CN109623659B - 一种超硬砂轮的摩擦驱动修整装置及摩擦驱动修整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超硬砂轮的摩擦驱动修整装置及摩擦驱动修整方法。该修整装置包括两个回转体，两个回转体中至少一个为主动回转体，两个回转体上缠绕有环形砂带，环形砂带包括软弹性带体和磨料，还包括超硬砂轮的安装轴，安装轴是带有阻尼作用的轴，安装轴上安装有转速测量装置，还包括用于将环形砂带和被修整的超硬砂轮相互压紧的压紧装置。该修整装置可以用于解决现有软弹性修整法中因砂带连续性差而导致修整效率低的问题，还可以用于解决随着修整装置的运行砂带的行走速度逐渐增大而影响修整效果的问题，还可以解决因砂带与超硬砂轮接触部位较少而导致弹性效果较差的问题；该修整方法可以使整个修整过程简单且判断修整结果精准。

Description

一种超硬砂轮的摩擦驱动修整装置及摩擦驱动修整方法

技术领域

本发明涉及一种超硬砂轮的摩擦驱动修整装置及摩擦驱动修整方法。

背景技术

超硬砂轮是指在砂轮的磨削层中通过结合剂加入了超硬磨料的砂轮，超硬磨料包括人造金刚石和立方氮化硼；超硬砂轮具有优良的磨削性能，是目前磨削行业的主要研究方向之一。

很多超硬砂轮制作完成后表面尺寸并非是使用时要求的尺寸（如要求正圆的圆柱形超硬砂轮，刚生产出来时可能并非正圆，会有凸起结构或成椭圆状等），且超硬磨料一般都包裹在结合剂内部，所以超硬砂轮在使用前一般需要进行修整，超硬砂轮的修整包括整形和修锐两个过程，整形是对超硬砂轮进行微量切削或磨削，使超硬砂轮达到所要求的几何形状及尺寸精度，并使磨料尖端微破碎，形成锋利磨刃；修锐是去除磨料间的结合剂，使磨料间有一定的容屑空间，并使磨刃突出结合剂之外，形成切削刃。超硬砂轮的修整方法不仅影响着超硬砂轮的尺寸精度和磨刃的锐利程度，还影响着超硬砂轮的耐磨损能力、磨削力、磨削温度及被磨工件的表面粗糙度等。

目前在进行超硬砂轮修整时很多采用金刚石笔进行修整，但金刚石笔横向进给修整超硬砂轮时，超硬砂轮的母线因磨损会变成斜线或中凸，同时金刚石笔修整超硬砂轮时磨损较快、被修整的超硬砂轮的形状和尺寸精度较差；常用的超硬砂轮修整方法还有金刚石滚轮修整，但金刚石滚轮对被修整的超硬砂轮的压力很大，若机床刚性不足，容易造成超硬砂轮被修成椭圆形，且表面质量较差，金刚石滚轮在修整超硬砂轮时，只能进行整形而不适合修锐。这两种方法都是属于超硬砂轮的刚性修整法，基于刚性修整法的不足之处，人们研究出了超硬砂轮的弹性修整法。

2001年1月3日公告的一篇公告号为CN1060110C的中国专利中公开了一种金刚石砂轮的软弹性修整法，如图1所示，该金刚石砂轮的软弹性修整法的配套装置包括卷带轮101、放带轮102和接触轮103，卷带轮101连接减速器（图中未画出），减速器提供给卷带轮101动力，砂带104绕在放带轮102上，通过接触轮103再绕到卷带轮101上；金刚石砂轮105位于接触轮103上方，砂带104穿过金刚石砂轮105和接触轮103之间，接触轮103向上顶推砂带104，并将砂带104压在金刚石砂轮105上，金刚石砂轮105连接磨床的主轴（图中未画出）；该装置在使用时，减速器带动卷带轮101以一个较低的速度转动，磨床带动金刚石砂轮105以一个较高的速度转动，而砂带104又被接触轮103压紧在金刚石砂轮105上，所以金刚石砂轮105与砂带104之间有相对滑动，进而产生滑动摩擦力，砂带104通过滑动摩擦力可以对金刚石砂轮105进行修整。

