CN105729325A - 磨轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制造磨轮(2)的方法，该磨轮(2)通过将包括磨粒的筒状磨石片(14)配装至形成为柱状的基体金属(4)来形成，该方法包括粘附剂的涂覆步骤、线性引导构件的布置步骤以及基体金属与磨石片的配装步骤，该线性引导构件的布置步骤用于将多个线性引导构件(30)以与基体金属的旋转轴线(CL)平行并且在周向方向彼此等距离间隔开的方式布置并附接在基体金属的外周面和筒状磨石片的内周面中的至少一者上；该基体金属与磨石片的配装步骤用于通过使基体金属与筒状磨石片相对移动并且将彼此以等距离间隔开布置并附接的多个线性引导构件插置在基体金属与筒状磨石片之间来将基体金属与筒状磨石片配装至彼此。

Description

磨轮的制造方法

技术领域

本发明涉及一种通过将筒状磨石片配装至柱状基体金属来制造磨轮的方法。

背景技术

外周面处具有磨削面的磨轮通过将磨粒层涂覆至柱状基体金属(轮的基体)的外周部而形成。已知在柱状基体金属的外周部上形成这种磨粒层的一个示例，例如，如本说明书的图10中示出的，其中，在将粘附剂28涂覆在筒状磨石片14的内周面上及柱状基体金属4的外周面上之后，将筒状磨石片14配装至旋转轴线沿竖向方向设置的柱状基体金属4，从而通过使片14自上方向基体金属4靠近而将片14层叠在基体金属4上，进而形成磨轮。

发明内容

本发明将要解决的问题

然而，根据图11中示出的常规技术，该磨轮显示出粘附剂28已填充在筒状磨石片14与基体金属4之间以在筒状磨石片14与基体金属4之间形成粘附层34，其中，存在空气可能混入粘附剂28中以产生气泡AB的风险。如果这种气泡AB产生在粘附层34中，则磨轮的形成在基体金属4的外周上的磨粒层的强度可能被降低。

如图12和图13中示出的，由于形成粘附层34的粘附剂28的不均匀分布而导致空气混入筒状磨石片14与基体金属4之间的粘附剂28中被认为是这种气泡AB产生的原因，所述不均匀分布由粘附剂28的表面隆起(elevation)的产生或粘附剂28的刮除而引起，粘附剂28的刮除是在将筒状磨石片14配装至基体金属4的同时因筒状磨石片14相对于搭叠方向的中心轴线倾斜而由筒状磨石片14的端缘产生的。

本发明是鉴于常规技术的以上问题而完成的，并且本发明的目的在于提供一种制造磨轮的方法，通过所述方法将筒状磨石片配装至柱状基体金属而不会在筒状磨石片与基体金属之间的粘附层中产生气泡，所述筒状磨石片在磨轮的外周处形成磨粒层，所述柱状基体金属形成磨轮的芯。

解决问题的方法

为了解决以上常规问题，与第一方面相关联的本发明的特征在于制造通过将包括磨粒的筒状磨石片配装至形成为柱状的基体金属而形成的磨轮的方法，该方法包括下述步骤：粘附剂的涂覆步骤、线性引导构件的布置步骤以及基体金属与磨石片的配装步骤，所述粘附剂的涂覆步骤用于将粘附剂涂覆在基体金属的外周面和筒状磨石片的内周面中的至少一者上，该粘附剂用于将基体金属与筒状磨石片粘合，所述线性引导构件的布置步骤用于将多个线性引导构件以与基体金属的旋转轴线平行并且在周向方向上彼此等距离间隔开的方式布置并附接在基体金属的外周面和筒状磨石片的内周面中的一者上，使得基体金属与筒状磨石片适当地配装至彼此，所述基体金属与磨石片的配装步骤用于通过使基体金属与筒状磨石片相对移动并且将在周向方向上彼此等距离间隔开地布置并附接的所述多个线性引导构件插置在基体金属与筒状磨石片之间来将基体金属与筒状磨石片配装至彼此。

根据用于制造磨轮的以上方法，在配装期间，通过将沿周向方向彼此等距离间隔开地布置并附接的线性引导构件插置在基体金属的外周面与筒状磨石片的内周面之间来使基体金属与筒状磨石片平滑地配装至彼此，而不会在基体金属的中心轴线(旋转轴线)与筒状磨石的中心轴线之间产生倾斜。因此，通过针对已涂覆至基体金属和筒状磨石片的粘附剂抑制任何隆起或刮除的工作可防止气体混合到粘附剂内。因此，气泡将不会隐藏至基体金属的外周面与筒状磨石片的内周面之间的粘附层中，从而防止形成在基体金属的外周面上的磨粒层的强度降低。因此，可预期地延长磨轮的寿命。此外，由于在多个引导构件埋入粘附层中的状态下多个引导构件没有占用太多容积，因此，在完成基体金属与筒状磨石片之间的配装操作之后，即使将引导构件留在基体金属与筒状磨石片之间，也不会使基体金属与筒状磨石片之间的粘附性劣化。这可省略引导构件的移除步骤，从而提高制造磨轮的效率。

