[发明专利]砂轮及其模具和制造方法

说明书

               发明的背景

1.发明的领域

本发明涉及砂轮，尤其涉及一种模制的具有一构造的(textured)磨削面以便于在粗糙的磨削或者修整操作中使用的砂轮。

2.背景信息

砂轮技术被高度发展，它包括适于使特定的磨削操作以及/或者应用达到最优化的多种构造以及轮制造工艺。一种要考虑的特定操作称之为修整(conditioning)。修整通常是在进一步的处理之前先从钢锭、钢坯、钢条及钢板上去除表面缺陷。缺陷类型包括龟裂、皱纹、氧化皮(scale)、疤痕、裂痕、粘结的氧化皮痂以及过烧钢。修整操作通常被称之为“粗糙的磨削”操作，并利用介于轮与工件之间的相对较大的接触压力进行。典型地，最适用于这些修整操作的、一般被称之为修整轮的砂轮由相对重型的研磨粒子制成，例如尺寸相对较大(通常对应于工业标准“磨料粒度”的4至46)的氧化铝、氧化铝氧化锆、碳化硅、或者其组合物。此外，用于这些砂轮的粒子相对坚硬或者耐用以提供对上述相对较大的磨削压力的抗力。该粒子通常被保持在有机粘接剂的三维基质中，诸如那些由例如树脂状或者酚醛树脂粘结材料所提供的。传统的修整轮的例子有可从Norton Company of Worcester Massachusetts买到的“BZZ修整轮”。

如上所述，使用在修整轮中的磨料的耐用性起到抵抗与修整操作相关的相对较高的压力的作用。此外，由相对较大的磨料粒度所提供的粗糙的磨削面能有效地缩小介于砂轮与工件之间的接触表面积，以提供两者之间每单元接触面积的相对较高的压力。这样，在磨料暴露的切割边缘与工件之间施加的接触压力相对较高以便于粗糙磨削或者修整操作，同时使不需要的过量轮压的作用、诸如不均匀的砂轮磨损或者砂轮断裂最小，这将在下文中作介绍。

和大多数其它类型的砂轮一样，修整轮通常通过热压或者冷压模制操作进行制造。然而，不利之处在于这种制造方法生产的砂轮在从模具中出来时具有大致光滑的圆周磨削面，其中仅暴露出相对较少(如果有的话)的磨料的切割边缘。因此，在修整应用场合中，当该光滑表面与一工件相接触时，由此所提供的增大的接触面积将减小每单元面积的接触压力。为了补偿这种状况，通常需要附加的轮压来提供砂轮与工件之间的足够的接触压力，以便炭化或者断开磨削面的粘结并暴露出磨料的切割边缘。然而，不利之处在于该增大的轮压会产生不均匀的粘结摩擦，这可能导致砂轮断裂或者在操作期间引起振动的失圆和失衡。

为了克服这些缺点，大多数传统的修整轮经受一种一般被称之为“整修”的附加的模制后(post-mold)处理。整修通常包括在砂轮旋转期间向砂轮的光滑面施加诸如破碎整修、喷丸饰面(shot facing)或者锥形切割器之类的锋利的工具，以便从该光滑面去除粘结材料的外层。这起到暴露出由研磨粒子所限定的相对的层(course)构造以便于修整操作的作用。一旦暴露出研磨粒子，砂轮将以一种传统方式在紧接着的磨削操作中磨损，于是连续地在粘结基质中暴露出新从研磨粒子。

虽然该整修操作可起到改善上述由模制工艺所产生的问题，但是它仍具有缺点。尤其，该附加操作会增加制造成本，还会延长制造该砂轮所需的时间或者交货(lead)时间的长度。

因此，需要一种改进型砂轮来克服已有技术中的不足。

               发明概述

鉴于上述问题，本发明第一个目的在于提供一种高强度且高耐用性的砂轮。

本发明第二个目的在于提供一种便于制造的砂轮模具。

本发明第三个目的在于提供一种无须附加操作、制造成本低且制造工期短的砂轮制造方法。

根据本发明的一实施例，一种模制的砂轮包括粘结的研磨粒子、一基本弯曲的外周表面、以及沿着该外周表面以一种预定型式相间隔设置(space)以限定一构造的磨削面的许多表面不平整部分，其中，表面不平整部分是与砂轮整体模制而成的。

根据本发明的第二方面，一种插入件适于连同一具有由至少一曲面所限定的一模腔的砂轮模具一起使用。该插入件包括其大小与形状用于与砂轮模具的至少一曲面以重叠且同心的关系进行设置的至少一衬垫。该至少一衬垫具有许多设置于其中的间断部分和至少一条轴向延伸的划线或刻痕，并适于与一砂轮在现场(in-situ)可选择地在砂轮模具中进行模制，并从该砂轮去除，其中许多间断部分在砂轮的一外周表面内限定许多表面不平整部分。