上述金刚石砂轮的软弹性修整法虽然避免了刚性修整对超硬砂轮的损伤，但是还有以下几个问题：1）上述弹性修整法是通过接触轮压迫砂带与被修整的砂轮接触，砂带在接触轮上没有体现出弹性的优点，无法深入到结合剂层，修整过程依旧是砂带上面的磨料与被修整的砂轮的磨料相互碰撞，以达到修整的效果，这与传统的刚性修整无明显区别；2）上述弹性修整法中，修整时砂轮以较高速度转动，卷带轮则缓慢转动，带动砂带缓慢移动，根据行业常识，同等条件下，速度较慢的砂带处于被砂轮磨削的状态，起不到修整的作用，且超硬砂轮的磨料是最硬的两种材料，用普通的砂带无法修整，即使用超硬磨料砂带，因为砂带速度较慢也无法达到修整的效果；3）正如文中所说“修锐后的金刚石砂轮表面磨料后面没有结合剂彗星尾，磨料突出高度适中”，这属于传统刚性修整的同义替代，刚性修整的整形效果占比大，几乎起不到修锐的作用；4）砂带连续性差，当放带轮上的砂带放完时，需要更换放带轮，降低了修整效率；5）随着缠绕在卷带轮上的砂带圈数增多，缠绕在减速器轴上的砂带的总厚度增大，由于减速器转速固定，所以砂带的行走速度逐渐增大，这样会影响金刚石砂轮的修整；6）接触轮压迫砂带与被修整的砂轮接触，砂带与砂轮的接触部位仅为很少的一部分，弹性效果较差；7）采用上述装置修整砂轮时，一般是操作人员使用放大镜观察砂轮表面情况来判断砂轮是否修整完成，操作较为麻烦且人为感观误差大。

发明内容

本发明的目的是提供一种超硬砂轮的摩擦驱动修整装置，用于解决现有软弹性修整法中因砂带连续性差而导致修整效率低的问题，还可以用于解决随着修整装置的运行砂带的行走速度逐渐增大而影响修整效果的问题，还可以解决因砂带与超硬砂轮接触部位较少而导致弹性效果较差的问题；本发明提供一种超硬砂轮的摩擦驱动修整方法，用于解决现有超硬砂轮的修整方法因修整过程中需要反复观察是否修整完成而使整个修整过程较为麻烦且人为观察误差较大的问题。

为实现上述目的，本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整方法的技术方案为：使砂带贴紧安装在阻尼轴上的被磨削超硬砂轮并相对被磨削超硬砂轮移动，同时进行磨削；在被磨削超硬砂轮转动时，检测被磨削超硬砂轮速度的变化幅度是否在一定范围内，以此来判断是否修整完成。

本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整方法的有益效果是：使用该修整方法，可以避免在修整过程中需要反复观察被磨削超硬砂轮是否被修整完成而带来的麻烦，仅通过检测被磨削超硬砂轮的速度的变化幅度就可以判断被磨削超硬砂轮是否修整完成，简单方便，而且降低了人为观察造成失误的几率。

进一步的，在阻尼轴上安装转速测量装置以检测被磨削超硬砂轮的速度变化幅度。

这样改进的有益效果是：提供一种常见的检测被磨削超硬砂轮的速度的变化幅度的方法。

进一步的，检测被磨削超硬砂轮的速度变化幅度是否小于10%，当速度变化幅度小于10%时，判断修整完成。

这样改进的有益效果是：提供一个适应于判断大部分超硬砂轮修整完成的速度变化幅度设定值。

本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置的技术方案为：该修整装置包括两个回转体，两个回转体中至少一个为主动回转体，两个回转体上缠绕有用于修整超硬砂轮的环形砂带，环形砂带包括软弹性带体和设置在软弹性带体上的磨料，修整装置还包括用于安装被修整的超硬砂轮的安装轴，安装轴是带有阻尼作用的轴以在环形砂带被主动回转体带动运动时与超硬砂轮相对摩擦滑动，安装轴上安装有转速测量装置，修整装置还包括用于将环形砂带和被修整的超硬砂轮相互压紧的压紧装置。

