陶瓷磨削装置及使用该陶瓷磨削装置的陶瓷磨削方法

摘要

本发明适用于陶瓷磨削技术领域，公开了陶瓷磨削装置及使用该陶瓷磨削装置的陶瓷磨削方法。上述陶瓷磨削装置包括工作台、砂带、驱动部件、喷水管、用于向喷水管中加入磨粒的磨粒添加装置和用于将砂带弹性抵压于工件的预紧部件，喷水管低于工件的上端面，喷水管沿工作台的外侧设置，喷水管上设置有多个喷水口，喷水口的开口方向朝向工作台倾斜。上述陶瓷磨削方法，采用上述的陶瓷磨削装置，包括以下步骤，通过喷水管喷出掺有磨粒的水流对砂带进行冲刷，驱动部件带动砂带对工件进行磨削。本发明提供的陶瓷磨削装置及使用该陶瓷磨削装置的陶瓷磨削方法，其可防止颗粒粘贴在砂带磨粒间的空隙，砂带不易失效，磨削效果好。

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷磨削技术领域，尤其涉及一种陶瓷磨削装置及使用该陶瓷 磨削装置的陶瓷磨削方法。

背景技术

众所周知，磨削加工时散热和排削是行业关键问题。陶瓷磨削及抛光是目 前世界性难题，由于陶瓷硬度高、韧性差。特别是在磨削和抛光加工时会产生 较高的磨削热量，一般情况下其高温会使金刚石磨粒石墨化。如果不能及时散 热，热量会使粘结剂熔化造成磨粒脱落。同时，在磨削热和排削不畅行成挤压 力的综合作用下，磨掉的陶瓷粉末会形成固体粉末颗粒粘贴在砂带磨粒间的空 隙，填平其间隙使得砂带的磨粒尖角消失，从而使砂带丧失了磨削功能，磨削 效果差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种陶瓷磨削装置及 使用该陶瓷磨削装置的陶瓷磨削方法，其可防止颗粒粘贴在砂带磨粒间的空隙， 砂带不易失效，磨削效果好。

本发明的技术方案是：一种陶瓷磨削装置，包括用于放置工件的工作台、 用于磨削工件且设置于所述工作台上方的砂带、用于驱动所述砂带的驱动部件、 可喷出水流的喷水管、用于向喷水管中加入磨粒的磨粒添加装置和用于将所述 砂带弹性抵压于工件的预紧部件，所述喷水管低于所述工件的上端面，所述喷 水管沿所述工作台的外侧设置，所述喷水管上设置有多个喷水口，所述喷水口 的开口方向朝向所述工作台倾斜。

可选地，所述喷水管呈口字形，所述喷水管的高度低于所述工件的上端面 1至2毫米。

可选地，所述喷水口的开口方向朝向所述工作台倾斜的角度为6至10度。

可选地，所述驱动部件包括主动轮、张紧轮和用于驱动所述主动轮旋转的 电机，所述砂带套设于所述主动轮和所述张紧轮，所述电机连接于所述主动轮。

可选地，所述预紧部件包括转动设置于所述砂带背面的浮动压轮和抵于所 述浮动压轮的浮动压板，所述浮动压板上连接有弹性支撑件。

本发明还提供了一种陶瓷磨削方法，采用上述的陶瓷磨削装置，包括以下 步骤，将工件安装于所述工作台上，通过所述喷水管喷出掺有磨粒的水流对所 述砂带进行冲刷，所述驱动部件带动砂带对所述工件进行磨削。

可选地，所述水流的压力在0.3至0.5兆帕之间。

可选地，所述砂带的线速度在1300米/分钟以上。

可选地，所述磨粒的粒度小于所述砂带的平均磨粒间隙尺寸。

可选地，所述磨粒为金刚砂或刚玉磨粒或黑炭化硅磨粒或绿炭化硅磨粒。

本发明实施例所提供的陶瓷磨削装置及使用该陶瓷磨削装置的陶瓷磨削方 法，所述驱动部件带动砂带对所述工件进行磨削。喷水管喷出的带有磨粒的水 流会冲洗砂带，使大部分磨削热被高速水流带走，避免砂带磨粒石墨化和粘接 剂熔化。同时由于高压水流的冲击，从而降低了废削粉末的密度，使陶瓷粉末 在较低温度下难以形成较紧密的粉末球而填塞在砂带磨粒空隙里使砂带磨削功 能失效，在长期使用下仍可以保证砂带的磨削性能，砂带使用寿命长。通过高 压水流夹带磨粒冲刷砂带，在高压水流及磨粒的冲击和冲刷下使粘贴在砂带磨 粒空隙中的陶瓷粉末颗粒被清除掉，不会造成因陶瓷粉末颗粒堆积填塞砂带磨 粒空隙而导致砂带失效。由于加入了磨粒，在磨削时，磨粒起到了一定的辅助 磨削作用，使得砂带磨削效率提高，砂带耐用度提高，降低了陶瓷磨削成本， 工件磨削效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置的立体示意图；

