专利名称：带倾斜槽的砂轮及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种带倾斜槽的砂轮及其制造方法，其中倾斜槽在分段磨片附着到芯部件上的情况下形成在砂、轮的磨削面上。
背景技术：
日本特开专利申请No.2000-354969 (第[0007段、第0026段和图1)描述了一种带槽的砂轮，其中包含诸如金刚石或立方氮化硼等之类的超磨粒的磨粒层形成在可驱动地绕轴线旋转的盘状芯部件的外周面上，并且其中具有预定宽度和预定深度的倾斜槽形成在磨粒层的圆周磨削面上以相对于芯部件的轴线在25度至45度左右的范围内倾斜。在具有此类带槽的砂轮的情况下，可有效地沿倾斜槽将磨削液引导至磨削点，并通过与不带倾斜槽的砂轮相比将磨削量增加约1.5倍来提高磨削效率。
此外，供给至磨削点的磨削液导致在工件和砂轮之间产生动态压力。为了防止加工精度和加工效率由于此类动态压力导致工件相对于砂轮移位而下降，考虑通it^砂轮的磨削面上设置槽来释放动态压力。
发明内容
本发明所要解决的问题
在为了在砂轮的磨削面上设置槽的情况下，通过在磨片的磨削面上进行加工来切削倾斜槽，在将超磨粒和粘合剂压制成型后所述磨片被烧制并被附着到芯部件上，在磨粒层上加工倾斜槽，所述磨粒层中超磨粒由粘合剂牢固地保持，因此，此加工由于在砂轮上开槽磨损非常大而变得困难。此外，如果通过烧制后在磨片的磨粒层上进4亍加工来切削倾斜槽，则在与每个槽相邻的侧壁部处暴露于磨削面的超磨粒的保持力由于该加工而减弱，使得^J"粒变得容易脱落。
本发明旨在使得可容易地并且低成;^提供一种砂轮，其磨削面上设置有在不减弱磨削面上的^粒的保持力的情况下形成的倾斜槽。
用于解决上述问题的措施
为了解决上述问题，本发明根据权利要求l的构造特征在于， 一种砂轮的制造方法，其中##个都由基底层和包含超磨粒的磨粒层组成的多个磨片附着到芯部件上，所述芯部件附连至由砂轮机的砂轮座承载的砂轮主轴以便可驱动地绕旋转轴线旋转，并且其中形成在所#粒层上的磨削面与由所述妙、轮机的工件支撑装置以可驱动地旋转的方式支撑的工件在磨削点处相接触地磨削所述工件，所述方法包括下列步骤形成生坯磨片的磨片形成步骤，每个所述生坯磨片沿砂轮周向都具有相对于所述砂轮周向倾斜的相反端；烧制所述生坯磨片以形成经烧制的磨片的烧制步骤；以及将多个所述经烧制的磨片附着到所述芯部件上4吏得在相邻的磨粒层之间形成倾斜槽的附着步骤。
本发明根据权利要求2的构造特征在于，在权利要求1中，所述磨
并且通过使所述基底层沿所述砂轮周向从所述磨粒层突出而形成突出部；并且所述附着步骤是将多个所述经烧制的磨片附着到所述芯部件上使得通过使每个经烧制的磨片的突出部都与相邻的磨片的所述基底层接触而在相邻的磨粒层之间形成所述倾斜槽。
本发明根据权利要求3的构造特征在于，在权利要求l中，所述磨片形成步骤包括提供压制成型模具，所述压制成型模具设置有弧形磨削面形成壁，其用于形成所述磨片的磨削面；两侧表面形成壁，其沿竖直方向从所述磨削面形成部竖立并形成与所述磨片的妙、轮周向平行的两侧表面；以及前后端面形成壁，其沿竖直方向从所述磨削面形成壁竖立并与所述两侧表面形成壁倾斜地相交以在所述磨片的砂轮周向形成分别相对于所述砂轮周向倾斜的前端面和后端面；用磨粒层粉末填充所述压制成型模具，所述磨粒层粉末为许多超磨粒和粘合剂的混合物；填充基底层粉末以将其设置在所述磨粒层粉末上，所述基底层粉末为基底颗粒和粘合剂的混合物；将所述磨粒层粉末和所述基底层粉末整体压制成型为弧形；以及从所述压制成型模具中取出由所述压制成型模具整体形成的所述磨粒层和基底层，从而形成所述生坯磨片，每个所述生坯
磨片都具有所述磨削面、所述两侧表面、所述前端面和所述后端面；并且所述附着步骤是在沿所述砂轮的旋转方向位于前方的相邻的磨片的后端面和沿所述砂'轮的旋转方向位于后方的与所述位于前方的磨片相
到所述芯部件的外周上。
本发明根据权利要求4的构造特征在于，在权利要求l中，所^J"片形成步骤包括通过将所述基底层M设置在所i^粒层的内侧使得
的外径的弧形且^吏得一对侧端面形成为在弧形接触面的两侧处与所述接触面成直角地相交并且彼此平行而执行压制成型，所U底层为基底颗粒和粘合剂的混合物，所述磨粒层为超磨粒和粘合剂的混合物；以及从所述压制成型模具中取出通过压制成型整体制成的所述磨粒层和基底层，从而形成所述生坯磨片；所述附着步骤是将多个经烧制的磨片附着到所述芯部件的外周上使得相邻的磨片的正对的侧表面之间设置有间隙以形成倾斜槽的内侧壁且使得所述侧端面相对于所述砂轮周向倾斜；并且在所述附着步骤之后，提供通过机加工去除属于已经附着到所述芯部件上的经烧制的磨片并且突出到所述芯部件的轴向宽度范围外的部分的去除步骤。
本发明根据权利要求5的构造特征在于，在砂轮中，将每个都由基底层和包含超磨粒的磨粒层组成的多个磨片附着到芯部件上，所述芯部
