一種大直徑切割砂輪及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型切割砂輪，并進一步公開了其 加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 砂輪是以磨料為主制造而成并應用在磨床上的重要切削工具，一般是用磨料和結(jié) 合劑等制成的中央有通孔的圓形固結(jié)磨具。砂輪是磨具中用量最大、使用面最廣的一種，使 用時高速旋轉(zhuǎn)，適于加工各種金屬和非金屬材料。在材料加工過程中，砂輪的選擇合適與 否，直接影響磨床的磨削性能和加工精度，因此砂輪是發(fā)揮磨床性能的一個重要因素。
[0003] 砂輪的種類繁多，通常按所用磨料不同，分為普通磨料（剛玉和碳化硅等）砂輪和 超硬磨料（金剛石和立方氮化硼）砂輪兩類。不同砂輪可分別對工件的外圓、內(nèi)圓、平面和 各種型面等進行粗磨、半精磨和精磨，以及切斷和開槽等。按各種形狀、尺寸、磨料、粒度、硬 度、組織和結(jié)合劑等進行不同的組合，砂輪的品種規(guī)格多達20萬個左右。砂輪的尺寸范圍 很大，如用于磨零件內(nèi)孔和牙齒的電鍍金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪，最小外徑為0. 5毫米；用 于大型曲軸磨削的陶瓷結(jié)合劑普通磨料砂輪，最大外徑為2000毫米；用于半導體材料如硅 片等的切斷和開槽的電鍍金屬結(jié)合劑金剛石超薄砂輪，最薄為〇. 03毫米；用于無心磨削的 陶瓷結(jié)合劑砂輪，整體最厚可達600毫米。并且由于砂輪的磨料、結(jié)合劑材料以及砂輪的制 造工藝不同，各種砂輪就具有不同的工作性能。每一種砂輪根據(jù)其本身的特性，都具有一定 的適用范圍，因此，磨削加工時，必須根據(jù)具體情況選用合適的砂輪，否則會因砂輪選擇不 當而直接影響加工精度、表面粗糙度及生產(chǎn)效率。因此，工件的材料、硬度，磨削用量和精度 要求，磨削方式、砂輪速度，磨削接觸面積以及磨削方式的激烈程度等因素，都是決定如何 選擇砂輪規(guī)格的主要因素。
[0004] 現(xiàn)如今，我國鋼廠使用的大型切割砂輪一般都是從國外進口，我國產(chǎn)品很少且不 達標。該種大直徑切割砂輪使用中技術(shù)要求很高，線速度要求達到100m/ S。目前國內(nèi)的產(chǎn) 品很難達到此要求，生產(chǎn)出的產(chǎn)品一是回轉(zhuǎn)強度不達標，二是切割鋼材時不耐用，三是使用 中產(chǎn)品跳動性大，均無法大規(guī)模應用。
[0005] 中國專利CN103406837A公開了一種纖維增強樹脂切割砂輪，其以20#白剛玉、24# 棕剛玉、30#鋯剛玉、綠碳化硅、樹脂液、酚醛樹脂粉、碳酸鈣、冰晶石、硫化鐵、炭黑為原料， 經(jīng)混料、網(wǎng)片過膠、疊加壓制成型、烘干獲得成品。該纖維增強樹脂切割砂輪，具有切磨快、 散熱快、切磨過程始終保持端面鋒利、成本低的優(yōu)點。但是，對于大直徑切割砂輪而言，其依 然無法達到對于線速度等性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中國產(chǎn)大直徑切割砂輪無法滿足 生產(chǎn)性能要求的問題，進而提供一種性能良好的大型切割砂輪，并進一步公開其加工方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的大直徑切割砂輪，所述砂輪的中心設有軸孔， 所述切割砂輪由如下重量份的組分制備而成：
