[发明专利]防失形异形砂轮

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及磨削工具，具体为一种防失形异形砂轮。

(二)背景技术：

对金属或非金属材料的磨削加工采用砂轮来完成，对于平面加工使用磨削面为平面(或运行轨迹为平面)的砂轮，而对于异形磨边加工则常采用磨削面为异形的成形砂轮。砂轮的异形磨面形状对应于材料的边角形状要求，最终成型的常用边角形状为弧形，也有除弧形以外的其他形状，如为规矩的几何形状，或为由直线、弧线、曲线等线段构成的非规矩几何形状。

对于异形磨边的胚料，应预留有加工余量，而加工余量并非针对异形磨削面的形状而留，加工余量的初始几何状态在绝大多数情况下是相对规矩的(常见为方形)，材质也是均匀的。在加工过程中，砂轮异形磨面沿轴向方向上的各个部位的加工量可能存在不均，有些甚至是倍率差的关系，而砂轮的材质却是均匀性的，这就造成了砂轮异形磨面的各个部位随加工量的不同而磨损程度不同，使砂轮的异形磨面极易失形而无法正常使用，需经常修复或失形报废。

由于是高速磨削，砂轮加工(平面磨削和异形磨削)时需要进行冷却，冷却方式为砂轮加工机床的冷却机构提供，根据冷却方式的不同，砂轮加工机床分为外冷式磨床和内冷式磨床。

1、外冷式磨床的冷却机构简单，主要是一根连接泵源的冷却管，冷却管安装于工作台面上，冷却管喷出的冷却液直接作用于砂轮加工部位，由于砂轮转动的离心作用，冷却液将快速飞离砂轮加工部位；而磨削时工作面与被加工件之间结合较紧密，且磨削时产生的粉屑还形成了对冷却液的封闭，实际上冷却液很难进入到正在加工的工作面，而只是起到砂轮工作之前预冷、砂轮工作之后降温的作用。

2、内冷式磨床配套使用具有内冷却结构的砂轮，冷却液可直接作用于磨削工作面上，其冷却效果比外冷式效果好。内冷式砂轮的结构是在基体中心轴位的轴孔上开设有与内冷式磨床砂轮转轴出水口对位的进水口，砂轮基体的内部还开设有(为数不多)水流通道，而砂轮的磨环上也开设有(为数不多)出水口，冷却液通过安装砂轮的砂轮转轴出水口供给，冷却液从砂轮转轴的出水口进入砂轮基体轴孔的进水口，经水流通道从磨环上的出水口喷出而作用在磨削工作面上。

由于要解决内部冷却管路的布局和砂轮转轴与砂轮中心轴孔进、出水口联通与密封问题，是造成内冷式磨床冷却机构复杂的原因，进而催升了内冷式磨床的制造成本，并且普通砂轮还不能在内冷式磨床上使用，必须使用具有冷却结构的特殊砂轮，导致最终的综合加工成本增大。

除此之外，无论在外冷式磨床上使用普通砂轮加工，还是在内冷式磨床上使用内冷式砂轮加工，目前技术的砂轮磨面结构决定了粉屑带出的线程大，带出量有限。而粉屑的排出速率和排出量将直接影响加工质量和效率，当粉屑量难以完全带出时，将会使加工质量和效率降低，这也是砂轮工作效率无法提高的关键所在。

(三)发明内容：

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是设计一种增强砂轮抗失形能力、提高砂轮使用寿命的防失形异形砂轮，本发明还通过改良砂轮结构，进一步提高冷却和排屑效果。

能够实现上述目的的防失形异形砂轮，包括基体和设于基体上的磨环，所不同的是所述磨环的异形磨面上设置不参与磨削的非实体加工区，除非实体加工区以外的异形磨面剩余部位则为参与磨削的实体加工区，所述实体加工区于不同轴向位置上的圆周总线长对应于被加工件同位置的加工余量，其对应关系为正比例关系或近似正比例关系，从而形成异形磨面的等形磨耗结构。

即所述磨环中的实体加工区(指磨削时接触被加工件的部分)，将根据砂轮在加工过程需要完成的加工量，在砂轮轴向不同位置上分配对应实体加工区的圆周总线长，即工件加工余量大的部位，其对应的实体加工区圆周总线长则大，工件加工余量小的部位，其对应的实体加工区圆周总线长则小，两者之间构成正比例或近似正比例关系，从而形成砂轮的等形磨耗结构，以此来解决或缓解异形砂轮失形问题。

当被加工件对形状要求不是很高、范围较宽、或砂轮制造难度过大时，根据砂轮在加工过程需要完成的加工量，在砂轮轴向不同位置上分配对应实体加工区的圆周总线长，两者之间构成的比例关系可适当放宽。

所述非实体加工区原则上可设置为任何形状，如可设置为规矩的几何形状，或设为由直线、弧线、曲线等线段构成的非规矩几何形状。

对于被加工件的弧形加工面，所述非实体加工区的形状可以采用易于加工的圆形或椭圆形。

在非实体加工区的轴向宽度大于被加工件加工面厚度情况下，实体加工区构成具有微距间断式磨削或半间断式磨削结构，半间断式磨削结构具有更小的跳动，更有利于较高崩边要求的加工。