旋转，并且在砂轮中，形成在所述磨粒层上的磨削面与由所述砂轮机的工件支撑装置以可驱动地旋转的方式支撑的工件在磨削点处相接触地磨削所述工件，其中所述磨片沿砂轮周向具有相对于所述砂轮周向倾斜的两端；所述基底层具有形成为沿所述砂轮周向从所述磨粒层突出的突出部；并且所述多个磨片被附着到所述芯部件上使得所述突出部接触相邻的磨片的基底层以在相邻的磨粒层之间形成倾斜槽。
本发明根据权利要求6的构造特征在于，在权利要求5中，所述磨片具有通过使所述基底层的沿砂轮周向上的至少 一端沿所述砂轮周向台阶状地从所i^粒层突出而形成的突出部，并且每个磨片都在所述突出部接触相邻的磨片的基底层的情况下被附着到所述芯部件上。本发明根据权利要求7的构造特征在于，在权利要求5中，通it^制成型所述磨片以使其沿所述砂轮周向的两端面彼此平行，所述突出部形成为使所^底层的小直径侧沿所述砂轮周向从所述磨粒层突出。
本发明根据权利要求8的构造特征在于，在权利要求5中，所^Jl"片具有通过使所述砂轮周向上的至少 一个端面倾斜以在较小的直径侧突出得较长而形成的突出部，并且每个磨片都在所述突出部接触相邻的磨片的基底层的情况下被附着到所述芯部件上。
本发明的效果
根据本发明的权利要求1，由于磨片被附着到芯部件上使得相对于砂轮周向倾斜的倾斜槽形成在相邻的磨片的磨粒层之间，所以不再需要
槽。因此，不会出现磨削面上的^J"粒的保持力由于机加工而下降的情况，并且能够在短的时间段内低成本地完成制造。
根据本发明的权利要求2，磨片已烧制完成，其中磨片沿砂轮周向的两端相对于砂轮周向倾斜，并且磨片具有通过4植底层沿砂轮周向从磨粒层突出而形成的突出部。将多个磨片附着到芯部件上4吏得通过4^片的突出部与相邻的磨片的基底层接触而形成倾斜槽。因此，由于倾斜槽不是通过在已附着到芯部件上的经烧制的磨片的磨削面上进行机加工而切削出来的，所以不会出现^Jl粒的保持力由于机加工而下降的情况。
根据本发明的权利要求3，附着通过压制成型形成磨片，当所述磨片粘结到芯部件上时，磨片除弧形磨削面外还具有构成倾斜槽的内侧壁的倾斜端面。因此，仅通过在正对的端面之间设置间隙的情况下将相邻的磨片附着到芯部件上，就可容易地形成带倾斜槽的砂轮。由于倾斜槽以此方式不是通过在已附着到芯部件上且难于进行机加工的经烧制的磨片的磨削面上进行加工而切削出来的，所以可提供这样一种带倾斜槽的砂轮，在具有这种的砂轮的情况下不会出现楚磬粒的保持力由于机加工而下降的情况，并且这种砂轮能够在短的时间段内低成本地得以制造。
根据本发明的权利要求4,可在不使用特殊的压制成型模具的情况下容易地将磨片压制成型。此外，通过4嫌片的接触面成为弧大于芯件外径的弧形表面，可在侧端面相对于妙-轮周向倾斜JL^接触面和芯部
件的外周之间产生的间隙被抑制为小的情况下将磨片附着到芯部件的外周上。虽然属于已附着的磨片并且突出到芯部件的宽度方向之外的突出部通过进行机加工而得以去除，但设置在磨片的磨削面上的倾斜槽不会通#加工而被切削掉，因此，不会出现机加工使在磨削操作中主要使用的磨削面上的超磬粒的保持力下降的情况。
根据本发明的权利要求5,磨片沿砂轮周向具有都相对于砂轮周向倾斜的两端，并JL^底层具有形成为沿砂轮周向从磨粒层突出而形成的突出部。多个磨片被附着到芯部件上使得磨片的突出部接触相邻的磨片的基底层以在相邻的磨粒层之间形成倾斜槽。因此，由于没有在已附着到芯部件上的经烧制的磨片的难于进行附着机加工的磨削面上执行切削倾斜槽的机加工，所以可提供这样一种带倾斜槽的砂轮，所述砂轮不会出现超磨粒的保持力由于^加工而下降的情况，且所述砂轮可在短时间段内低成本地得以制造。
根据本发明的权利要求6，由于多个磨片是在每个磨片的基底层都在突出部处接触相邻的磨片的基底层的状态下附着到芯部件上的，所述突出部形成在砂轮周向的至少 一端处以沿砂轮周向台阶状地从磨粒层突出，所以可提供这样一种砂轮，可在所述砂轮上相邻的磨粒层之间容易地形成横截面为矩形且具有期望尺寸的倾斜槽。
根据本发明的权利要求7，通过将每个磨片压制成型以使沿砂轮周向的相反端面彼此平行，突出部形成为佳羞底层的小直径侧沿砂轮周向从磨粒层12突出，所以可以通过使用两侧表面平行的外模容易地并且低成本地以常规方式形成每个都具有突出部的磨片。
根据本发明的权利要求8，由于多个磨片是在形成为倾斜使得在每个磨片的砂轮周向上的至少一个端面在较小直径侧沿砂轮周向突出得较长的突出部接触相邻的磨片的基底层的状态下被附着到芯部件上的，
祖
图l是由分段磨片组成的砂轮的总图，示出根据本发明的第一实施方式。图2是示出工件在安装有带倾斜槽的砂轮的砂轮机中被磨削的状态的视图。
图3是示出磨片的视图。
图4是示出其中以至少一个倾斜槽一直与磨削点交叉的布置方式在妙、轮的磨削面上形成多个倾斜槽的状态的视图。
图5是示出磨片附着到芯部件上的状态的立体图。
图6是示出槽周向宽度和倾斜槽的倾斜角度之间的关系的图。
图7是示出将倾斜槽设为使两个倾斜槽一直与轴向长度与工件宽度相同的磨削点交叉的状态的视图。
图8是示出倾斜槽的倾斜角度及其数目之间的关系的图。
