[实用新型]具有随机多孔结构金属结合剂砂轮

说明书

本实用新型公开了一种具有随机多孔结构金属结合剂砂轮，所述金属结合剂砂轮包括砂轮基体和套设在所述砂轮基体外侧的砂轮磨削主体，所述砂轮磨削主体具有随机多孔结构，所述随机多孔结构通过三维建模软件生成，所述砂轮磨削主体通过选择性激光烧结制成，所述随机多孔结构的体积与所述砂轮磨削主体的体积之比的范围为10％～50％，所述砂轮磨削主体包括磨粒、金属粉末和填充剂。根据本实用新型实施例的金属结合剂砂轮，气孔率高，由此可以改善磨削区域散热，减少磨削烧伤，提高磨削表面质量。

技术领域

本实用新型涉及磨削加工及增材制造技术领域，特别是涉及一种具有随机多孔结构金属结合剂砂轮和制造具有随机多孔结构金属结合剂砂轮的装置。

背景技术

磨削作为一种切削方式，广泛应用于关键零部件的精密与超精密加工，例如轧辊、四级杆基座、晶圆、凸轮轴、齿轮等。磨削一般作为零件切削加工工艺最后一步，以获取较高的表面精度与形位精度。砂轮是应用最多的磨削工具，砂轮性能是保障磨削工艺质量的关键因素。

砂轮的组织结构直接影响砂轮的磨削性能，而砂轮的组织结构是由气孔、磨粒、结合剂的成分比例与相互接触状态决定的，气孔占砂轮的体积比称为气孔率，砂轮气孔在磨削过程中有容纳磨屑与磨削液的作用，提高砂轮气孔率有利于提高砂轮的切削能力与冷却能力。

相关技术中，金属结合剂砂轮制造工艺主要是热压成型法。热压法中，首先将金属结合剂磨粒与结合剂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的组织结构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，砂轮的气孔率难以主动调节，气孔率较低，影响了砂轮磨削性能，例如将会造成砂轮表面容易堵塞、冷却性能差、易烧伤工件表面，影响加工质量等。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种具有随机多孔结构金属结合剂砂轮，所述具有随机多孔结构金属结合剂砂轮的气孔率较高，由此可以改善磨削区域散热，减少磨削烧伤，提高磨削表面质量。

本实用新型还提出一种制造具有随机多孔结构金属结合剂砂轮的装置。

根据本实用新型第一方面实施例的具有随机多孔结构金属结合剂砂轮，包括砂轮基体和套设在所述砂轮基体外侧的砂轮磨削主体，所述砂轮磨削主体具有随机多孔结构，所述随机多孔结构通过三维建模软件生成，所述砂轮磨削主体通过选择性激光烧结制成，所述随机多孔结构的体积与所述砂轮磨削主体的体积之比的范围为10％～50％，所述砂轮磨削主体包括磨粒、金属粉末和填充剂。

根据本实用新型实施例的具有随机多孔结构金属结合剂砂轮，通过选择性激光烧结制成具有随机多孔结构砂轮磨削主体，随机多孔结构的体积与砂轮磨削主体的体积之比的范围为10％～50％，金属结合剂砂轮具有较高的气孔率和容屑空间，将封闭式磨削变为开放式磨削，由此可以减少砂轮堵塞，增加磨削液的浸润性，改善磨削区域散热，减少磨削烧伤，提高磨削表面质量。另外，随机多孔结构可以根据磨削条件进行优化设计，以提高特定磨削条件下的磨削效率和质量，真正做到定制化砂轮的优化设计。

另外，根据本实用新型实施例的具有随机多孔结构金属结合剂砂轮，还可以具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述磨粒包括金刚石磨粒和立方氮化硼磨粒中的至少一种，且磨粒浓度为10％～200％。

根据本实用新型的一个实施例，所述金属粉末包括青铜、钴、镍、铁、铝中的至少一种。

根据本实用新型的一个实施例，所述填充剂为碳化钨、碳化硅、石墨中的至少一种。

根据本实用新型的一个实施例，所述随机多孔结构中每个孔的尺寸范围为0.02mm～5mm。