噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷cbn砂輪、制作方法及制作過(guò)程中的專(zhuān)用模具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪，其由下述重量百分比原料制成：10～30%陶瓷結(jié)合劑、30～83%立方氮化硼、0～20%單晶剛玉、4～20%酚醛樹(shù)脂粉末和3～15%的液體石蠟。本發(fā)明還提供了上述微型砂輪的制作方法及制作過(guò)程中的專(zhuān)用模具。采用本發(fā)明所述配方及制作方法批量生產(chǎn)陶瓷CBN微型砂輪（砂輪外徑尺寸小于5mm，單重小于1g），可以顯著提高該類(lèi)微型砂輪的生產(chǎn)效率，有利于提高組織均勻性，同時(shí)保證砂輪單個(gè)之間、批次之間的重量一致性，從而使砂輪的磨削性能保持穩(wěn)定一致。
【專(zhuān)利說(shuō)明】噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪、制作方法及制作過(guò)程中的專(zhuān)用模具
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于砂輪【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷立方氮化硼(CBN)砂輪、制作方法及制作過(guò)程中的專(zhuān)用模具。
【背景技術(shù)】
[0002]燃油噴射系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，燃油噴射系統(tǒng)質(zhì)量的好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，而作為燃油噴射系統(tǒng)的重中之重莫過(guò)于噴油器中的噴油嘴偶件，它的工作好壞將嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及操作性，同時(shí)也涉及到廢氣的排放和機(jī)械噪音。由于加工噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷立方氮化硼砂輪直徑小，厚度薄，單個(gè)砂輪的重量很小，大概在0.1?I g之間，屬于微型砂輪。因此，目前國(guó)內(nèi)外用于噴油嘴中孔座面加工的內(nèi)圓磨砂輪批量穩(wěn)定性差，工件磨削質(zhì)量不易控制。
[0003]目前，普遍應(yīng)用的陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪采用模壓成型，它具有生產(chǎn)效率高，人工少，廢品率低，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)的制品密度范圍大，適合大、中、小各種程度的批量化生產(chǎn)，但是針對(duì)尺寸、重量特別小的微型砂輪存在弊端。由于微型砂輪本身尺寸、質(zhì)量小、而且尺寸精度要求高，但陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪成型料大都為粉料形態(tài)，混料時(shí)一般采用水溶性的甲基纖維素水溶液、糊精液、聚乙烯醇溶液或醇溶性的液體酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂溶液作為潤(rùn)濕粘結(jié)劑，在稱(chēng)量和投料的過(guò)程中由于潤(rùn)濕粘結(jié)劑中易揮發(fā)組分的揮發(fā)及成型料制備過(guò)程不可避免的料損造成所壓制的砂輪單個(gè)之間、批次之間重量一致性較差，單個(gè)砂輪重量相差可達(dá)0.02?0.05g左右，占到砂輪總重的5?25%，這將會(huì)嚴(yán)重地影響砂輪磨削性能的一致性，對(duì)砂輪的磨削品質(zhì)、穩(wěn)定一致性產(chǎn)生較大的負(fù)面作用。而且此類(lèi)微型砂輪普遍采用單模生產(chǎn)(即I套模具一次壓制I個(gè)制品)，效率低下。而若采用多模生產(chǎn)(g卩I套模具一次壓制多個(gè)制品)對(duì)模具尺寸及裝配精度的要求又非常高，模具制造成本較高，且模具的生產(chǎn)應(yīng)用操作也比較繁瑣，造成很多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明目的在于提供一種噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷立方氮化硼(CBN)砂輪。