图9是示出倾斜槽的倾斜角度和沿砂轮周向的间距之间的关系的图。
图10是示出倾斜槽的倾斜角度和磨削面的面积的减小百分比之间的关系的图。
图11是示出将带倾斜槽的磨片压制成型的状态的视图。
图12是示出制造带倾斜槽的砂轮的步骤的图。
图13是说明带倾斜槽的砂轮提高沿法线方向的磨削阻力和轮廓精度的比率的图。
图14是示出其中沿砂轮周向上的相反端面平行的磨片压制成型的状态的视图。
图15是示出带倾斜槽的砂轮的一部分的视图，其中沿砂轮周向的相反端面平行的磨片被附着到芯部件上。
图16是示出每个都具有在基底层的相反端处形成的凸出部的磨片的视图。
图17是示出磨片的视图，其中通过使每个磨片倾斜以沿砂轮周向在较小直径侧突出得较长来在基底层处形成突出部。图18是由分段磨片组成的砂轮的总图，示出根据本发明的第二 实施方式。
图19在同一实施方式中使用的成型模具的顶部示意图。
图20是沿模具的线XX-XX截取的横截面。
图21是示出第二实施方式中制造磨片的步骤的视图。
图22是示出用第二实施方式中的制造方法制造的磨片的视图。
图23是示出磨片附着到芯部件上的状态的视图。
图24是磨片的立体图。
图25是第三实施方式中使用的成型模具的顶部示意图。 图26是模具的横截面视图。
图27是示出第三实施方式中制造磨片的步骤的视图。
图28是用第三实施方式中的制造方法制造的磨片的视图。
图29是示出磨片附着到芯部件上并且其突出部被去除的状态的 视图。
参照符号的描述
IO...砂轮；ll...磨片；12…磨粒层；13…基底层；14...芯部件； 15…磨削面；16...超磨粒；17…陶瓷粘结剂；20…倾斜槽；21、 22…侧表面；23…突出部；24、 25…沿砂轮周向的相反端；30…砂、轮 机；31...砂轮座；32...砂轮主轴；33...工件支撑装置；35...磨削液 喷嘴；40…外模；41、 42…端壁；41s…台阶部；43…下模；45…磨粒 层粉末；46…第一上模；50…基底层粉末；51…第二上模；60…压制 成型模具；62...磨削面形成壁；64...下模；66、 72...侧表面形成壁；68、 74...端面形成壁；78...上模；91...成型模具；98...弧形表面；100...侧 端面；102…突出部；b…间隙(槽宽)；P...磨削点；W...工件；a…倾 斜角度。下文将参照附图描述根据本发明的第一实施方式。图l示出包括
分段磨片11的砂轮10。砂轮10被构造成使得每个都由磨粒层12和 基底层13组成的多个弧形磨片11布置在由铁、铝等之类的金属或树 脂等制成的盘状芯部件14的外周面上并在基底层13的底面通过粘合 剂附着到芯部件14上。
砂轮10在芯部件14处附连至由图2所示的砂轮机30的砂轮座 31承载的砂轮主轴32，以可驱动地绕轴线O旋转。工件W由砂轮 机30的工件支撑装置33以可驱动地旋转的方式支撑。砂轮座31的 前进运动致使形成在砂轮10的磨粒层12上的磨削面15在磨削点P 处与工件W接触，从而工件W的外表面被磨削。
在每个磨片11中，其中超磨粒由陶瓷粘结剂粘结的磨粒层12形 成在外周侧，并且基底层13位于磨粒层12的内侧以与磨粒层12整 体形成。图3示出弧形磨片11，其磨粒层12通过用陶瓷粘结剂17 将诸如CBN、金刚石等之类的超磨粒16粘结到3至7mm的厚度而 构成。也可将诸如氧化铝(A1203 )等之类代替那些超磨粒的颗粒作 为骨料混合到磨粒层12内以调节浓度。此外，基底层13通过用陶瓷 粘结剂17将基底颗粒19粘结到至2-4mm的厚度而构成。由于使用 了陶瓷粘结剂17，多孔性提高了排出切屑的能力从而增强了尖锐度， 所以能够以极佳的表面粗糙度精度并以小的砂轮磨损量执行磨削。然 而，可使用树脂粘结剂、金属粘结剂等代替陶瓷粘结剂17作为粘合 剂。
如图4和图5中所示，相对于砂轮周向倾斜的宽度为b的多个倾 斜槽20以至少一个倾斜槽20独立于妙、轮10的旋转相位与磨削点P 沿竖向交叉的布置方式设置在砂轮10的磨削面15上。由于倾斜槽 20 —直这样与磨削点P交叉，所以供应到磨削点P的磨削液在磨削 面15和工件W之间产生的动态压力从磨削点P的上侧和下侧得以释 放。因此，不会出现工件W沿远离砂轮IO的方向移位而导致工件尺 寸大的情况，并且磨削精度、特别是圆度得到提高。除非至少一个倾 斜槽20 —直与磨削点P交叉，否则将出现倾斜槽20只在磨削点P 的上侧开口的情形，在这种情形下动态压力将不能够在磨削点P的下侧得以释放。同样，在倾斜槽20只在磨削点P的下侧开口的另一种 情形中，磨削液中的动态压力将不能够在磨削点P的上侧得以释放。
每个磨片11的宽度都与芯部件14的外周面的宽度相同并且每个 磨片11呈弧形地弯曲以使基底层13的内周面的曲率等于芯部件14 的外周面的曲率。磨片11沿砂轮周向上的相反端24、 25以倾斜角度 oc相对于砂轮周向倾斜，并且基底层13具有通过沿砂轮周向从磨粒 层12突出预定长度c而形成的突出部23。当多个磨片11在每个磨 片11的突出部23都接触相邻的磨片ll的基底层13的情况下被附着 到芯部件14上时，倾斜槽20形成在相邻的磨片11的磨粒层12之间， 因而可实现使至少 一个倾斜槽20独立于砂轮10的旋转相位与磨削点 P交叉。
