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专利号: 2017100024298
申请人: 山东理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 磨削;抛光
更新日期:2023-10-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高切向磨削力与低法向磨削力的磨削工具,其特征在于:

(1) 所述磨削工具为砂带磨削工具(3.3)、平形磨削工具或者杯形磨削工具,其结构包括磨料层,磨料层成分由磨料(1.1)、填充物(1.2)、粘结剂(1.3)、分散相(1.4)、分散介质(1.5)、高性能纤维织物(1.6)、气孔(1.7)组成;填充物(1.2)成分由氧化剂、活化剂、PH调节剂组成;

(2) 磨料(1.1)选用金属氧化物磨料、碳化硅、石榴石或金刚石,粒度为1-200 μm;填充物(1.2)中的氧化剂和活化剂选用过氧化钠、次氯酸钠、高锰酸钾或者过氧化钙; PH调节剂选用碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠;粘结剂(1.3)选用陶瓷、金属、树脂或者橡胶;分散相(1.4)选用碳酸钙、二氧化硅或者甲基丙烯酸甲(PMMA),粒径小于1 μm;分散介质(1.5)选用水、盐溶液、聚乙二醇(PEG)、乙二醇(PG)、丁二醇(BG)或者矿物油;高性能纤维织物(1.6)选用芳纶纤维(Kevlar)、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)、尼龙(Nylon)、聚对苯撑苯并双口恶唑纤维(PBO)或者蜘蛛丝纤维;

(3) 所述磨料层制作方法如下:分别称取定量的磨料(1.1)、填充物(1.2)、分散相(1.4)、分散介质(1.5);当分散相(1.4)的粒径为1 nm-100 nm时,选用油浴搅拌法与超声分散法相结合的方式,在70-90℃油浴温度下,将定量的分散相(1.4)缓慢加入分散介质(1.5)中,并在超声辅助下进行机械搅拌1-2 h,控制速度范围为200-350 r/min,直至分散相(1.4)充分且均匀地分散到分散介质(1.5)中,制成分散体系;当分散相(1.4)的粒径为100 nm-1 μm时,选用球磨法与超声分散法相结合的方式,运用磨球干磨定量的分散相(1.4),控制时间范围为0.5-1 h,随后加入定量的分散介质(1.5)在超声辅助下进行球磨3-5 h,制成分散体系;将定量所述分散体系加到定量磨料(1.1)和填充物(1.2)在超声辅助下进行球磨

1-2 h,制成磨料分散体系,并置入真空干燥箱内24 h,控制温度范围为20-27℃,除去所述磨料分散体系中的气泡;然后按1:1至1:3的比例对所述磨料分散体系与无水乙醇进行配比稀释,将高性能纤维织物(1.6)浸渍在被稀释的磨料分散体系中,并超声震动2-10 min,使所述磨料分散体系中的各组成成分充分且均匀地分布在高性能纤维织物(1.6)中;最后将所述浸渍后的高性能纤维织物(1.6)放入烘干箱中,控制温度范围为60-90℃,时间为1-24 h,使无水乙醇完全挥发,制成磨料层。

2.根据权利要求1所述的一种高切向磨削力与低法向磨削力的磨削工具,其特征在于,所述砂带磨削工具制作方法如下:底胶(3.2)选用树脂,利用底胶(3.2)将所述磨料层与带基(3.1)粘结在一起,之后置入烘干箱中,温度控制在170-190℃,时间为0.5-10 h,将所述磨料层固结在带基(3.1)上,制成砂带磨削工具(3.3)。

3.根据权利要求1所述的一种高切向磨削力与低法向磨削力的磨削工具,其特征在于,所述平形磨削工具或者杯形磨削工具的结构由配合环、基体环、磨料层组成,配合环和基体环的材料为铝合金、低碳钢或者不锈钢,所述平形磨削工具和杯形磨削工具制作方法如下:(1)将所述磨料层表面涂抹树脂,沿基体环的外圈层层缠绕,并利用机器缓慢对所述磨料层进行拉紧,之后将缠有磨料层的所述基体环置入烘干箱中,温度控制在170-190℃,保温时间为0.5-10 h,使所述磨料层固结在基体环上;

(2)将固结有磨料层的所述基体环装配到配合环上,平形磨削工具利用4个内六角螺栓将基体环与配合环进行固定,杯形磨削工具利用6个内六角螺栓将基体环与配合环进行固定,从而制成平形磨削工具和杯形磨削工具;所述平形磨削工具和杯形磨削工具的配合环端面上各有4个螺纹孔,利用螺纹孔和螺栓可将所述平形磨削工具和杯形磨削工具装配到磨床主轴的卡盘上;

(3)将所述制成的平形磨削工具和杯形磨削工具进行静平衡测试,对基体环进行配重调整使磨削工具达到静平衡;如果所述平形磨削工具或杯形磨削工具的磨料层已磨损,仅需更换相配套的基体环即可继续使用。

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