本實用新型涉及一種磨削工作，特別涉及一種對工件進行研磨、拋光和磨削的磨具。

背景技術：

有機磨具是指以有機分子化合物做結(jié)合劑，將一顆顆磨粒固結(jié)在一起，形成一種具有一定剛性的磨削工具。有機磨具包括以天然和合成樹脂做結(jié)合劑所制成的樹脂磨具，以及天然或合成橡膠結(jié)合劑所制成的橡膠磨具。

有機磨具一般由磨料、有機結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成。其中，該有機結(jié)合劑包括樹脂結(jié)合劑和橡膠結(jié)合劑。而聚氨酯是一種常見的橡膠結(jié)合劑常見的橡膠結(jié)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(chǎn)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(zhì)，并具有很好的結(jié)合度，加上其具有的發(fā)泡能力，在磨具上形成的多孔結(jié)構(gòu)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。在磨具對工件進行磨削的過程中，由于摩擦產(chǎn)生巨大的熱量，必然對磨具材質(zhì)本身造成很大的影響，特別是對于樹脂結(jié)合劑、橡膠結(jié)合劑或聚氨酯塑料結(jié)合劑磨具或其結(jié)合等耐溫性差的產(chǎn)品造成巨大影響——在磨削過程產(chǎn)生的高溫條件下，上述結(jié)合劑容易產(chǎn)生軟化、熔解碳化等破壞結(jié)構(gòu)的變化，直接導致磨具的性能失效，如磨料脫落、鋒利度下降、結(jié)合劑軟化熔解堵塞氣孔等。

因此，解決聚氨酯磨具工作中的散熱問題是保證磨具能夠正常使用的一個關鍵。在很多場合中，均會使用冷卻液對磨具進行冷卻。也即，在磨具使用過程中，加入水、乳化液、冷卻油等冷卻液。但是，現(xiàn)有采用該方法對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(jié)合劑磨具的冷卻效果不理想；

2)對于磨削接觸面積比較大的環(huán)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(jié)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(chǎn)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(jié)合劑的過渡帶性質(zhì)，使磨料和結(jié)合劑結(jié)合不好直接導致磨具性能急劇下降。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種磨具，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(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：一種磨具，其由一體成型的磨削層和散熱層組成，所述磨削層內(nèi)設有多個散熱塊；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；且每一散熱塊均為由磨料、填充料、結(jié)合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分制成的散熱塊。

作為本實用新型的進一步改進，每相鄰兩散熱塊之間的加速通道的寬度由磨削層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。

作為本實用新型的進一步改進，每個散熱塊的寬度由磨削層的磨削端往散熱層的方向逐漸增大。

通過上述技術方案，本實用新型磨具達到了以下有益效果：

1)在保證磨具的切削硬度的同時，增加了能夠使將磨具工作過程中的熱量帶出的散熱結(jié)構(gòu)——散熱層和散熱塊，由此保證磨具的散熱性能，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)通過對磨具的磨削層散熱層的制成組分的限定，進一步優(yōu)化了冷卻效果和延長磨具的使用壽命。

為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型。

附圖說明

圖1是本實用新型磨具的磨削層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)局部示意圖；

圖2是圖1中磨削層內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改進后的局部示意圖；

圖3是圖2中磨削層內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改進后的局部示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本實用新型提供的磨具其由一體成型的磨削層和散熱層組成，所述磨削層1內(nèi)設有多個散熱塊11。

請參閱圖2，為加速熱量的傳遞，作為一種更優(yōu)的技術方案，所述多個散熱塊相互11平行設置，且每相鄰兩散熱塊之間形成一加速通道12，以加速熱量傳遞到散熱層。

請參閱圖3，優(yōu)選地，為加速熱量的傳遞，作為一種更優(yōu)的技術方案，每相鄰兩散熱塊之間的加速通道12的寬度d由磨削層的磨削端13往散熱層的方向依次遞減，以加速熱量傳遞到散熱層。

