美观，效率高，节约成本，并对打磨对象有优异的适应性，起到打磨效率高，打磨寿命长，手感轻的最终使用效果，在金属打磨领域得到了很好的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明结构示意图；

图2基体盘面打磨料区分布料排布示意图；

图3与本发明结构连接的打磨机的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种切磨片，基体横截面为U形的盘面，盘面U形的两端分别向外延伸成打磨平面，打磨平面的边缘倾斜形成切割斜面，所述打磨平面与切割斜面上固定打磨料，盘面的U形底端为固定孔。

下面通过实施例具体说明以上内容，实施例为一款打磨船体表面锈迹及焊点的钎焊切磨片，基体外径100mm，选用未淬炎65Mn钢板材，厚度1.1mm；基体外径倒圆角r为0.5，切磨面宽度6mm，斜面角度θ为15度，整体高度12mm，由于被打磨位置平面较多，打磨强度较低，打磨平面宽度选用为13——15mm，打磨平面与U形底部凹平面之间的冲压斜面边缘倒圆角r为4mm，切磨片通过冲压模具进行冲压后，将冲压后的基体进行倒角，然后进行去油、喷砂等表面处理，即可做为钎焊切磨片使用，打磨料选用粒度35目高品级切磨用金刚石在切磨片外端均匀布洒，打磨平面处按照环状簇点排布。簇点直径3mm,同一圆周相邻簇点中心间距10mm。相邻圆周间距6mm，将排布好的打磨料的基体上加入焊料进炉进行钎焊，将打磨料固定在基体上。

根据图1所示，所述切磨片横截面为U形的盘面，基体盘面为圆形，盘面的U形底端为固定孔1，所述切磨片直径范围在80mm～230mm之间，优选的直径是100mm。

所述切磨片的高度至少不低于人体手掌厚度，基体高度大于10mm。

所述切磨片的高度由磨片的转动惯量与降低振动的要求决定，具体理论为：对于一个有多个质点的系统，其转动惯量可由下公式1计算。

$I=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{m}_i{r}_i^2$ 公式1

式公式1中mi为单个质点的质量，ri为单个质点距中心轴的距离,I表示其转动惯量。

若该系统由刚体组成，可以用无限个质点的转动惯量和，即用积分计算其转动惯量，如公式2，由于磨片可以看作连续质点体，因此，可以通过公式2进行积分求其转动惯量。

Iz＝∫r²dm＝∫ρr²dV公式2

在公式2中，Iz为转动惯量，r为质点距中心轴的距离。

由公式2可得知，当盘面外径不变的情况下，盘面高度越高，则总体体积越大，则转动惯量越大，则增加了打磨时砂轮机振动的机率与幅度。则磨盘的高度越低越好，但亦要考虑到人体工程学因素，在使用手动砂轮机打磨时，操作人员手握砂轮机柄，其手需要有一定的离地高度，若砂轮磨盘为为圆片状，则握手柄时手容易接触打磨表面，易造成不必要的伤害，而且手持姿势不利于长期作业。因此结合手动砂轮机，所述切磨片的高度应至少不低于人体手掌厚度，即h>10mm。

所述基体材料选用高强度并具有一定弹性的钢材，以满足在后续的基体在钎焊工艺中，经过高温加热过程时，可以保持基体一定的弹性与强度，本发明最佳实施例选用65Mn钢。

所述切磨面2包括打磨平面3和切割斜面4，切磨片的厚度不大于3.0mm，实施例范围是1mm～3mm，最佳是1.1mm，实施例指出的范围保证了由冲床冲压而成的切磨片的经济性，同时兼顾保证冲压效果，并尽量降低手持重量。

根据图3所示，所述打磨平面的边缘向下倾斜形成切割斜面，所述切割斜面与打磨平面之间形成斜面角度θ的范围是15至25°，最佳斜面角度θ为20°。使用最佳斜面角度θ制作的切磨片，操作人员在使用安装切磨片的打磨机10作业时，切割斜面与打磨平面保持一定的夹角，能够使得切磨片能获得一个向前的推力，该斜面角度θ能够保证切磨片对突起的焊缝进行切磨，并且可以保证切磨片在打磨焊缝的时候磨片边缘能够通过斜面将磨屑排出。

所述打磨平面宽度最小值可与切割斜面宽度一致，打磨平面表面设置打磨料，该结构处设置打磨料的主要作用有两个：一个是在当切磨片水平打磨时，可以起到磨削作用；二是当切磨片用切割斜面打磨时，起到协助排屑，辅助磨削的作用。