本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置的有益效果是：通过该修整装置来对超硬砂轮进行修整，由于该修整装置的砂带为环形砂带，所以在使用过程中两个回转体带动环形砂带可以持续工作，连续性好，不会因为需要更换砂带而影响修整效率；因为主动回转体上的砂带的圈数不会变化，所以在主动回转体转速恒定的情况下环形砂带的行走速度也不会变化，这样对超硬砂轮的修整就不会出现变化，不会影响修整效果；而且，环形砂带在相对于超硬砂轮滑动时，在软弹性带体的作用下可以将环形砂带上的磨料挤向超硬砂轮，可以更深入的去除超硬砂轮上的超硬磨料之间的结合剂，使更多的超硬磨料漏出来，提高超硬砂轮的锋利度；在安装轴上还安装有转速测量装置，可以通过转速测量装置测量出被修整的超硬砂轮的速度变化幅度，当速度变化幅度小于一定值时即可判断修整完成，简单方便，而且不容易出现人为判断失误。

进一步的，压紧装置通过对环形砂带顶压而使环形砂带与被修整的超硬砂轮压紧。

这样改进的有益效果是：通过调整超硬砂轮的安装轴来使超硬砂轮和环形砂带压紧有两个缺点，一个是调整安装轴时超硬砂轮需要先安装在安装轴上，这样在调整安装轴时很容易影响超硬砂轮相对于环形砂带的位置精度，若调整安装轴后，超硬砂轮的位置出现偏差，修整后的超硬砂轮很容易出现精度超差；另一个是如果环形砂带较长，通过向下或向上调整安装轴，很容易使环形砂带的两段平行部分接触从而影响使用，这样就限制了环形砂带的长度不能太长，若环形砂带较短，更换环形砂带的频率就会较高，会影响修整效率。但是通过顶压环形砂带来使环形砂带与超硬砂轮压紧就不存在上述两种问题。

进一步的，压紧装置为两个，分布于被修整的超硬砂轮的两侧。

这样改进的有益效果是：压紧装置设成两个并分布于超硬砂轮的两侧，可以增大环形砂带与超硬砂轮的接触面积，提高修整效率。

进一步的，压紧装置为张紧轮。

这样改进的有益效果是：提供一种常见的压紧装置。

进一步的，转速测量装置为测速编码器。

这样改进的有益效果是：提供一种常见的转速测量装置。

附图说明

图1是背景技术中所述的金刚石砂轮的软弹性修整法的配套装置的结构示意图；

图2是本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置的实施例1的使用状态图；

附图1中：101-卷带轮，102-放带轮，103-接触轮，104-砂带，105-金刚石砂轮；

附图2中：1-超硬砂轮，2-主动辊，3-从动辊，4-环形砂带，5-张紧轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置的实施例1包括一个主动辊2和一个从动辊3，主动辊2和从动辊3一起构成回转体，主动辊2同时还构成主动回转体，主动辊2由电机驱动，主动辊2和从动辊3上安装有一个环形砂带4，环形砂带4包括软弹性带体和镶嵌在软弹性带体上的超硬磨料金刚石，软弹性带体由聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯等基体材料制成。当然，在其他实施例中，也可以设置两个主动辊，同样满足要求；当然，在其他实施例中，上述软弹性带体上镶嵌的磨料根据加工对象的不同也可以选择用立方氮化硼，当然还可以是其他普通磨料，根据具体的加工对象来选择即可。

本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置还包括一个电磁制动电机（图中未画出），电磁制动电机上安装有用来测量电机转轴的转速的测速编码器（图中未画出），电磁制动电机的伸出轴用来安装超硬砂轮1，电磁制动电机的伸出轴构成带有阻尼作用的轴，测速编码器构成转速测量装置，超硬砂轮1安装后处于环形砂带4的上方，该修整装置还包括两个位于超硬砂轮1两侧的张紧轮5，张紧轮5构成压紧装置，张紧轮5顶压环形砂带4，可以把部分环形砂带4压紧在超硬砂轮1的表面。当然，在其他实施例中，电磁制动电机也可以用其他装置代替，只要设有超硬砂轮的安装轴，且安装轴未安装超硬砂轮的部位设置阻尼结构和测速编码器即可；上述电磁制动电机的伸出轴也可以处于环形砂带的下方或环形砂带的内部，亦即超硬砂轮处于环形砂带的下方或环形砂带的内部，同样满足要求，此时对应的张紧轮应该同样能够将环形砂带压紧在超硬砂轮上；张紧轮也可以只设置一个，同样满足要求，只是仅设置一个的时候通过张紧轮压在超硬砂轮上的环形砂带的面积相对较小，修整效率会相对下降；上述测速编码器也可以用其他转速测量装置代替，只要能够测出安装轴转速即可；该修整装置上也可以不设置转速测量装置，通过操作人员观察超硬砂轮的表面情况来判定是否修整完成也可以；张紧轮也可以用其他结构代替，如压紧辊，只要能够满足将环形砂带顶压在超硬砂轮上，且其与环形砂带间的摩擦较小即可；压紧装置还可以是控制超硬砂轮的安装轴移动的机构，如丝杠螺母机构，控制超硬砂轮下压，使环形砂带和超硬砂轮之间产生足够的压力，进而产生足够的滑动摩擦力。