優(yōu)選地，每個散熱塊的寬度由磨削層1的磨削端13往散熱層的方向逐漸增大。

為保證散熱性和磨削層的強度，作為一種更優(yōu)的技術方案，每一散熱塊均由磨料、填充料、結(jié)合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩(wěn)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％。

優(yōu)選地，所述磨削層由以下重量百分比的組分制成：

以上各組分的重量百分比之和為100％。

所述散熱層以磨料、填充料、結(jié)合劑、散熱材料、消泡劑、固化劑和穩(wěn)定劑作為主要成分制成，且該散熱層中散熱材料占其所有材料的總重的百分比為30％～40％。

為保證強度的同時逐級增強散熱性，作為一種更優(yōu)的技術方案，所述散熱層中的散熱材料占其所有材料的總重的百分比大小由散熱層與磨削層結(jié)合的一側(cè)往另一側(cè)從20％逐漸遞增至50％。

優(yōu)選地，所述散熱層由以下重量百分比的組分制成：

以上各組分的重量百分比之和為100％。

作為本實用新型的進一步改進，所述散熱材料為高溫散熱材料。

進一步，所述散熱層中與磨削層結(jié)合的一側(cè)的散熱材料占該側(cè)所有材料的總重的百分比為20％～30％，另一側(cè)的散熱材料占該側(cè)所有材料的總重的百分比為40％～50％。

進一步，所述磨削層由以下重量百分比的組分制成：

以上各組分的重量百分比之和為100％。

所述散熱層由以下重量百分比的組分制成：

以上各組分的重量百分比之和為100％。

作為一種更優(yōu)的技術方案，所述填充料內(nèi)混合有在磨具工作時進行吸熱反應的化合物。所述化合物為無機鹽水合物，及所述填充料由占其重量百分比為40％～50％的無機鹽水合物和50％～60％的輔料組成。

在本實施例中，所述多羥基化合物優(yōu)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(yōu)選為7000。所述磨料為天然磨料和人造磨料，優(yōu)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(yōu)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(yōu)選為胺類催化劑。所述穩(wěn)定劑為本領域常用的穩(wěn)定劑，優(yōu)選為有機錫羧酸鹽，特別優(yōu)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(yōu)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(yōu)選為二甲基硅油。

優(yōu)選地，所述散熱材料為高溫散熱材料，特別優(yōu)選為150～850℃的散熱材料。

以下，舉例說明本實用新型磨具的制備原料：

例1

按照以下配方準備制備磨具的各種原料：

1-1、磨具磨削層的各種原料：

聚酯多元醇(羥值7000)：200g，

甲基二異氰酸酯：300g，

二甲基硅油：11g，

3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，

胺類催化劑：2.15g，

二月桂酸二正丁基錫：3滴，

顏料：103g，

二水合硫酸鈣：84g，

散熱材料：200g，

棕剛玉：680g。

1-2、磨具散熱層的各種原料：

聚酯多元醇(羥值7000)：200g，

甲基二異氰酸酯：300g，

二甲基硅油：11g，

3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，

胺類催化劑：2.15g，

二月桂酸二正丁基錫：3滴，

顏料：103g，

二水合硫酸鈣：84g，

散熱材料：400g，

棕剛玉：480g。

具體制備步驟如下：

1)稱料：按照以上配方比例稱量各組分，將顏料和二水合硫酸鈣經(jīng)過兩次篩網(wǎng)混合后再與棕剛玉和散熱材料攪拌混合成干料混合料備用；MOCA在使用前用80#篩網(wǎng)篩選，然后將二甲基硅油、MOCA和二月桂酸二正丁基錫加入聚酯多元醇中，再加入甲基二異氰酸酯，混合制備結(jié)合劑混合料；該步驟中，聚酯多元醇和甲基二異氰酸酯必須經(jīng)過過濾，以避免材料結(jié)團，其他材料如果不在當天使用必須經(jīng)過干燥保存。此外，所有的篩分材料都必須有充足的粉粒度和均勻度，不可以有結(jié)團和不均勻的粗點。