[0008] 16#鋯剛玉30-45重量份、20#鋯剛玉30-40重量份、36#鋯剛玉10-20重量份、46# 錯剛玉5-15重量份、酸醛樹脂4-10重量份、新酸樹脂2-6重量份、樹脂液5-10重量份、娃灰 石2_8重量份、重晶石0. 5_3重量份、硫精礦粉5_10重量份、水滑石1_5重量份、石墨0. 5_2 重量份。
[0009] 優(yōu)選的，所述切割砂輪由如下重量份的組分制備而成：
[0010] 16#鋯剛玉38重量份、20#鋯剛玉35重量份、36#鋯剛玉15重量份、46#鋯剛玉10 重量份、酸醛樹脂6重量份、新酸樹脂4. 2重量份、樹脂液7. 5重量份、娃灰石5重量份、重 晶石1. 5重量份、硫精礦粉7重量份、水滑石3重量份、石墨1. 2重量份。
[0011] 所述樹脂液是由苯酚、甲醛及催化劑組成。
[0012] 所述催化劑優(yōu)選Ba(OH) · 8H20,并優(yōu)選所述催化劑、苯酚與甲醛的分子比例為 1 ： 1 ： 1〇
[0013] 本發(fā)明所述使用的樹脂液外觀呈棕紅色透明液體，無機械雜質(zhì)，pH值為7. 5~ 8.5，粘度（25°〇為800~900111?&，8，固體含量在70%~80%之間，其水份含量彡8%，游 離酚含量<8%，與水溶解性約1 : 1。
[0014] 所述砂輪的內(nèi)部和/或上、下表面設置有尚強度玻璃纖維網(wǎng)布。
[0015] 所述砂輪內(nèi)部設置有三層高強度玻璃纖維網(wǎng)布，且所述砂輪的上、下表面均設置 有高強度玻璃纖維網(wǎng)布。
[0016] 所述砂輪的中心軸孔處的軸向厚度小于所述砂輪最外端的軸向厚度差為l_2mm。
[0017] 本發(fā)明還提供了制備上述大直徑切割砂輪的方法，包括如下步驟：
[0018] (1)混料：按照選定的重量份數(shù)取所述16#鋯剛玉、20#鋯剛玉、36#鋯剛玉以及 46#鋯剛玉混勻，并加入所述樹脂液混勻，備用；
[0019] 按照選定的重量份數(shù)取所述硅灰石、重晶石、硫精礦粉、水滑石、石墨、酚醛樹脂和 新酚樹脂混勻，備用；
[0020] 將上述混勻后的物料混合并困料，得到成型料待用；
[0021] (2)成型：將上述步驟⑴中得到的成型料分次向選定的模具中投料，并調(diào)整模壓 參數(shù)；并在每次投料前置入所述纖維網(wǎng)布，直至投料完成，隨后置入外部纖維網(wǎng)布，并進行 模壓壓制；
[0022] (3)硬化：將壓制后的產(chǎn)品出模，并進行硬化處理，即得。
[0023] 所述步驟⑶中，所述硬化步驟的操作溫度為100-175Γ梯度升溫硬化。
[0024] 最優(yōu)的，所述硬化步驟的具有程序為：在lh內(nèi)，由室溫升溫至100°C，并于100°C 保溫硬化5h ;隨后在lh內(nèi)升溫至105°C，并于105°C保溫硬化3h ;隨后在1. 5h內(nèi)升溫至 120°C，并于120°C保溫硬化4h ;隨后在3h內(nèi)升溫至135°C，并于135°C保溫硬化6h ;隨后在 0. 5h內(nèi)升溫至140°C，并于140°C保溫硬化1. 5h ;隨后在lh內(nèi)升溫至150°C，并于150°C保溫 硬化2h ;隨后在0. 5h內(nèi)升溫至160°C，并于160°C保溫硬化lh ;隨后在lh內(nèi)升溫至175°C， 并于175°C保溫硬化6h。
