[发明专利]一种利用光纤激光修锐密实型结合剂超硬砂轮的设备

说明书

发明领域

本发明涉及一种激光修锐砂轮设备，尤其涉及一种光纤激光修锐密实型结合剂超硬砂轮的设备。

背景发明

密实型结合剂超硬砂轮是以金刚石、立方氮化硼颗粒等为磨料，金属、树脂等为结合剂，采用高温烧结或电镀方法制造而成的以磨削、抛光、研磨加工为主的砂轮。其结合强度高，成型性好，耐磨性和导热性好，耐高温，使用寿命长，并可承受较大的负荷，因其具有优良的磨削性能，成为磨削硬质合金、陶瓷、玻璃、宝石、玛瑙、混凝土、淬硬钢、冷激铸铁等高硬脆、高硬度材料的有效工具。但其属于致密烧结或电镀型砂轮，此种砂轮由于容屑、排屑空间小，并缺少磨削时起容屑和冷却作用的气孔，加上金属的塑性，其自锐性差、磨削效率低，容易堵塞发热，发生“粘屑”现象，需经常整形和修锐，并且修整很困难。密实型结合剂超硬砂轮修整通常包括整形和修锐两道工序。激光整形是指对砂轮表面进行微量切削，使砂轮达到所要求的几何形状精度，并使磨粒尖端细微破碎，形成锋利的磨刃。激光修锐是指去除磨粒间的结合剂，在磨粒之间形成一定的容屑空间，并使磨刃突出于结合剂表面之外，形成切削微刃。对砂轮进行修整关键是要得到较高的整形精度和良好的砂轮表面地形地貌，较高的整形精度能保证被磨削工件的表面质量和尺寸精度符合要求，良好的砂轮表面地形地貌能确保结合剂对磨粒拥有强的把持力，磨削加工时拥有充足的容屑空间，便于磨削液的流入，防止工件糊塞、烧伤。目前密实型结合剂超硬砂轮修整存在修整时间过长、修整难度大、修整效率极低等难题，本发明有很高的适应性。

目前密实型结合剂超硬砂轮常用的修锐方法主要有：电解在线修锐法（ELID）、在线电火花放电修锐法、软弹性修锐法、游离磨粒修锐法、喷射压力修锐法、磁粉研蚀修锐法、超声振动修锐法等。采用以上修锐方法存在以下局限：

（1）效率不高。

（2）适应的范围窄。例如，电解法和电火花法仅能用于金属结合剂的砂轮，而不能用于树脂结合剂的砂轮。

（3）修整工具的损耗大，并且修整工具的形状误差容易复映到工件上去，砂轮的修整精度不高，难以形成足够的容屑空间。

（4）设备庞大，不方便携带，适应企业生产环境能力差。

（5）对环境不太友好。例如，磨削液和电解液对设备和环境不利。

（6）光电转化效率方面，YAG固体激光器仅3%左右，CO₂激光器光电转化效率只有10%左右，而光纤激光的光电转化率在25%以上；在电功率消耗、配套冷却系统、维护成本等方面光纤激光的优势相当明显。