[发明专利]砂轮及其制备方法

说明书

本发明涉及砂轮及其制备方法。该砂轮包括磨削主体和基体，其中，所述磨削主体布置在所述基体外表面，所述磨削主体由紧密排列的相同拓扑结构单元构成。该砂轮不仅提高了参与切削磨粒的比例，进而提高了砂轮的磨削效率，降低了磨削力，而且明显提高了砂轮的孔隙率，改善了砂轮的容屑与冷却能力，可以有效防止磨削工件烧伤。

技术领域

本发明主要涉及磨削加工及增材制造领域，具体地，本发明涉及砂轮及其制备方法，更具体地，本发明涉及金属结合剂砂轮及其制备方法。

背景技术

传统固结金属结合剂砂轮制造工艺主要是热压成型法。热压法中，首先将金属结合剂与磨粒按照一定比例混合均匀，在自然堆积混料的基础上施加一定的压力与温度，最终成型。这样工艺制造出来的砂轮性能是受混料的成分比例、施加的温度压力、受压时间等相互耦合的、非独立的多个因素共同决定的，而且制造一个性能好的砂轮主要依赖于技术人员的经验，导致同一批砂轮质量一致性差，制造成本高。

因此，性能更优的砂轮及其制造方法还需进一步研究。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

砂轮的微观拓扑结构是由气孔、磨粒、结合剂的成分比例与相互接触状态决定的，砂轮的微观拓扑结构直接影响砂轮的磨削性能。然而，传统的热压法制造出来的金属结合剂砂轮的微观拓扑结构是完全不确定的，导致砂轮不仅磨削力大，磨出的工件表面粗糙，精度低，而且砂轮的孔隙率低，容屑与冷却能力弱，容易造成磨削工件烧伤。

基于上述问题的发现，发明人通过选择性激光烧结技术将处于松散状态的粉末薄层，通过逐层铺粉、逐层堆积的方式制造具有规则微观拓扑结构的金属结合剂砂轮。发明人惊喜地发现，选择性激光烧结技术制造的金属结合剂砂轮不仅提高了参与切削磨粒的比例，进而提高了砂轮的磨削效率，降低了磨削力，而且明显提高了砂轮的孔隙率，改善了砂轮的容屑与冷却能力，可以有效防止磨削工件烧伤。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种砂轮。根据本发明的实施例，所述砂轮包括：磨削主体和基体，所述磨削主体布置在所述基体外表面，所述磨削主体由紧密排列的相同拓扑结构单元构成。根据本发明的实施例，该砂轮不仅提高了参与切削磨粒的比例，进而提高了砂轮的磨削效率，降低了磨削力，而且明显提高了砂轮的孔隙率，改善了砂轮的容屑与冷却能力，可以有效防止磨削工件烧伤。所述砂轮可以达到20％以上的孔隙率，磨削力降低39％以上。

根据本发明的实施例，上述砂轮还可进一步包括如下附加技术特征之一：

根据本发明的具体实施例，所述拓扑结构单元为边长为0.5～5mm，如为1、2、3或4mm的立方体。所述尺寸范围是根据激光烧结工艺精度与砂轮强度要求来确定的，从而保证砂轮磨削效率高，磨削力小，孔隙率高，容屑与冷却能力强，有效防止磨削工件烧伤。

根据本发明的具体实施例，所述立方体为八面体或截角八面体。所述砂轮磨削效率更高，磨削力更小，孔隙率更高，容屑与冷却能力更强，可以进一步有效防止磨削工件烧伤。

根据本发明的具体实施例，所述立方体的边长为0.5～2.0mm。所述砂轮强度足够，磨削效率更高，磨削力更小，孔隙率更高，容屑与冷却能力更强，可以进一步有效防止磨削工件烧伤。

根据本发明的具体实施例，所述八面体的支柱的长度相等。所述砂轮磨削效率更高，磨削力更小，孔隙率更高，容屑与冷却能力更强，可以进一步有效防止磨削工件烧伤。

根据本发明的具体实施例，所述八面体的支柱的直径相等。所述砂轮磨削效率更高，磨削力更小，孔隙率更高，容屑与冷却能力更强，可以进一步有效防止磨削工件烧伤。