根据与第二方面相关联的本发明，制造磨轮的方法的特征在于根据第一方面的方法的线性引导构件的布置步骤被限定成用于将多个线性引导构件以在周向方向上彼此以九十(90)度的相等距离间隔开的方式布置并附接。

通过该布置，多个线性引导构件可沿两个相互正交的方向布置，并且因此，可容易地防止基体金属的中心轴线和筒状磨石片的中心轴线偏离。

根据与第三方面相关联的本发明，制造磨轮的方法的特征在于根据第一方面或第二方面的方法中使用的多个线性引导构件由合成树脂制成。

通过该布置，由于合成树脂的平滑性，因此基体金属与筒状磨石片的彼此的配装可平滑地进行。

根据与第四方面相关联的本发明，制造磨轮的方法的特征在于根据第一方面或第二方面的方法中使用的多个线性引导构件由绳状柔性材料形成。

通过该布置，绳状柔性材料可遵循基体金属的外周面的形状或筒状磨石片的内周面的形状并且能够变形以沿基体金属与筒状磨石片相对移动的方向排成列。因此，基体金属与筒状磨石片的彼此的配装可通过由绳状柔性材料引导而平滑地进行。

根据与第五方面相关联的本发明，制造磨轮的方法的特征在于根据第四方面的方法中使用的多个线性引导构件由扭绳形成。

根据本发明的该方面，可通过扭绳的压扁而容易地使扭绳变形预定量，但扭绳的超过预定值之后的变形是困难的。因此，即使偏离了基体金属的外径与筒状磨石片的内径之间的尺寸公差，这种偏差仍可在扭绳容易实现的变形范围内被吸收，并且基体金属与筒状磨石片的彼此的配装可通过处于难以实现变形的范围内的扭绳的引导而可靠地执行。

附图说明

图1是示出了与本发明相关联的磨轮的视图；

图2是沿图1的线II-II截取的磨轮的剖面图；

图3是说明了筒状磨石片的压制成型过程的视图；

图4是筒状磨石片的竖向剖面图；

图5是示出了将粘附剂被涂覆在筒状磨石片的内周面上的状态的竖向剖面图；

图6是示出了将粘附剂涂覆在柱状基体金属的外周面上并进一步将绳状引导构件附接在柱状基体金属的外周面上的过程的视图；

图7是示出了将引导构件以与中心轴线平行并且沿周向方向彼此等距离间隔开的方式附接在柱状基体金属的外周面上的视图；

图8是示出了将筒状磨石片配装至由绳状引导构件引导的柱状基体金属的过程的剖面图；

图9是示出了柱状基体金属与筒状磨石片配装至彼此的状态的剖面图；

图10是示出了常规技术的配装过程的视图；

图11是示出了根据常规方法制造磨轮的状态的视图；

图12是示出了处于根据常规方法的配装过程的中间阶段的状态的视图；以及

图13是示出了处于根据常规方法的配装过程的另一中间阶段的状态的视图。

具体实施方式

(本发明的实施方式)

将参照附图对本发明的制造磨轮的方法的实施方式进行说明。如图1和图2示出的，待根据本发明的方法进行制造的磨轮2由CBN(立方氮化硼)磨粒层6和形成为柱状的基体金属4制成，磨粒层6形成为在基体金属4的外周面上具有预定宽度的磨粒层。基体金属4由诸如例如铁、钛合金或铝合金的金属制成。轴孔8形成在基体金属4的中心轴线上，磨轮头(未示出)的旋转轴配装至轴孔8中。多个附接孔10沿周向方向围绕轴孔8设置以通过诸如螺栓和螺母(未示出)的连接装置将基体金属4与磨轮头的旋转轴组装起来。磨轮2绕旋转轴线CL旋转。

根据本实施方式，将作为超级磨料的具有例如#30至#140的颗粒直径的CBN磨粒12应用于磨轮2。CBN磨粒层6通过利用陶瓷粘合剂将CBN磨粒12连接来而制成。由于陶瓷粘合剂因多孔性特征而在排屑方面是卓越的，因此陶瓷粘合剂磨石在切削质量方面是卓越的，从而以较少量磨石损耗磨削出具有良好的表面粗糙度的工件。然而，可使用诸如树脂粘合剂或金属粘合剂的其他粘结剂来代替陶瓷粘合剂作为粘结剂。

接下来，将在下文中对形成CBN磨粒层6的筒状磨石片14的制造进行说明。首先，通过将陶瓷粘合粘结剂混合来获得磨石材料，所述陶瓷粘合粘结剂由长石、粘土、烧结玻璃、CBN磨粒以及依需要而定的填料制成。