所述切割斜面的宽度与排屑、散热成反比，与打磨效率成正比，根据三者的参数、要求确定函数关系，并进一步确定最佳切割斜面，所优化选择区间范围为3.5mm～12mm，最优值6mm。

切割斜面的宽度与排屑、散热、打磨效率参数三者确定函数关系原理为：在打磨过程中，切磨片磨削船体焊接表面，由于有材料去除，产生了大量的热量，其中大部分热量由切屑排出，一部分热量被船体钢材吸收，由于金刚石热传导系数最高，传导到切磨片上的热量较少。为了保证打磨时磨屑能够顺利排出，并将热量带走，进行打磨的切割斜面的宽度与排屑、散热之间是一个反比关系，即切割斜面宽度越小，散热、排屑效果越好；但另一方面，在单位面积内磨粒数目越多，参与磨削的磨粒数目越多，但单位时间内打磨去除量就越大，可以将打磨效率与磨粒数目看作是一个线性增长的关系。而单位面积内的磨粒数目又与切割斜面是一致的，因此切割斜面与打磨效率可看作一个线性增长的关系。

所述切磨片的切割斜面外端为倒圆角6，最佳圆角半径为所述切磨片厚度的一半，这是由于在使用过程中，切磨片外端边高速转动边向前推进，因此在切磨片最外端受力最大，则要求金刚石钎焊强度更高，结合面适合切磨加工，若不进行倒角，则很容易在边缘棱边处出现金刚石脱落现象，降低打磨效率。

根据图2所示，所述切磨片打磨平面上固定打磨料7，打磨料采用区分布料方式排布，盘面外端边缘均匀密布打磨料，打磨平面处按照簇点环状排布，其它部位不排布打磨料，所述打磨料为金刚石，所述打磨料在打磨平面上呈簇点环状排布，所述打磨料的每一簇点形状为圆形，面积2.5～4mm²,簇点内密布金刚石，所述圆形相邻两簇点中心间距8～15mm，最佳为10mm，相邻两圆周间距6～10mm，最佳为6mm，外端边缘均布金刚石，打磨平面进行簇状环形排布提高了打磨平面打磨的排屑空间，保证散热空间，亦提高了打磨效率，从而保证了切磨片对焊缝切、磨的工作要求。所述打磨料通过钎焊技术固定在打磨平面上，钎焊技术是用比母材熔点低的钎料和焊件一同加热，使钎料熔化后润湿并填满母材连接的间隙，钎料与母材相互扩散形成牢固连接的方法。利用钎焊技术固着金刚石的原理是将金刚石与切磨片看作母材，中间加入焊料，经过高温加热焊料熔化将金刚石与基体焊接在一起。这种固着金刚石的方式最大的特点是焊料与磨料之前发生了化学冶金结合，磨料焊接强度高，因此磨料便能在出露较高的情况下被牢牢把持，因此磨削锋利，排屑空间大，磨削温度也会相应降低。

所述切磨片为冲压件，所述打磨平面与U形底部凹平面8之间的冲压斜面边缘均需要圆角9，圆角半径范围2.5～5mm,最佳值4mm，使得基体在冲压制作过程中不至于在弯角处应力集中造成基体裂纹，开裂等现象。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种切磨片，包括基体，基体为横截面为U形的盘面，盘面U形的两端为切磨面，切磨面包括打磨平面和切割斜面，打磨平面的边缘倾斜形成切割斜面，所述打磨平面与切割斜面上固定打磨料，盘面的U形底端为固定孔，打磨料采用区分布料方式排布，盘面外端边缘均匀密布打磨料，打磨平面处按照簇点环状排布，其它部位不排布打磨料；所述打磨料的每一簇点形状为圆形，面积2.5～4mm²,簇点内密布金刚石，相邻两簇点中心间距8～15mm，相邻两圆周间距6～10mm，其特征在于：所述打磨平面的边缘通过向下倾斜的方式形成切割斜面，所述切割斜面与打磨平面之间形成斜面角度θ，θ的范围是15至25°，所述切割斜面的外端为倒圆角，所述倒圆角的半径为所述切磨片厚度的一半。

2.根据权利要求1所述的切磨片，其特征在于：盘面为圆形。

3.根据权利要求1所述的切磨片，其特征在于：所述打磨料为金刚石。