2)攪拌：將上述結(jié)合劑混合料預攪拌30～45秒，加入干料混合料攪拌2分鐘，然后開始滴加胺類催化劑，滴加完畢后攪拌2.5～3分鐘，停止攪拌。該攪拌過程中，室內(nèi)溫度保持低于23℃、濕度低于60％。

3)倒模：模具在使用前涂抹脫模劑，脫模劑為聚乙烯蠟(分子量2000)經(jīng)過煤油加熱溶解成糊狀。倒模要求在1分鐘內(nèi)完成，倒模要求物料表面平坦，物料足夠。裝模后經(jīng)過初步反應在模具排氣空中有少量物料被擠出。該倒模過程中應保持各次倒料均勻，并且立刻裝模。

其中，第一次倒模：在模具的容置空間內(nèi)放入隔板，形成兩隔離空間，對經(jīng)攪拌后得到的磨具散熱層的混合材料繼續(xù)攪拌結(jié)合后倒入模具的散熱容置空間中的其中一隔離空間；然后經(jīng)105℃硫化反應1小時后，出爐，冷卻至40℃。隨后，進行第二次倒模：將隔板往形成的坯體相反的方向挪動一下，并往磨具散熱層的混合材料添加一定比例的散熱材料，以增加散熱材料的比重，之后攪拌充分后將其倒入到隔板與形成的坯體之間；然后經(jīng)105℃硫化反應1小時后，出爐，冷卻至40℃，形成散熱層的第二層；進行第三次倒模：將隔板取出，并往磨具散熱層的混合材料添加一定比例的散熱材料，以再次增加散熱材料的比重，之后攪拌充分后將其倒入到隔板與形成的散熱層的第二層之間；然后經(jīng)105℃硫化反應1小時后，出爐，冷卻至40℃，形成散熱層的坯體。第四次倒模：待所述半成型磨具熟化后，將模具中的 隔板取出，并在磨削層容置空間內(nèi)放置多塊具有一定厚度的阻隔板，由此多塊阻隔板件磨削層容置空間分割為多個空間，并往磨削層容置空間內(nèi)的多個空間直接注入經(jīng)攪拌后的磨具磨削層的混合材料；然后經(jīng)105℃硫化反應1小時后，出爐，冷卻至40℃。再次，進行第五次倒模：往磨削層的混合材料加入一定比例的散熱材料，攪拌充分后將阻隔板取出，往阻隔板形成的空間倒入加入散熱材料后的磨削層混合材料。

4)初步硫化及脫模：100℃硫化反應1小時后，出爐，冷卻至40℃，脫模；脫模時，所要制造的磨具已經(jīng)成形，要求脫模后的坯體不能有變形和脫落。

5)85～100℃恒溫熟化8～16h后，用聚氨脂清漆經(jīng)過表面涂抹，涂抹表面均勻，不能有過厚或沒有涂抹到的地方，需要靜置到充分固化后才進入下一工序。固化干燥后打磨整形，使上下兩個端面達到平整度和厚度要求。

例2

按照以下配方準備各制備磨具的原料：

2-1、磨具磨削層的各種原料：

聚酯多元醇(羥值7000)：220g，

甲基二異氰酸酯：350g，

二甲基硅油：11g，

3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，

胺類催化劑：2.15g，

二月桂酸二正丁基錫：4滴，

顏料：90g，

二水合硫酸鈣：60g，

散熱材料：220g，

棕剛玉：620g。

2-2、磨具散熱層的各種原料：

聚酯多元醇(羥值7000)：220g，

甲基二異氰酸酯：350g，

二甲基硅油：11g，

3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，

胺類催化劑：2.15g，

二月桂酸二正丁基錫：4滴，

顏料：90g，

二水合硫酸鈣：60g，

散熱材料：350g，

棕剛玉：400g。

具體制備步驟及注意事項與例1相同。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型磨具在保證磨具的切削硬度的同時，增加了能夠使將磨具工作過程中的熱量帶出的散熱材料，由此保證磨具的散熱性能，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。

本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實用新型的權利要求和等同技術范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。