其次，将获得的磨石材料放入成型模具16中以使磨石材料形成为呈筒状。图3示出了成型模具的示例。成型模具16包括环形下模具18、外模具20、中轴模具22以及上模具24，所述外模具20配装至下模具18的外周面，所述中轴模具22插入到下模具18中，所述上模具24插入到中轴模具22与外模具20之间。

成型模具的上端开口空间通过将下模具18、外模具20以及中轴模具22彼此分别连接而形成。将磨石材料填充在所获得的成型模具的上端开口空间中。然后在插入上模具24之后，通过压床(未示出)对上模具24从上向下按压以形成烧制前的筒状片26，并且然后烧制筒状片26(参见图4)。

接下来，如图5中示出的，将由热固性树脂制成的粘附剂28涂覆在筒状磨石片14的内周面14a上。此外，如图6中示出的，将由热固性树脂制成的粘附剂28涂覆在待插入到筒状磨石片14中的柱状基体金属4的外周面4a上。例如将环氧树脂体系的粘附剂用作由热固性树脂制成的粘附剂。

接下来，将作为绳状引导构件的PE(聚乙烯)线30(通过将多根聚乙烯纤维交织而形成的扭绳)以与基体金属4的中心轴线平行并且在基体金属4的周向方向上彼此以90°的相等距离间隔开的方式附接至已涂覆有粘附剂28的柱状基体金属4的外周面4a(参见图7)。

接下来，如图8中示出的，基体金属4放置在基部32上并且筒状磨石片14从上侧配装至基体金属4。此时，例如，将与PE线30的分布位置相对应的支承孔(未示出)设置在基部32上，并且然后将PE线30的下端插入到支承孔中以支承PE线30。这可防止PE线30偏离基体金属4的外周面4a。在配装操作期间，筒状磨石片14由PE线30引导而不会相对于旋转轴线CL倾斜，从而防止了由涂覆的粘附剂的隆起或刮除而导致的所涂覆的粘结剂28的铲削(scooping)。

因此，如图9中示出的，没有气泡AB被密封在设置于柱状基体金属4的外周面4a与筒状磨石片14的内周面14a之间的粘附层34中。

粘附剂28通过放置在干燥炉(未示出)中并在25℃至150℃的温度下干燥预定时间段来硬化，从而形成在基体金属4与筒状磨石片14之间具有高粘结强度的磨轮2。

通过将旋转轴插入磨轮2的基体金属4的轴孔8中并且将螺栓插入穿过组装孔10以旋拧至旋转轴的凸缘部，由此制造的磨轮2被安装在磨床(未示出)的磨轮头的旋转轴上并且防止磨轮2与旋转轴之间的相对旋转。根据本实施方式，由于粘附层34中不存在气泡AB，因此即使当由于重复使用磨轮2而使CBN磨粒层6磨损时也不会在粘附层34的部分处产生应力集中，从而可以长时间使用磨轮2。

因此，根据由此制造的磨轮2，通过在基体金属4的外周面4a与筒状磨石片14的内周面14a之间沿周向方向彼此等距离间隔地设置多根PE线30，在配装操作期间筒状磨石片14的中心轴线将不会相对于基体金属4的旋转轴线CL倾斜并且基体金属4与筒状磨石片14之间能够进行平滑配装。在配装操作期间，由于已涂覆至基体金属的粘附剂没有隆起或没有被筒状磨石片14的端缘刮除，因此可防止气体混合到粘附剂中。因此，气泡AB将不会隐藏至基体金属4的外周面4a与筒状磨石片14的内周面14a之间的粘附层34中，从而最终防止了形成在基体金属4的外周面上的CBN磨粒层6的强度的降低。因此，可延长磨轮2的耐久寿命。此外，由于作为多个引导构件的PE线30形成为绳状的，因此PE线30不占用粘附层34中的太多容积，并且因此，在完成基体金属4与筒状磨石片14之间的配装操作之后，即使将PE线30留在基体金属4与筒状磨石片14之间，也不会使基体金属4与筒状磨石片14之间的粘附性劣化。这能够省略引导构件的移除步骤，从而提高制造磨轮2的效率。

此外，通过在周向方向上彼此以直角间隔开地——即在相互交叉的成直角的两个方向上——布置多根PE线30能够防止基体金属4的中心轴线与筒状磨石片14的中心轴线之间的偏离。

更进一步地，由于由具有良好的平滑性能特征的合成树脂制成的PE线30的平滑性，因此能够平滑地执行基体金属4与筒状磨石片14的配装。

此外，由于引导构件由绳状柔性引导构件(PE线30)形成，因此引导构件可遵循基体金属4的外周面4a的形状或筒状磨石片14的内周面14a的形状，并且能够变形成沿基体金属4和筒状磨石片14相对移动的方向排成列。因此，基体金属4与筒状磨石片14的彼此的配装可通过绳状柔性材料的引导而极平滑地执行。

