[发明专利]一种超声波钎焊超硬磨料砂轮的装置及方法

说明书

本发明涉及一种超声波钎焊超硬磨料砂轮的装置及方法，该装置的换能器连接至电源，换能器的另一端连接变幅杆，磨粒模板连接在变幅杆较小的端部，电源输出能量后，换能器带动变幅杆产生超声振动。钎焊时，将遍布磨粒的模板以预设力压在带有钎料的砂轮基体工作面上；开启超声电源驱动换能器产生超声激励，经过变幅杆将超声振动振幅放大并带动模板上的磨料产生预设的超声振动，磨粒与钎料层之间产生摩擦，钎料在热力耦合作用下软化，并与磨粒发生扩散连接反应，磨粒以此钎焊在砂轮上，形成磨粒层。本发明在较低温度下在砂轮基体上钎焊超硬磨料，所得钎焊砂轮工作面上磨粒出露高度一致性更佳。

技术领域

本发明涉及一种超声波钎焊超硬磨料砂轮的装置及方法。所述装置应用于超硬磨料砂轮制备，具有操作简单便捷，钎焊温度低，钎焊过程砂轮变形小，可高精度钎焊成型砂轮，磨料出露高度可控的特点。

背景技术

钎焊超硬磨料(金刚石或立方氮化硼)砂轮因其具有较高的锋利度，磨料较大的出露高度，较大的容屑空间，能够按一定排布规则排布磨粒，导热性好等优势在磨削领域使用越来越广泛。目前钎焊超硬磨料砂轮制作主要依靠真空高温炉钎焊或者高频感应加热钎焊两种方式，这两种方式都需要将钎料和磨粒加热到钎料形成液相，从而与磨粒发生活性化学反应，形成牢固的钎焊(武志斌等“Ni-Cr合金真空钎焊金刚石砂轮的研究”《机械科学与技术》(Vol.20No.6)；傅玉灿等“一种适于国内引进开发的新型超硬磨料砂轮”《中国机械工程》第 10卷第4期1999年4月)。

河南工业大学所拥有的公开号为CN108857940A的中国专利授权文件公开了一种单层高精度钎焊超硬磨料砂轮及其制造方法，包括金属基体，金属基体外周面粘结若干金属镶块，若干金属镶块依次拼接构成环状结构，各金属镶块的外周面钎焊有磨料层；制造方法包括： 1)制造阴模块；2)加工内形面；3)电镀或高温胶固定磨粒；4)制造金属镶块；5)高温钎焊；6)基准找正；7)粘结金属基体；8)金属基体加工；9)去除阴模以及电镀层或高温胶层。通过该方法能够有效降低高温钎焊过程对于砂轮基体热变形的影响，进而保证了砂轮的制造精度，有利于单层钎焊超硬磨料砂轮在精密加工领域的推广应用。

南京航空航天大学拥有的公开号为CN102059660A的中国专利授权文件公开了一种适用于超高速磨削的组合式钎焊超硬磨料砂轮基体。组合式钎焊超硬磨料砂轮基体包括底板、固定圈、压圈、盖板和镶块；在所述环形槽的外侧壁上沿着底板的周向均匀地设置若干个安装槽；每个所述安装槽中安装一整体呈T字形状的镶块；所述固定圈配合安装在环形槽中与底板相互连接，用于将若干个镶块限位；对应于每个镶块，在固定圈上连接用于将所述镶块顶紧在所述环形槽外侧壁上的顶紧机构；压圈覆盖在所有镶块的上方与底板相互连接，以用于将镶块压紧；盖板配合安装在上述压圈的中心圆口中并连接在底板上，一部分所述盖板覆盖在所述固定圈上。具有镶块连接缝宽度小、整体性好，工作性能可靠，结构安全适合超高速磨削的优点。

但是上述的制作工艺依靠高温将钎料熔化形成液态，在钎料熔点附近使钎料与磨粒发生化学冶金反应，将磨粒钎焊住，因此钎焊温度较高，砂轮热变形较大；在钎焊过程中固相磨粒缺乏约束，在液相钎料中存在浮动翻滚，而使得磨粒位置发生变化。这就使得最终钎焊砂轮变形量较大，工作面上磨粒出露高度不一致，这些问题使得钎焊砂轮，尤其是成型钎焊砂轮无法满足精密磨削的要求。有鉴于此，需要一种操作简单，能够在较低温度下控制磨粒出露高度的钎焊超硬磨料砂轮制作装置和方法。

发明内容

发明目的：针对上述现有钎焊超硬磨料砂轮方法和装置的不足，本发明提供一种超声波钎焊超硬磨料砂轮的装置及方法，利用该装置能够简便，快速，在较低温度下在砂轮基体上钎焊超硬磨料，同时控制超硬磨料的出露高度，所得成型钎焊砂轮工作面上磨粒出露高度一致，能够极大满足精密磨削的要求。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提供了一种超声波钎焊超硬磨料砂轮的装置及方法。