图3是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置的立体示意图；

图4是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置中喷水管和工作台的平面示意 图；

图5是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置中砂带的局部示意图；

图6是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置中堆积有陶瓷粉末颗粒堆积的砂 带的局部示意图；

图7是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置中砂带和驱动部件的立体示意 图；

图8是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置中砂带和驱动部件、磨粒添加装 置的平面示意图；

图9是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置中工作台的平面示意图；

图10是本发明实施例提供的陶瓷磨削装置中工作台的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以 直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接 于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相 对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1～图8所示，本发明实施例提供的一种陶瓷磨削装置，可用于对陶 瓷工件进行磨削。上述陶瓷磨削装置包括机架1、连接于机架1且用于放置工 件9的工作台2、用于磨削工件9且设置于所述工作台2上方的砂带3、用于驱 动所述砂带3的驱动部件4、可喷出水流的喷水管5、用于向喷水管5中加入磨 粒的磨粒添加装置和用于将所述砂带3弹性抵压于工件9的预紧部件6，预紧 部件6使得砂带3与工件9之间保持一个稳定的压力，防止由于磨削时垂直分 力和高压水流作用使得砂带3向上隆起，使砂带3与工件9之间正压力下降而 引起的磨削不充分，避免废品出现。所述喷水管5低于所述工件9的上端面， 以避免砂带3磨削至喷水管5。所述喷水管5沿所述工作台2的外侧设置，所 述喷水管5上设置有多个喷水口51，多个喷水口51可以同时出水，所述喷水 口51的开口方向可朝向所述工作台2倾斜，以使更多的水流可以冲刷至砂带3。 工作台2上可设置有夹具，以定位工件9。磨粒添加装置可将磨粒加入喷水管5 中。砂带3可以在驱动部件4的驱动下循环旋转，以对工件9进行磨削。喷水 管5可以喷出高压水流，高压水流中夹有磨粒，通过这样的设计，喷水管5喷 出的水流会冲入砂带3和工件9之间，使大部分磨削热被高速水流带走，避免 砂带3磨粒石墨化和粘接剂熔化。同时由于高压水流的冲击，从而降低了废削 粉末的密度，使陶瓷粉末在较低温度下难以形成较紧密的粉末球而填塞在砂带 3磨粒空隙里使砂带3磨削功能失效，在长期使用下仍可以保证砂带3的磨削 性能，砂带3的使用寿命长。二是通过高压水流夹带磨粒冲刷砂带3，在高压 水流及磨粒的冲击和冲刷下使粘贴在砂带3磨粒空隙中的陶瓷粉末颗粒被清除 掉，不会造成因陶瓷粉末颗粒堆积填塞砂带3磨粒空隙而导致砂带3失效，如 图5所示，砂带3中没有陶瓷粉末颗粒堆积，磨削效果佳。图6所示，若砂带 3中有陶瓷粉末颗粒91堆积，将导致砂带3失效。三是由于加入了磨粒，在磨 削时，磨粒起到了一定的辅助磨削作用。由于上述三个因素的共同作用使得砂 带3磨削效率提高，砂带3耐用度提高，降低了陶瓷磨削成本，工件9磨削效 果好。

具体应用中，磨粒的粒度可以小于所述砂带3的平均磨粒间隙尺寸，所述 磨粒可为金刚砂或刚玉磨粒或黑炭化硅磨粒或绿炭化硅磨粒等。本实施例，采 用金刚砂作为磨粒。

如图1～图8所示，磨粒添加装置可包括定量输送机构71和混合室72，定 量输送机构71用于容纳磨粒，混合室72连接于定量输送机构71，混合室72 连接有水枪（高压水枪）73。磨粒在混合室72内与水流充分均匀混合，定量输 送机构71可采用定量杯等结构形式。磨粒可通过定量输送机构71送出，在混 合室72内与高压水混合，然后与高速运转的砂带3一起磨削工件9待加工表面， 从而实现抛光目的。

本实施例中，如图1～图8所示，所述喷水管5可呈口字形并合围于工作 台2周围，以全方位地对砂带3进行有效冲刷。喷水管5可呈封闭环状或开口 环状，其可与工作台2间隔设置。所述喷水管5的高度低于所述工件9的上端 面1至2毫米。喷水管5也可以呈圆环状、其它多边形状、异形等，均属于本 发明的保护范围。喷水管5的高度可低于工件9上端面至少1至2毫米，当然， 喷水管5与工件9上端之间的距离也可以根据实际情况设定，均属于本发明的 保护范围。

具体地，所述喷水口51的开口方向朝向所述工作台2倾斜的角度为5至 20度，优选6至10度，使高压水流能更充分的进入砂带3和工件9之间。当 然，喷水口51的开口方向朝向所述工作台2倾斜的角度也可设定为其它合适的 范围，均属于本发明的保护范围。

具体地，如图1～图8所示，所述驱动部件4包括主动轮41、张紧轮42 和用于驱动所述主动轮41旋转的电机43，所述砂带3套设于所述主动轮41和 所述张紧轮42，所述电机43连接于所述主动轮41。本实施例中，主动轮41 设置有一个，张紧轮42设置有两个，主动轮41设置于上方，主动轮41与两个 张紧轮42之间呈等腰三角形排布。工作台2、喷水管5、砂带3和驱动部件4 外可罩设有罩体17，以防止水流溅出。