此外，扭绳可通过压扁至一定程度而容易地变形并且在此之后会难以变形。因此，即使基体金属4的外径与筒状磨石片14的内径之间存在尺寸公差方面的偏差，这种偏差仍可在扭绳的易变形范围内被吸收，并且在此之后基体金属4与筒状磨石片14之间的配装可在由扭绳引导的同时在扭绳难以变形的范围内可靠地执行。

尽管根据以上说明的本发明的实施方式，多根绳状PE线被用作多个线性引导构件，但是不限于该形状，可以使用诸如例如杆状或螺纹状的任何其他形状。此外，根据本实施方式，将聚乙烯制成的扭绳(PE线)用作绳状引导构件。然而，不限于扭绳，也可以使用例如尼龙(聚酰胺体系树脂)制成的单线。在使用单线的情况下，则优选的是这种单线具有3500MPa至4500MPa的压缩弹性模量。基体金属的外周面与筒状磨石片的内周面之间的相对平滑的运动可通过在将绳状引导构件配装在基体金属与筒状磨石片之间的同时使绳状引导构件发生压缩及弹性变形来实现。

根据本实施方式，将环氧树脂体系的粘附剂用作粘附剂28。然而，不限于这种树脂体系，而是可以使用例如热固性树脂体系的粘附剂——诸如酚醛树脂体系的粘附剂。

此外，就筒状磨石片而论，CBN磨粒层6通过使用作为粘结剂的陶瓷粘合剂而形成。然而，不限于CBN磨粒层，而是可以使用金刚石磨粒层、或者可以使用氧化铝体系磨粒层，其中金刚石磨粒层通过将金属粘合剂用作粘结剂而形成，氧化铝体系磨粒层通过利用作为粘结剂的树脂粘合剂将氧化铝体系的磨粒粘结而形成。

更进一步地，根据本发明的实施方式，筒状磨石片14在轴向方向上的长度相对于筒状磨石片14的内周壁的直径的比率被设定为1.14。然而，所述比率不限于该值，等于或大于0.5的比率并且优选为1.0或更大的比率将更有效地防止气泡在粘附层中的产生。

根据本实施方式，绳状引导构件与基体金属的中心轴线平行地布置并相对于基体金属在周向方向上彼此以直角等间隔地附接。然而，绳状引导构件的布置不限于此，绳状引导构件可在周向方向上以相等的120度或60度的距离彼此间隔地布置。

符号和附图标记的列表

2：磨轮，4：基体金属(基体轮)，6：磨粒层(CBN磨粒层)，14：筒状磨石片，28：粘附剂，30：绳状引导构件(PE线)，34：粘附层。

Claims (6)

1.一种制造磨轮的方法，所述磨轮通过将包括磨粒的筒状磨石片(14)配装至形成为柱状的基体金属(4)而形成，所述方法包括下述步骤：

粘附剂的涂覆步骤，所述粘附剂的涂覆步骤用于将粘附剂(28)涂覆在所述基体金属的外周面(4a)和所述筒状磨石片的内周面(14a)中的至少一者上，所述粘附剂(28)用于将所述基体金属与所述筒状磨石片粘连；

线性引导构件的布置步骤，所述线性引导构件的布置步骤用于将多个线性引导构件(30)以与所述基体金属的旋转轴线(CL)平行并且彼此在周向方向上等距离间隔开的方式布置并附接在所述基体金属的所述外周面和所述筒状磨石片的所述内周面中的一者上，使得所述基体金属与所述筒状磨石片能够彼此插接；以及

基体金属与磨石片的配装步骤，所述基体金属与磨石片的配装步骤用于通过使所述基体金属与所述筒状磨石片相对移动、并且将在所述周向方向上彼此等距离间隔开布置并附接的所述多个线性引导构件插置在所述基体金属与所述磨石片之间来将所述基底金属与所述筒状磨石片配装至彼此。

2.根据权利要求1所述的制造磨轮的方法，其中，所述线性引导构件的布置步骤被限定成用于将所述多个线性引导构件(30)以在所述周向方向上彼此以九十度的等距离间隔开的方式布置并附接。

3.根据权利要求1或2所述的制造磨轮的方法，其中，所述多个线性引导构件(30)由合成树脂制成。

4.根据权利要求1或2所述的制造磨轮的方法，其中，所述多个线性引导构件(30)由绳状柔性材料形成。

5.根据权利要求4所述的制造磨轮的方法，其中，所述多个线性引导构件由扭绳形成。

6.根据权利要求3所述的制造磨轮的方法，其中，所述多个线性引导构件(30)由绳状柔性材料形成。