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树脂砂轮制造中的常见问题

以磨料磨具为工具的磨削加工,是机械加工中重要的一类方法,也是精密加工和超精密加工的常用方法。树脂磨具是磨料磨具的重要组成部分。树脂砂轮制造属于复合材料多学科综合,产生质量问题的原因较为复杂,主要集中在原材料、制造工艺、设备工装与检验几个方面。

一、原材料问题

磨料方面:市场上磨料质量参差不齐,主要表现为——化学成份合格但物理性能有差距(如堆积密度);粒度组成与标准规定相差较大(如同一粒度磨料的基本粒含量)。

结合剂方面(酚醛树脂):一是树脂质量稳定性,尤其是游离酚含量高低,含量过高会加速砂轮加热硬化后的树脂裂解,影响强度;二是树脂粉与乌洛托品(硬化剂)的混合均匀性,加入量不足则硬化不完全,过量则在硬化中分解挥发、使气孔增多,降低强度和硬度;三是结合剂粒度过粗或过细,一般认为以细为宜,有利于分布均匀,但过细又会给混料带来困难。

二、制造工艺问题

混料的关键是均匀性:成型料应各成份分布均匀、保持松散性,不宜明显漏粉,并具备良好的成型性能。成型环节多采用旋转摊料机构,若操作不当易造成混合料分布不均、行位公差及静平衡超差。硬化是关键的工序,常见问题一是固化烘箱或烧成窑温差太大,二是装炉方式不当,都会使砂轮硬化偏离设定曲线,固化质量得不到保证。加工环节主要针对大直径、高厚度或尺寸公差严格的砂轮,硬化后需加工以保证几何尺寸与形位公差。此外,生产配方与工艺参数不宜生搬硬套。

三、设备工装与检验

设备方面,部分企业存在混料机性能不足、油压机吨位偏小、设备维护保养差等问题。工装方面,规模较小的企业管理薄弱,工装存放与现场管理有待规范。检验方面,原材料检验、过程检验与出厂检验是有效控制的重要内容,常见问题包括制度不全、职能不落实、检验设备缺失或缺乏维护保养、检验人员业务素质有待提升等。树脂砂轮常用的检验设备包括回转强度试验机、喷砂硬度机(或洛氏硬度机)、静平衡器等。

四、品质稳定性的保持

树脂砂轮的品质稳定性突出表现在两方面:一是在一定周期内产品强度和切磨削性能的变化;二是生产周期内不同季节各批次砂轮强度和切磨削性能的变化,均可用实测强度保持率和切磨削性能下降率来表示。液体酚醛树脂的固体含量、粘度、凝胶时间和溶水性等指标的波动都会产生影响,因此生产厂家需结合自身混料、成型和硬化工艺特点,制定适合的液体树脂技术指标范围,并注意规范储存。

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