下文描述用于容易地制造倾斜槽20的条件，所述倾斜槽20有效 地防止在供应到磨削点P的磨削液中产生动态压力并可确保高的磨 削精度和长的砂轮寿命。期望的是，使至少一个倾斜槽20_—优选 两个或多个一一独立于砂轮10的旋转相位在工件W的宽度范围内一 一即在磨削点P的轴向长度范围内一一与磨削点P交叉。期望使槽 周向宽度c(等于突出部23沿砂轮周向突出的预定长度c)——倾斜 槽20沿砂轮周向的宽度一_短，其原因在于暴露于磨削面15的超磨 粒16的间隔由于槽周向宽度c而变宽。如果减少磨片11的数目将会 减少槽的数目。倾斜槽20的间隔窄将会使磨片11的周向长度短并将 导致磨片11的强度减弱，因此需要使倾斜槽20沿砂轮周向上的间距 长。如果倾斜槽20的总面积选择得过大，则将导致参与磨削的超磨 粒16的数目减少，从而导致砂轮磨损量增加，因此不应将倾斜槽20 的总面积设定得过大。
下文将关于在考虑了这些条件的情况下例如在用外径为350mm 的砂轮10在宽度为15mm的工件W上执行切入式磨削的情况下确定 适当的倾斜槽20的数目n和倾斜角度ot的方法进行描述。倾斜角度 oc是倾斜槽20与磨粒层12的侧表面21——亦即，相对于砂轮周向 ——所成的角度，并且磨削点P的轴向长度为15mm，等于工件W 的宽度。
考虑到形成突出部23的容易性以及使槽周向宽度c——沿倾斜 槽20的砂轮周向的长度一一短的目的，需要将沿倾斜槽20的槽法线方向的宽度b设为lmm左右。倾斜槽20的槽周向宽度c和倾斜角 度oc之间的关系在图6中示出。在倾斜角度oc被设为大于15度左右 的情况下，槽周向宽度c变窄，因而可将超磨粒16之间间隔的伸长 抑制为小，所述伸长由倾斜槽20造成。
如图7所示，在砂轮10的外磨削面15 (例如，外径为350mm) 在的宽度d范围内接触工件W (例如，宽度为15mm)的情况下， 使数目例如为二的倾斜槽20独立于砂轮10的旋转相位与轴向长度和 工件W的宽度相同的磨削点P交叉，倾斜槽20的倾斜角度oc和数目 n之间的关系如图8中所示，倾斜槽20的倾斜角度oc和沿砂轮周向 的间距p之间的关系如图9中所示，并且倾斜角度oc和磨削面15的 面积被倾斜槽20减小的减小百分比之间的关系如图10中所示。从图 9显而易见的是，在倾斜角度a设为小于15度左右的情况下，沿倾 斜槽20的砂轮周向的间距p变得足够宽，因而磨片11的周向长度变 得足够长。此外，如图IO中所示，在倾斜角度oc设为小于15度左右 的情况下，可将磨削面15的面积被倾斜槽20减小的减小百分比抑制 为变小。此外，如图8所示，在倾斜角度a被设为15度左右的情况 下，倾斜槽20的数目n会减少。在考虑到这些事实的情况下，优选 地将倾斜角度oc设为大约15度的值。
这样，在用外径为350mm的砂轮10以切入模式磨削宽度为 15mm的工件W的情况下，倾斜槽20的规格确定为以使两个倾斜槽 20独立于砂轮10的旋转相位在工件W的宽度范围内一一即在磨削 点P的轴向长度范围内一一与磨削点P交叉，这样确定的规格的一 个示例是槽宽b为lmm、倾斜角度ot为15度、数目n为39且周向 间多巨p约为28.1mm。
为了在相邻的磨片11之间提供上述规格的倾斜槽20，每个磨片 11沿砂轮周向上具有相对于砂轮周向倾斜15度的相反端24、 25，周 向长度为28.1mm，设置在具有沿砂轮周 向从磨粒层12突出的突出 部23的基底层13上，宽度例如为30mm，该宽度为工件W的宽度 的两倍，并且釆取呈弧形弯曲的形状以使基底层13的内周面的曲率 等于芯部件14的外周面的曲率。为了将槽宽b设为lmm，突出部 23以与磨津立层12的端面垂直的方式从该端面突出。
接下来，将参照图11和图12描述制造此类磨片11的方法。如图ll(a)中所示，下模43装配在菱形外模40的内侧底部中，所述 外模40具有对应于磨片11的两个平行侧表面21、 22的侧壁和相对 于砂轮周向以倾斜角度oc倾斜并且对应于相反端24、 25的端壁41、 42,并且对应于磨片11的用于形成砂轮10的外径的弧形表面的弧形 凹面44形成在下模43的上表面上。 一个端壁41设置有用于形成突 出部23的台阶部41s和凹壁41u，并且可分离的垫块47装配在台阶 部41s和凹壁41u中。这样装配的垫块47的表面和所述一个端壁41 的内表面形成为共享一个共同的平面。将磨粒层粉末45——其为超 磨粒16、陶瓷粘结剂17、骨料18等构成磨粒层12的混合物——填 充在下模43上，并且进行平整以使磨粒层粉末45厚度均匀(图12 中的步骤61)。这种状态下，如图11 (b)中所示，压制模具一一其 为第一上模46——沿外模40的内表面向下移动，由此暂时压制磨粒 层粉末45以将磨粒层12预成型为弧形(步骤62 )。