[0025] 本發(fā)明所述大直徑切割砂輪，通過對砂輪制備配方的精心篩選以及材料配比的優(yōu) 化，所生產(chǎn)的大型切割砂輪回轉(zhuǎn)強度高，使用時不易破碎，磨削效率高，使用中產(chǎn)品跳動性 小。本發(fā)明所述切割砂輪由于采用了整形鋯剛玉砂使大型切割砂輪的磨削效率提高了 20% 以上；并且由于采用了新酚樹脂、高強度玻璃纖維網(wǎng)布使大型切割砂輪的強度大大提高完 全可滿足各大鋼廠的使用。由于產(chǎn)品采用中心孔部位比最外端厚度薄1_的成型方案，即 產(chǎn)品從外到內(nèi)有一定的錐度，使得產(chǎn)品在使用中跳動大大降低。本發(fā)明所述切割砂輪經(jīng)過 大型鋼廠的試驗，各項技術(shù)指標達到了國外同類產(chǎn)品的技術(shù)指標。
【附圖說明】
[0026] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合 附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0027] 圖1為本發(fā)明所述大直徑切割砂輪的結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明所述大直徑切割砂輪的串裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明所述加工方法中所述混料步驟的流程圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明所述加工方法中所述成型步驟的流程圖；
[0031] 圖中附圖標記表示為：1_鑲孔件，2-商標處，3-外部增強網(wǎng)布，4-內(nèi)部增強網(wǎng)布， 6_防型隔板，7-產(chǎn)品坯體，8-穿桿，9-鎖緊帽，10-彈簧。
【具體實施方式】
[0032] 如圖1所示，本發(fā)明所述的大直徑切割砂輪，其中心處設有軸孔，并設有鑲孔件1， 所述砂輪的內(nèi)部設有高強度玻璃纖維網(wǎng)布作為內(nèi)部增強網(wǎng)布4,其外部設有高強度玻璃纖 維網(wǎng)布作為外部增強網(wǎng)布2,并設置有貼商標處2。如圖1所示的結(jié)構(gòu)中，所述砂輪內(nèi)部設 置有三層高強度玻璃纖維網(wǎng)布，且所述砂輪的上表面均設置有高強度玻璃纖維網(wǎng)布，整個 砂輪共計設置有4層高強度玻璃纖維網(wǎng)布。并且所述砂輪的中心軸孔處的軸向厚度小于所 述砂輪最外端的軸向厚度差為l_2mm，最優(yōu)為1mm，即產(chǎn)品從外到內(nèi)有一定的錐度，使得產(chǎn) 品在使用中跳動大大降低。下述實施例分別給出了適于制各本發(fā)明所述大直徑切割砂輪的 配方。
[0033] 如圖3、4所示工藝流程圖給出了制備所述大直徑砂輪的制備工藝，具體包括：
[0034] ⑴混料：根據(jù)所需粒度及數(shù)量，選取所述16#鋯剛玉、20#鋯剛玉、36#鋯剛玉以 及46#鋯剛玉等磨料，將磨料倒入1號鍋中，攪拌30秒，以獲得均勻混合料混勻，并加入所 述樹脂液混勻攪拌4分鐘（也可以根據(jù)樹脂粘度調(diào)整攪拌時間），在需要的情況下，加入輝 石，并攪拌1分鐘，備用；
[0035] 在1號鍋進行混合時，準備好2號鍋加入選定的重量份數(shù)取所述硅灰石、重晶石、 硫精礦粉、水滑石、石墨、酚醛樹脂和新酚樹脂等粉狀物，并攪拌1分鐘，使其均勻，備用；
[0036] 將1號鍋中物料倒入2號鍋進行攪拌，過程中根據(jù)需要加入0. 1-0. 2%的穩(wěn)定劑 K，直到混合料均勻、松散，包裹完全后，倒出混合料，困料待用；
[0037] (2)成型：首先，根據(jù)所制作的產(chǎn)品按規(guī)格準備好模具，并保證模具的精度符合 制作要求，然后用鎖緊件固定好模具，調(diào)整好刮板的斜度、角度及上下高度，保證其運動自 如；
[0038] 其次，調(diào)整好壓機的壓力表、加熱裝置，以達到所需的壓制壓力、壓制溫度，并調(diào)整 稱量的