[发明专利]一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮及其应用

说明书

本发明公开了一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮及其应用，砂轮包括钢基体以及粘接在钢基体上的陶瓷CBN砂轮层，陶瓷CBN砂轮层由CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉制备。其可以代替现有的对环境污染较大的电镀CBN砂轮，保证在拉刀加工过程中，拉刀的刀齿和容屑槽形状保持好，刀齿刃口质量高，同时陶瓷CBN砂轮本身具有可修整的特性，可以获得更高的使用寿命，且环保无污染。

技术领域

本发明属于机械加工用砂轮技术领域，具体涉及一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，具有良好的散热和形状保持性。

背景技术

在汽车领域，传动轴总成是一个很重要的部件，通过传动轴两端突缘和突缘叉的联接来传递发动机的输出力矩。平面多键拉刀用于汽车传动轴端面键的加工，要求拉削效率高，精度好，寿命长。拉刀一般采用粉末高速钢，含钴高速钢制作，含有几十到上百个刀齿和容屑槽，一般使用电镀CBN砂轮加工，但是电镀砂轮工艺对环境破坏明显，而且不能修整，磨损后就需要更换。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，其可以代替现有的电镀CBN砂轮，保证在拉刀加工过程中，拉刀的刀齿和容屑槽形状保持好，刀齿刃口质量高，以及更高的使用寿命，同时，陶瓷CBN砂轮本身具有可修整、环保无污染的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮，所述砂轮包括钢基体以及粘接在钢基体上的陶瓷CBN砂轮层；所述陶瓷CBN砂轮层由CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉制备；所述陶瓷结合剂，由二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙制备。

上述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮的制备方法包括以下步骤：

（1）将CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉混合得到磨料层混合料；将磨料层混合料热压得到磨料层坯体；

（2）将磨料层坯体烧结，得到陶瓷CBN砂轮层；

（3）将陶瓷CBN砂轮层粘接在钢基体上，再经过机械加工，得到加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮。

上述技术方案中，所述CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉的质量比为（33～42）∶（24～29）∶（20～27）∶（6～10）∶（3～8）；所述二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙的质量比为（42～63）∶（21～33）∶（6～18）∶（8～16）∶（2～6）。

上述技术方案中，步骤（1）中，混合的时间为3小时；热压的压力为15吨，温度为150℃；将二氧化硅、硼砂、氧化铝、碳酸钾、氧化钙混合均匀后，在熔块炉中于1450℃～1600℃熔炼，然后落入水中冷却后球磨成粉体，再烘干后过筛，取可通过600目标准筛、无法通过800目标准筛的粉末，作为陶瓷结合剂。

上述技术方案中，步骤（2）中，烧结工艺为从室温经2小时升至300℃，保温2小时，然后经3小时升温至500℃，保温2小时，再经5小时升温至920℃，保温1小时，之后经2小时降温至850℃，保温0.5小时，最后随炉冷却。

上述技术方案中，步骤（3）中，机械加工为常规机械加工，比如车加工等。

本发明公开了上述加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮在加工平面多键拉刀中的应用，优选的，加工平面多键拉刀时线速度为60m/s。

本发明公开的加工平面多键拉刀的陶瓷CBN砂轮的制备方法，具体可以包括以下步骤：

（1）将CBN磨料、陶瓷结合剂、白刚玉、玻璃粉、酚醛树脂粉依次放入三维混料机，混合3小时后得到磨料层混合料；将磨料层混合料倒入模具中并刮平，放入热压机中，设定压力15吨、上下压板190℃，待模具温度达到150℃后，脱模得到磨料层坯体；