此后，将垫块47从端壁41的台阶部41s和凹壁41u取出，由此 如图ll(c)中所示，台阶部41s和凹壁41u出现在外模40的所述一 个端壁41上的、正对着已经预成型于下模43上的磨粒层12的内周 面的边缘的位置处。所述一个端壁41的台阶部41s之下的端壁411、 另一个端壁42和两个侧壁包围下模43和预成型的磨粒层12,而台 阶部41s之上的凹壁41u从台阶部41s之下的端壁411沿倾斜槽20 的槽法线方向向外后退宽度b。
将包括基底颗粒19的基底层粉末50填充在暂时压制成型的磨粒 层12的上侧并进行平整使得基底层粉末50变得厚度均匀(步骤63 )。 在该状态下，如图11 (d)中所示，使具有在一端形成的、直径与芯 部件14相同的弧形表面的第二上模51沿外模40的内表面下降以同 时压制基底层粉末50和磨粒层粉末45。因此，基底层13被整体压 制成型而设置在磨粒层12的内侧，并且突出部34形成在基底层13 的沿砂轮周向从磨粒层12突出的部分处，由此形成弧形磨片11 (步 骤64)。然后，向上移动第二上模51，并且将弧形磨片11从外模40 和下模43取出(步骤65)。
随后，在熔炉中烧制磨片11 (步骤66)，由此完成磨片11的制 造。将三十九个这样烧制的磨片11以通过使突出部23与相邻的磨片 11的基底层13接触而在相邻的磨片11之间形成倾斜槽20并且至少两个倾斜槽20独立于砂轮10的旋转相位与磨削点P交叉的布置方式 附着到芯部件14上(步骤67)。由于在烧制后不出于切削倾斜槽20 的目的而对磨片ll进行加工，所以不会出现超磨粒16的保持力由于 此类机加工而减弱的情况。
接下来，将关于通过本实施方式中的带倾斜槽的砂轮的制造方法 制造的砂轮10的操作进行描述。砂轮10随附连至由图2中所示的砂 轮机30的砂轮座31以可旋转的方式支撑的砂轮主轴32的芯部件14 旋转，同时工件W在其自身被由工件台和尾座组成的工件支撑装置 33支撑的情况下被驱动旋转。磨削液从附连至砂轮罩34的磨削液喷 嘴35向砂轮10和工件W之间的磨削点P供应。砂轮座31朝着工件 W进给，由此用砂轮10磨削工件W。此时，由于至少两个相对于砂 轮周向倾斜的倾斜槽20独立于砂轮10的旋转相位一直与磨削点P 交叉，所以供应至磨削点P的磨削液在磨削面15和工件W之间产生 的动态压力可从磨削点P的上下两侧得以释放。相应地，不会发生工 件W沿远离砂轮10的方向移位而使工件W的尺寸变大的情况，并 因此可提高加工精度，特别是圓度。
在磨削操作的一个示例中，通过使用外径为350mm的砂轮，其 中磨粒层12通过用浓度为150的陶瓷粘结剂17粘结粒径为#120的 CBN磨粒而形成，并且其中磨片ll通过将其中不含超磨粒的基底层 13整体设置在磨粒层12的内侧而形成并且被附着到钢质芯部件14 上，对宽度为15mm的硬化钢凸轮(工件W)进行磨削，这种情况 下在磨削操作中的轮廓精度和沿法线方向的磨削阻力都被确定为 "100"。用带倾斜槽的砂轮10磨削出如上所述的同类型凸轮，其中 在上述砂轮的外周磨削面15上磨削出三十九个槽宽b都为lmm、槽 深h都为6mm并且倾斜角度a都为15度的倾斜槽20,这种情况下 沿法线方向的磨削阻力降低到"77"而轮廓精度提高到"20"(参照 图13)。
虽然在上述实施方式中，通过使用其上形成有台阶部41s和凹壁 41u的外模40而将基底层13压制成型，但外模40不是必须具有形 成在其上的台阶部41s和凹壁41u。亦即，在图ll(b)中所示的步 骤62处暂时压制磨粒层粉末45以通过沿外模40的内部向下移动压 制模具一一其为第一上模46—_而暂时将磨粒层12形成为弧形之后，向上移动第一上模46，将包括基底颗粒19的基底层粉末50填 充在暂时压制成型的磨粒层12的上侧，并且对基底层粉末50进行平 整以使其变得厚度均匀(参照图14(a))。这种状态下，如图14(b) 中所示，具有在一端处形成有直径与芯部件14相同的弧形表面的第 二上模52沿外模40的内部向下移动以同时压制基底层粉末50和磨 粒层粉末45。结果，形成了孤形磨片11，其中基底层13被整体压制 成型为设置在磨粒层12的内侧，并且磨片11沿砂轮周向上具有平行 并且相对于砂轮周向以倾斜角度ot倾斜的相反端。
其后，向上移动第二上模52，并且将磨片11从外模40和下模 43取出。在烧制完成后将磨片11附着到芯部件14上，如图15中所 示。每个磨片11都已经被压制成型为沿砂轮周向具有彼此平行的相 反端，因此，在磨片11被附着到芯部件14上的状态下，基底层13 在小直径侧沿砂轮周向从磨粒层12突出以形成突出部23。相应地， 当磨片11在相邻的基底层13接触的情况下被附着到芯部件14上时， 相对于砂轮周向以倾斜角度a倾斜的倾斜槽20形成在相邻的磨片11 之间。由于磨片11以这种方式被压制成型为沿砂轮周向具有彼此平 行的相反端面，所以每个基底层13都设置为在小直径侧沿砂轮周向 从磨粒层12突出。因此，可通过使用在相对的侧表面处平行的外模 40来以常规方式容易地并且低成本地形成具有突出部23的磨片11。
