具有多層散熱結構的磨具的制作方法

本發明涉及一種磨削工作，特別涉及一種對工件進行研磨、拋光和磨削的具有多層散熱結構的磨具。

背景技術：

有機具有多層散熱結構的磨具是指以有機分子化合物做結合劑，將一顆顆磨粒固結在一起，形成一種具有一定剛性的磨削工具。有機具有多層散熱結構的磨具包括以天然和合成樹脂做結合劑所制成的樹脂具有多層散熱結構的磨具，以及天然或合成橡膠結合劑所制成的橡膠具有多層散熱結構的磨具。

有機具有多層散熱結構的磨具一般由磨料、有機結合劑和氣孔構成。其中，該有機結合劑包括樹脂結合劑和橡膠結合劑。而聚氨酯是一種常見的橡膠結合劑常見的橡膠結合劑，其是一種非常特殊的特種材料，具有良好的操作性能，通過混合反應就可以生產具有多層散熱結構的磨具，工藝成本十分低廉。同時，聚氨酯也是一種彈性非常好的柔軟物質，并具有很好的結合度，加上其具有的發泡能力，在具有多層散熱結構的磨具上形成的多孔結構可以起到很好的排屑作用，如果配合棕剛玉作為磨料即可以替代稀土拋光具有多層散熱結構的磨具對玻璃進行拋光。

但是，由于聚氨酯的耐溫性能很差，其強度會隨著溫度的升高而急劇下降。在具有多層散熱結構的磨具對工件進行磨削的過程中，由于摩擦產生巨大的熱量，必然對具有多層散熱結構的磨具材質本身造成很大的影響，特別是對于樹脂結合劑、橡膠結合劑或聚氨酯塑料結合劑具有多層散熱結構的磨具或其結合等耐溫性差的產品造成巨大影響——在磨削過程產生的高溫條件下，上述結合劑容易產生軟化、熔解碳化等破壞結構的變化，直接導致具有多層散熱結構的磨具的性能失效，如磨料脫落、鋒利度下降、結合劑軟化熔解堵塞氣孔等。

因此，解決聚氨酯具有多層散熱結構的磨具工作中的散熱問題是保證具有多層散熱結構的磨具能夠正常使用的一個關鍵。在很多場合中，均會使用冷卻液對具有多層散熱結構的磨具進行冷卻。也即，在具有多層散熱結構的磨具使用過程中，加入水、乳化液、冷卻油等冷卻液。但是，現有采用該方法對具有多層散熱結構的磨具進行冷卻還是存在一些問題：

1)冷卻液冷卻時，對耐溫性低于200℃的結合劑具有多層散熱結構的磨具的冷卻效果不理想；

2)對于磨削接觸面積比較大的環境中(如杯形砂輪磨削時接觸面較大)冷卻液不能很好的進入到工作表面，導致冷卻失效；

3)對于結合劑材料本身為熱的不良導體，導致其在磨削過程中磨料局部產生的高溫根本 沒法快速的傳遞出去形成散熱效果，因此對于局部高達800℃的高溫也會很大地影響到磨料和結合劑的過渡帶性質，使磨料和結合劑結合不好直接導致具有多層散熱結構的磨具性能急劇下降。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺點和不足，提供一種具有多層散熱結構的磨具，能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長其使用壽命。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種具有多層散熱結構的磨具，其由一體成型且圓心重合的磨削部分和散熱部分組成，所述磨削部分內設有多個散熱塊；所述散熱部分由其與磨削部分結合的一端往其圓心方向依次劃分為一體成型的多層散熱層。

作為本發明的進一步改進，每層散熱層中均混合有散熱材料。

作為本發明的進一步改進，所述散熱部分的散熱材料占其所有材料的總重的百分比由與磨削部分結合的一層往最靠近圓心處的一層從20％逐漸遞增至60％。

作為本發明的進一步改進，相鄰的每兩層散熱層內部通過多個通道相通。

作為本發明的進一步改進，每個通道均與所述圓心相連。

作為本發明的進一步改進，所述多個散熱塊相互平行設置，且每相鄰兩散熱塊之間形成一加速通道，以加速熱量傳遞到散熱層。

作為本發明的進一步改進，每相鄰兩散熱塊之間的加速通道的寬度由磨削部分的磨削端往散熱層的方向依次遞減，以加速熱量傳遞到散熱層。

作為本發明的進一步改進，每一散熱塊均由磨料、填充料、結合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩定劑作為主要成分制成，且每一散熱塊的散熱材料占其所有材料的總重的百分比為5％～10％。