该超硬砂轮的摩擦驱动修整装置的实施例1操作步骤如下：

1）将超硬砂轮1安装到电磁制动电机伸出轴上，调整张紧轮5，使得环形砂带4尽可能贴合超硬砂轮1的表面；

2）开启主动辊2连接的电机，带动主动辊2转动，进而使得环形砂带4跟随主动辊2转动，由于超硬砂轮1初始表面光滑，几乎无磨料露刃，摩擦力小，在电磁制动电机阻尼的作用下，超硬砂轮1几乎不能转动，这时，环形砂带4只是修整与其接触的部分；

3）待超硬砂轮1与环形砂带4接触的部分的磨料稍微露刃以后，超硬砂轮1和环形砂带4之间就具备了一定的摩擦力，此时摩擦力的大小也可以通过张紧轮5的升降来调节，这时超硬砂轮1受到的摩擦力克服电磁制动电机的阻尼开始转动，但当遇到新的光滑表面时，摩擦系数减小，此时的摩擦力小于阻力，所以环形砂带4继续修整与其接触的超硬砂轮1的部分；

4）待超硬砂轮1整个表面全部稍微露刃以后，超硬砂轮1在环形砂带4的摩擦力带动下匀速转动；

5）在环形砂带4匀速运动的过程中，环形砂带4中的超硬磨料金刚石与超硬砂轮1的磨料接触，会使超硬砂轮1的磨料磨损或挤压破碎，环形砂带4中的超硬磨料金刚石与超硬砂轮1的结合剂接触时，则会去除结合剂，达到修锐的效果；

6）当电磁制动电机上的测速编码器测量到超硬砂轮1的转速变化幅度小于10%时，则判定超硬砂轮1表面的形貌是均匀的，停止修整。

本发明所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整方法的实施例，与上述超硬砂轮的摩擦驱动修整装置的实施例1的使用方法相同，此处不再赘述。当然，在其他实施例中，超硬砂轮的速度变化幅度也可以设定为其他值，具体要根据超硬砂轮的精度要求设定。

Claims (8)

1.一种超硬砂轮的摩擦驱动修整方法，其特征是，使砂带贴紧安装在阻尼轴上的被磨削超硬砂轮并相对被磨削超硬砂轮移动，同时进行磨削；在被磨削超硬砂轮转动时，检测被磨削超硬砂轮速度的变化幅度是否在一定范围内，以此来判断是否修整完成。

2.根据权利要求1所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整方法，其特征是，在阻尼轴上安装转速测量装置以检测被磨削超硬砂轮的速度变化幅度。

3.根据权利要求1或2所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整方法，其特征是，检测被磨削超硬砂轮的速度变化幅度是否小于10%，当速度变化幅度小于10%时，判断修整完成。

4.一种超硬砂轮的摩擦驱动修整装置，其特征是，包括两个回转体，所述两个回转体中至少一个为主动回转体，所述两个回转体上缠绕有用于修整超硬砂轮的环形砂带，所述环形砂带包括软弹性带体和设置在软弹性带体上的磨料，所述修整装置还包括用于安装被修整的超硬砂轮的安装轴，所述安装轴是带有阻尼作用的轴以在环形砂带被主动回转体带动运动时与超硬砂轮相对摩擦滑动，所述安装轴上安装有转速测量装置，所述修整装置还包括用于将环形砂带和被修整的超硬砂轮相互压紧的压紧装置。

5.根据权利要求4所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置，其特征是，所述压紧装置通过对环形砂带顶压而使环形砂带与被修整的超硬砂轮压紧。

6.根据权利要求5所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置，其特征是，所述压紧装置为两个，分布于被修整的超硬砂轮的两侧。

7.根据权利要求5或6所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置，其特征是，所述压紧装置为张紧轮。

8.根据权利要求4或5或6所述的超硬砂轮的摩擦驱动修整装置，其特征是，所述转速测量装置为测速编码器。