虽然在上述实施方式中，每个磨片11都具有在基底层13的砂轮 周向上的一端沿砂轮周向台阶状地从磨粒层12突出的突出部23，但 是基底层13也可具有沿砂轮周向在基底层13的相反端处形成为沿砂 轮周向台阶状地从磨粒层12突出的突出部23，如图16中所示。
虽然在上述实施方式中，每个基底层13都具有通过沿砂轮周向 台阶状地从磨粒层12突出而形成的突出部23，但是每个磨片11都 可具有如图17中所示的突出部23，图17中所示的突出部23通过倾 斜从而使得沿砂轮周向上的至少一个端面在直径较小的一侧沿砂轮 周向突出得较长而形成在基底层13处。在这种情况下，以通过使每 个磨片11的突出部23都与相邻的磨片ll的基底层13接触而在相邻 的磨粒层12之间形成倾斜槽20并且至少一个倾斜槽20独立于砂轮 10的旋转相位与磨削点P交叉的布置方式将多个磨片11附着到芯部 件14上。在上述实施方式中，工件W的宽度比砂轮10的宽度窄，这种情 况下可以假设磨削点P的轴向长度等于工件w的宽度而计算出倾斜 槽20的规格。然而，工件W的宽度也可比砂轮10的宽度宽，这种 情况下可以假设磨削点P的轴向长度等于砂轮10的宽度而计算出倾 斜槽20的规格。
虽然在上述实施方式中，多个烧制的磨片11被布置成使得至少 两个倾斜槽20独立于砂轮10的旋转相位与磨削点P交叉，但是也可 作出使至少一个倾斜槽20与磨削点P交叉的布置。
接下来，将参照附图描述根据本发明的第二实施方式。包括用第 二实施方式中的制造方法制造的分段磨片11的砂轮10与第一实施方 式中的砂轮的不同之处在于，如图18所示，倾斜槽20贯穿基底层 13而到达芯部件14。其它结构与如上所述相同并因此略去其描述。
在这种砂轮IO的制造方法中，多个磨片ll被压制成型为呈平行 四边形并被附着到芯部件14的外周上，每个磨片11相对于相邻的磨 片都具有间隙，使得相邻的磨片11的正对的倾斜端面形成它们之间 的倾斜槽的内侧壁。
下面将参照图19至图21描述制造磨片11的方法。如图19和图 20中所示，用于形成磨片11的压制成型模具60设置有下模64， 其将对应于待形成的磨片11的磨削面15的弧形磨削面形成壁62作 为上表面； 一侧外模70，其设置有一侧侧表面形成壁66和一侧端面 形成壁68,所述一侧侧表面形成壁66对应于与待形成的磨片11的 砂轮周向平行的一侧侧表面，所述一侧端面形成壁68对应于磨片11 的相对于砂轮周向倾斜的沿砂轮周向上的 一侧端面(在砂轮旋转方向 上位于前方的端面)；另一側外模76，其设置有另一侧侧表面形成壁 72和另一侧端面形成壁74,所述另一侧侧表面形成壁72对应于与待 形成的磨片11的砂轮周向平行的另一侧侧表面，所述另一侧端面形 成壁74对应于磨片11的相对于砂轮周向倾斜的沿砂轮周向上的另一 端面(在砂轮旋转方向上位于后方的端面)；以及上模78,其形成为 压制部分的横截面呈平行四边形并且将直径与芯部件14相同的弧形 表面作为端部。下模64和外模70、 76牢固地固定在框架部件80上。 外才莫70、 76的侧表面形成壁66、 72和端面形成壁68、 74例如通过 机加工等形成。首先，如图21 (a)中所示，将磨粒层粉末45——其为超磨粒、 粘合剂、骨料等构成磨粒层12的混合物一一填充在下模64上，并且 进行平整以使磨粒层粉末45厚度均匀。
然后，如图21 (b)中所示，将上模78向下移动到外模70、 76 内，并且暂时压制磨粒层粉末45以使磨粒层12预成型为弧形。
然后，如图21 (c)中所示，将包括基底颗粒19的基底层粉末 50填充在暂时压制成型的磨粒层粉末45的上侧，并且执行平整以使 基底层粉末50厚度均匀。
然后，如图21 (d)中所示，将形成为直径(例如，R175)与芯 部件14相同的弧形表面作为端部的上模78沿外模70、 76的内部向 下移动以同时压制基底层粉末50和磨粒层粉末45,由此将基底层13 形成为设置在磨粒层12的内侧。
然后，向上移动上模78，并将磨片11从外模70、 76和下模64 取出，由此形成生坯磨片11。
然后，在熔炉中烧制生坯磨片11。如果使用陶资粘结剂作为粘合 剂，则在例如700"C至IOOO"C的范围内进行烧制。这样，磨片11的 制造完成，从而，如图22中所示，磨片ll形成为每个磨片从上方看 呈平行四边形而从一侧看弯曲成弧形。
然后，如图23中所示，以变成槽宽为b的倾斜槽20的间隙设置 在与砂轮旋转方向上的前侧相邻的磨片11的后端面82和沿砂轮周向 上的后侧与所述磨片ll相邻的另一个磨片11的前端面84之间的布 置方式将多个磨片11依次附着到用于砂轮10的盘状芯部件14的外 周上。这样，形成了砂轮10,其中倾斜槽20到达芯部件14,如图 24中所示。