具体地，如图1～图8所示，所述预紧部件6包括转动设置于所述砂带3 背面的浮动压轮61和抵于所述浮动压轮61的浮动压板62，所述浮动压板62 上连接有弹性支撑件63。弹性支撑件63可以为弹簧或伸缩气缸等，可以适用 于不同尺寸的工件9。浮动压轮61可设置有多个，以更好地将砂带3压于工件 9的上端面（磨削面），使砂带3与工件9之间稳定接触，磨削效果好。

如图1～图8所示，工作台2下方可设置有循环水箱，用于收容从喷水管5 中喷出的水，并沉淀磨粒，与循环水箱中的水一起通过水泵泵送至喷水管5中。 此时水泵可视为磨粒添加装置。磨粒添加装置也可呈箱状或漏斗状等，其可便 于将磨粒加入水流中。磨粒添加装置的结构、形式可根据实际情况设定，均属 于本发明的保护范围。循环水箱中设置有用于沉淀、隔离磨粒的隔离沉淀部件， 隔离沉淀部件可为网板等，以循环利用磨粒。工作台2可设置于机架1上，同 一机架1可连接有多个工作台2，每个工作台2对应一组砂带3、驱动部件4、 喷水管5等，各喷水管5可连接于同一主管上，各喷水管5上可连接有可单独 控制该喷水管5的控制阀。机架1上可连接有控制部件11，控制部件11可以 包括按键、屏幕显示器等，以便于操控装置。

具体应用中，如图1～图10所示，工作台2上的夹具上连接有驱动机构， 以驱动夹具及夹具上的工件9摆动，以磨削不同的方位或不同位置的表面。驱 动机构可为气缸或丝杆传动机构等。工件9的抛光仿形手工抛光的动作过程， 工件9能沿平面（X、Y）两个方向均匀地摆动，在抛光的同时，水流相当于冷 却液由喷水管5喷射到磨削表面，起到润滑冷却作用，从而得到较光亮的抛光 表面。具体应用中，手工上下料，其余过程为自动进行。通过砂带3变形，使 砂带3对工件9的待加工表面形成包裹，工件9沿XY两个方向摆动，高速运转 的砂带3和高速喷射的磨粒一起磨削工件9待加工表面，从而实现抛光目的。

如图1～图10所示，机架1上可设置有升降气缸12和进出气缸13，以驱 动工作台2升降及平移。工作台2连接有X轴摆转气缸14和Y轴摆转气缸15， 工作台上连接有工件夹紧气缸16。

本发明实施例还提供了一种陶瓷磨削方法，可采用上述的陶瓷磨削装置， 包括以下步骤，将工件9安装于所述工作台2上，通过所述喷水管5喷出掺有 磨粒的水流对所述砂带3、工件9进行冲刷，所述驱动部件4带动砂带3对所 述工件9进行磨削。喷水管5喷出的带有磨粒的水流会冲入砂带3和工件9之 间，使大部分磨削热被高速水流带走，避免砂带3磨粒石墨化和粘接剂熔化。 同时由于高压水流的冲击，从而降低了废削粉末的密度，使陶瓷粉末在较低温 度下难以形成较紧密的粉末球而填塞在砂带3磨粒空隙里使砂带3磨削功能失 效，在长期使用下仍可以保证砂带3的磨削性能，砂带3使用寿命长。二是通 过高压水流夹带磨粒冲刷砂带3，在高压水流及磨粒的冲击和冲刷下使粘贴在 砂带3磨粒空隙中的陶瓷粉末颗粒被清除掉，不会造成因陶瓷粉末颗粒堆积填 塞砂带3磨粒空隙而导致砂带3失效。三是由于加入了磨粒，在磨削时，磨粒 起到了一定的辅助磨削作用。由于上述三个因素的共同作用使得砂带3磨削效 率提高，砂带3耐用度提高，降低了陶瓷磨削成本，工件9磨削效果好。水流 中加入重量占1.5%至2%的磨粒，其磨削效果佳。磨粒的磨粒度可为2000至2500 目。在含有磨粒的高压水流的冲击和冲刷下，能有效地的去除掉填塞在砂带3 磨粒间的陶瓷粉末，从而起到休整砂带3的作用。

具体地，所述喷水管5喷出的水流的压力可以在0.2至0.6兆帕之间，优 选0.3至0.5兆帕之间，喷水管5上可以增设调节阀，以调节水压和水流量。

具体地，所述砂带3的线速度可在1300米/分钟以上。可以理解地，砂带 3的线速度及喷水管5喷水压力的大小均可根据实际情况设定，均属于本发明 的保护范围。

具体地，所述磨粒的粒度可小于所述砂带3的平均磨粒间隙尺寸，以进一 步提高磨削效果及延长砂带3的使用寿命。

优选地，所述磨粒为可金刚砂或刚玉磨粒或黑炭化硅磨粒或绿炭化硅磨粒 等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。