通過上述技術方案，本發明具有多層散熱結構的磨具達到了以下有益效果：

1)在保證具有多層散熱結構的磨具的切削硬度的同時，增加了能夠使將具有多層散熱結構的磨具工作過程中的熱量帶出的散熱結構——多層散熱層和散熱塊，由此保證具有多層散熱結構的磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長其使用壽命；

2)通過對具有多層散熱結構的磨具的磨削部分散熱層的制成組分的限定，進一步優化了冷卻效果和延長具有多層散熱結構的磨具的使用壽命。

為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本發明。

附圖說明

圖1是本發明具有多層散熱結構的磨具的俯視狀態下的剖視結構示意圖；

圖2是圖1中的磨具進一步改進后的俯視狀態下的剖視結構示意圖；

圖3是本發明具有多層散熱結構的磨具的磨削部分的內部結構局部示意圖；

圖4是圖3中磨削部分內部結構進行改進后的局部示意圖。

具體實施方式

以下，以輪體型的磨具進行說明。

請參閱圖1，本發明提供的具有多層散熱結構的磨具由一體成型且圓心重合的磨削部分11和散熱部分12組成，所述磨削部分11內設有多個散熱塊111；所述散熱部分12由其與磨削部分11結合的一端往其圓心方向依次劃分為一體成型的多層散熱部分12A。

為增加散熱部分12的散熱性能，作為一種更優的技術方案，每層散熱層中均混合有散熱材料。

為保證磨具硬度的同時優化其散熱性，作為一種更優的技術方案，所述散熱部分12的散熱材料占其所有材料的總重的百分比由與磨削部分11結合的一層121往最靠近圓心處的一層122從20％逐漸遞增至60％。

請參閱圖2，為加速熱量的輸出，作為一種更優的技術方案，相鄰的每兩層散熱部分12內部通過多個通道123相通。

為進一步加速熱量的輸出，作為一種更優的技術方案，每個通道均與所述圓心相連。

請參閱圖3，為進一步加速熱量的輸出，作為一種更優的技術方案，所述多個散熱塊111相互平行設置，且每相鄰兩散熱塊111之間形成一加速通道112，以加速熱量傳遞到散熱部分12。

請參閱圖4，為進一步加速熱量的輸出，作為一種更優的技術方案，，每相鄰兩散熱塊111之間的加速通道112的寬度d由磨削部分11的磨削端113往散熱部分12的方向依次遞減，以加速熱量傳遞到散熱部分12。

進一步，每一散熱塊111均由磨料、填充料、結合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩定劑作為主要成分制成，且每一散熱塊111的散熱材料占其所有材料的總重的百分比為5％～10％。

在本實施例中，所述多羥基化合物優選為聚酯多元醇或聚醚多元醇。所采用的聚酯多元醇或聚醚多元醇均為本領域技術人員所熟知的類型，其羥值優選為7000。所述磨料為天然磨料和人造磨料，優選為棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉、碳化硅、立方氮化硼、氧化鈰中的一種或多種。如果選用棕剛玉的話，所述棕剛玉優選粒度為40#、60#、80#、120#中的至少一種。所述催化劑為本領域常用的催化劑，優選為胺類催化劑。所述穩定劑為本領域常用的穩定劑， 優選為有機錫羧酸鹽，特別優選為二月桂酸二正丁基錫。所述固化劑為本領域常用的固化劑，特別優選為3，3’—二氯—4，4’—二氨基二苯基甲烷。所述消泡劑為本領域常用的消泡劑，特別優選為二甲基硅油。

優選地，所述散熱材料為高溫散熱材料，特別優選為150～850℃的散熱材料。

相對于現有技術，本發明具有多層散熱結構的磨具在保證具有多層散熱結構的磨具的切削硬度的同時，增加了能夠使將具有多層散熱結構的磨具工作過程中的熱量帶出的散熱材料，由此保證具有多層散熱結構的磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長其使用壽命。

本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。