在这种制造方法中，压制成型形成磨片11，当被附着到芯部件 14上时每个磨片11除具有弧形磨削面15之外还具有构成倾斜槽20 的内侧壁的倾斜端面82、 84。因此，仅通过在相邻的磨片11的正对 端面82、 84之间设置间隙的情况下将磨片11附着到芯部件14上， 就可容易地形成带倾斜槽20的砂轮。由于倾斜槽20不是通过在已经 附着到芯部件14上的经烧制的磨片11的难以进行机加工的磨削面15上切削出来的，所以可实现提供一种带倾斜槽的砂轮，该砂轮不会出现 ^粒的保持力由于机加工而减弱的情况，且该砂轮可缩短制造时间时 间段并降低成本。
用上述制造方法制造的砂轮10的操作与第一实施方式中的砂轮
相同，因此略去与操作有关的描述。
接下来，将参照
本发明的第三实施方式。包括用第三实
施方式中的制造方法制造的分段磨片11的砂轮10与图18中所示的 第二实施方式中的砂轮相同，因此略去与砂轮10有关的描述。
在用于砂轮10的制造方法中，多个磨片ll在被压制成型为矩形 形状后以它们之间设置有间隙且相对于砂轮周向倾斜以使相邻磨片 11的正对的侧表面形成倾斜槽20的内侧壁的布置方式被附着到芯部 件14的外周上，并且磨片的突出到芯部件14的宽度范围外的突出部 通过机加工去除。
下面将参照图25至图29描述用于制造妙-轮10的磨片11的制造 方法。
如图25中所示，将下模92装配在矩形外模90的内底部，并且 如图26中所示，用于将磨片11的构成砂轮外径的弧形表面压制成型 的弧形凹面94形成在下模92的上表面上。提供有可沿外模的内部向 下移动的上模96。直径(例如，R290mm)稍大于芯部件14的直径 (例如，R175mm)的弧形表面98形成在上模96的一端。
如图27(a)中所示，将磨粒层粉末45——其为超磨粒、粘合剂、 骨料等构成磨粒层12的混合物一一填充在下模92的上侧，并且执行 平整以使磨粒层粉末45厚度均匀。
然后，如图27(b)中所示，将上模96向下移动到外模卯内， 并且暂时压制磨粒层粉末45以使磨粒层12预成型为弧形。
然后，如图27 (c)中所示，将包括基底颗粒19的基底层粉末 50填充在暂时压制成型的磨粒层粉末45的上侧，并且执行平整以使 基底层粉末50厚度均匀。
然后，如图27(d)中所示，将上模96向下移动到外模90内以同时压制基底层粉末50和磨粒层粉末46，并且基底层13整体形成 为设置在磨粒层12的内侧，由此将弧形磨片ll压制成型。此时，磨 片11的基底层13的待与芯部件14的外周接触的接触面101形成为 由上模96的端部处的直径确定的R290mm。
然后，向上移动上模96，并且将磨片11从外模卯和下模92取出。
然后，在熔炉中烧制磨片11。如果在本实施方式中使用陶瓷粘结 剂作为粘合剂，则在例如7001C至iooox:的范围内执行烧制。这样， 如图28中所示，磨片11形成为每个磨片都具有直径为R290mm的 接触面101和一对互相平行的端面100并且从上方看呈矩形而从一侧 看呈弧形。
然后，将烧制完成的磨片11附着到芯部件14的外周上，其布置 方式为每个磨片11的侧端面IOO相对于砂轮周向倾斜并且设置槽宽 为b的间隙以使磨片11的正对的侧端面100形成倾斜槽20的内侧壁。
其后，如图29中所示，例如用切割机将附着的磨片的突出到芯 部件14的轴向宽度范围外的突出部102去除。
在上述制造方法中，可在不使用特殊的压制成型模具的情况下容 易地将磨片ll压制成型。此外，通过将每个磨片11的接触面101设 置为直径大于芯部件14的外径的弧形表面，可以以将在接触面101 和芯部件14的外周面之间形成的间隙抑制为小并且每个磨片11的侧 端面IOO相对于砂轮周向倾斜的布置方式将磨片11附着到芯部件14 的外周上。此外，虽然被附着的磨片11的突出到芯部件14的宽度范 围外的突出部102通过机加工得以去除，但是设置在磨片11的磨削 面15上的倾斜槽20未由于机加工而被切削掉。因此，不会出现在磨 削操作中主要使用的磨削面15上的超磨粒的保持力由于机加工而减 弱的情况。
用上述制造方法制造的砂轮10的操作与第一实施方式中的砂轮 的操作相同，因此略去与砂轮操作有关的描述。
虽然在上述实施方式中，对于直径为R175mm的芯部件14,每 个磨片的接触面101的直径被设为R290mm,但是本发明不限于这些值。可根据磨片倾斜的角度和芯部件的直径适当地选择这些值。 工业实用性
实用性涉及一种用于有效地沿倾斜槽将磨削液引导至磨削点的 带倾斜槽的砂轮以及在不减弱磨削面上的超磨粒的保持力的情况下 低成本地制造这种带倾斜槽的砂轮的用途。
权利要求
1.一种带倾斜槽的砂轮的制造方法，其中将每个都由基底层和包含超磨粒的磨粒层组成的多个磨片附着到芯部件上，所述芯部件附连至由砂轮机的砂轮座承载的砂轮主轴以便能被驱动绕旋转轴线旋转，并且其中形成在所述磨粒层上的磨削面与由所述砂轮机的工件支撑装置以可驱动地旋转的方式支撑的工件在磨削点处相接触地磨削所述工件，所述方法的特征在于包括下列步骤形成生坯磨片的磨片形成步骤，每个所述生坯磨片沿砂轮周向都具有相对于所述砂轮周向倾斜的相反端；烧制所述生坯磨片以形成经烧制的磨片的烧制步骤；以及将多个所述经烧制的磨片附着到所述芯部件上使得在相邻的磨粒层之间形成倾斜槽的附着步骤。
2. 如权利要求l所述的带倾斜槽的砂轮的制造方法，其特征在于，相反端并且通过使所述基底层沿所述砂轮周向从所述磨粒层突出而形成突出部；并且所述附着步骤是将多个所述经烧制的磨片附着到所述芯部件上使触而在相邻的磨粒层之间形成所述倾斜槽,
3.如权利要求1所述的带倾斜槽的砂轮制造方法，其特征在于，所述磨片形成步骤包括提供压制成型模具，所述压制成型模具设置有弧形磨削面形成壁，其用于形成所述磨片的磨削面；两侧表面形成壁，其沿竖直方向从所述磨削面形成部竖立并形成与所述磨片的砂轮周向平行的两侧表面；以及前后端面形成壁，其沿竖直方向从所述磨削面形成壁竖立并与所述两侧表面形成壁倾斜地相交以在所述磨片的砂轮周向形成分别相对于所述妙、轮周向倾斜的前端面和后端面；用磨粒层粉末填充所述压制成型模具，所述磨粒层粉末为许多 粒和粘合剂的混合物；填充基底层粉末以将其设置在所述磨粒层粉末上，所4底层粉末为基底颗粒和粘合剂的混合物；将所述磨粒层粉末和所述^^底层粉末整体压制成型为圆形；以及从所述压制成型模具中取出由所述压制成型模具整体形成的所述磨粒层和基底层，从而形成所述生坯磨片，每个所述生坯磨片都具有所逸磬削面、所述两侧表面、所述前端面和所述后端面；并且所述附着步骤是在沿所述砂轮的旋转方向位于前方的相邻的磨片的后端面和沿所述砂轮的旋转方向位于后方的与所述位于前方的磨片相邻的磨片的前端面之间具有间隙的情况下将相应的经烧制的磨片附着到所述芯部件的外周上。
4.如权利要求l所述的带倾斜槽的砂轮的制造方法，其特征在于，所述磨片形成步骤包括通过将所述基底层整体设置在所述磨粒层的内侧使得所述基底层形且使得一对侧表面形成为在弧形接触面的两侧处与所述接触面成直角地相交并且彼此平行而执行压制成型，所U底层为基底颗粒和粘合剂的混合物，所述磨粒层为超磬粒和粘合剂的混合物；以及从所述压制成型模具中取出通过压制成型整体制成的所述磨粒层和基底层，从而形成所述生坯磨片；所述附着步骤是将多个经烧制的磨片附着到所述芯部件的外周上使得相邻的磨片的正对的侧表面之间设置有间隙以形成倾斜槽的内侧壁且使得所述侧端面相对于所述砂轮周向倾斜；并且在所述附着步骤之后，提供通过机加工去除属于已经附着到所述芯部件上的经烧制的磨片并且突出到所述芯部件的轴向宽度范围外的部分的去除步骤。
5. —种带倾斜槽的砂轮，其中将每个都由基底层和包含超磨粒的磨粒层组成的多个磨片附着到芯部件上，所述芯部件附连至由砂、轮机的砂轮座承栽的砂轮主轴以便能被驱动绕旋转轴线旋转，并且其中形威在所述磨粒层上的磨削面与由所述砂轮机的工件支撑装置以可驱动地旋转的方式支撑的工件在磨削点处相接触地磨削所述工件，所述砂轮的特征在于所#片沿砂轮周向具有相对于所述砂轮周向倾斜的两端；所g底层具有形成为沿所述砂轮周向从所^J"粒层突出的突出部；并且所述多个磨片被附着到所述芯部件上使得所述突出部接触相邻的磨片的基底层以在相邻的磨粒层之间形成倾斜槽。
6. 如权利要求5所述的带倾斜槽的砂轮，其特征在于，所述磨片具有通过使所述基底层的沿砂轮周向上的至少 一端沿所述砂轮周向台阶状地从所述磨粒层突出而形成的突出部，并且每个磨片都在所述突出部接触相邻的磨片的基底层的情况下被附着到所述芯部件上。
7. 如权利要求5所述的带倾斜槽的砂轮，其特征在于，通过压制成型所述磨片以使其沿所述砂轮周向的两端面彼此平行，所述突出部形成为使所述基底层的小直径侧沿所述砂轮周向从所述磨粒层突出。
8. 如权利要求5所述的带倾斜槽的砂轮，其特征在于，所述磨片具有通过使所述砂轮周向上的至少一个端面倾斜以沿所述砂轮周向在较小的直径侧突出得较长而形成的突出部，并且每个磨片都在所述突出部接触相邻的磨片的基底层的情况下被附着到所述芯部件上。
全文摘要
可容易地并且低成本地提供一种砂轮，在其磨削面上设置有在不减弱磨削面上的超磨粒的保持力的情况下形成的倾斜槽。一种砂轮制造方法，其中将每个都由基底层和包含超磨粒的磨粒层组成的多个磨片附着到芯部件上，所述芯部件附连至由砂轮机的砂轮座承载的砂轮主轴以便能被驱动绕旋转轴线旋转，并且其中形成在磨粒层上的磨削面与由所述砂轮机的工件支撑装置以可驱动地旋转的方式支撑的工件在磨削点处相接触地磨削工件，该方法包括形成每个都沿砂轮周向上具有相对于砂轮周向倾斜的相反端的生坯磨片的磨片形成步骤、烧制生坯磨片以形成经烧制的磨片的烧制步骤以及将多个经烧制的磨片附着到芯部件上使得在相邻的磨粒层之间形成倾斜槽的附着步骤。
文档编号B24D5/00GK101528419SQ20078003924
公开日2009年9月9日 申请日期2007年10月24日 优先权日2006年11月6日
发明者井土雅裕, 今井智康, 国广泰治, 相马伸司, 稻垣朋宏, 赤羽仁史 申请人:株式会社捷太格特;丰田万磨株式会社