[0005]本發(fā)明還提供了上述砂輪的制作方法及制作過(guò)程中的專(zhuān)用模具，保證了砂輪單個(gè)之間、批次之間的重量一致性，從而使砂輪磨削性能保持穩(wěn)定一致。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪，該砂輪由下述重量百分比原料制成:10?30%陶瓷結(jié)合劑、30?83%立方氮化硼(用作磨料)、0?20%單晶剛玉(用作填料)、4?20%酚醛樹(shù)脂粉末(用作粘結(jié)固化劑)和3?15%的液體石蠟(用作潤(rùn)濕劑)。
[0007]優(yōu)選的，所述砂輪由下述重量百分比原料制成:15?25%陶瓷結(jié)合劑、50?78%立方氮化硼、O?20%單晶剛玉、4?15%酚醛樹(shù)脂粉末和3?10%的液體石蠟。[0008]上述噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪的制作方法，其包括如下步驟:
1)混料:按比例取各原料，先將立方氮化硼和單晶剛玉混勻，然后添加液體石蠟對(duì)磨料和填料進(jìn)行潤(rùn)濕，再加入陶瓷結(jié)合劑混勻，最后添加酚醛樹(shù)脂粉末混合均勻；
2)熱壓成型:將步驟I)混好的料投入專(zhuān)用模具中，在熱壓機(jī)上熱壓成型，然后冷卻卸模，得到中間有若干圓形通孔的砂塊；
3)單個(gè)砂輪掏出:分別以各通孔的圓心為中心，用內(nèi)孔直徑為3?5mm的套料鉆將相應(yīng)尺寸的砂輪——掏出；
4)燒成:將用套料鉆掏出的砂輪放入爐中燒成，即得成品。
[0009]具體的，步驟2)中熱壓成型時(shí)的工藝條件為:熱壓溫度為150?200°C，壓力為30?40MPa，保溫保壓時(shí)間I?2h。
[0010]步驟3)中所述的套料鉆為金屬燒結(jié)金剛石或電鍍金剛石制品，壁厚小于1mm。
[0011]步驟4)中的燒成曲線(xiàn)為:室溫?200°C，3°C /min ;200 ?600°C，0.5 °C /min ；600。。，保溫 Ih ;600°C 以上，2°C /min ;終溫為 800 ?900。。，保溫 2h。
[0012]一種在上述制作方法中使用的專(zhuān)用模具，該模具包括中間設(shè)有四方通孔的圓柱形?？?，位于四方通孔上方的上壓頭和嵌合于四方通孔下方的下壓頭，所述上壓頭與四方通孔滑動(dòng)配合；所述下壓頭設(shè)有若干圓形通孔，且每個(gè)圓形通孔均插設(shè)有芯棒，所述芯棒伸出下壓頭。在實(shí)際生產(chǎn)中，可制作多個(gè)圓形通孔直徑及間距不同的下壓頭，依據(jù)生產(chǎn)所需砂輪的內(nèi)、外徑尺寸，直接更換不同的下壓頭即可。還可以通過(guò)調(diào)整芯棒的長(zhǎng)度及上壓頭下壓(滑)的行程來(lái)調(diào)節(jié)砂輪的內(nèi)孔深度。
[0013]本發(fā)明提供了一種批量生產(chǎn)陶瓷CBN微型砂輪(砂輪外徑尺寸小于5mm，單重小于Ig)的新方法，該方法可以顯著提高該類(lèi)微型砂輪的生產(chǎn)效率，有利于提高組織均勻性，同時(shí)保證砂輪單個(gè)之間、批次之間的重量一致性，從而使砂輪的磨削性能保持穩(wěn)定一致。
[0014]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
I)本發(fā)明砂輪配方中，添加了不易揮發(fā)的液體石蠟作為潤(rùn)濕劑，避免了通常陶瓷砂輪在混料和稱(chēng)料時(shí)因水分等易揮發(fā)性組分的自然揮發(fā)所造成的誤差。
[0015]2)砂輪配方中同時(shí)添加一定量的酚醛樹(shù)脂作為粘結(jié)固化劑，通過(guò)熱壓成型的方式，促使酚醛樹(shù)脂固化，使陶瓷砂輪的毛坯強(qiáng)度有較大提升，從而使砂輪坯體強(qiáng)度能夠滿(mǎn)足毛坯機(jī)械加工的要求。
[0016]3)砂輪配方中添加的酚醛樹(shù)脂粉在燒成過(guò)程中完全燒失，對(duì)砂輪組織產(chǎn)生造孔的作用效果；通過(guò)調(diào)節(jié)酚醛樹(shù)脂粉的添加量，可以達(dá)到調(diào)整砂輪組織密度的目的，可以一定程度地影響砂輪的磨削性能。
[0017]4)采用專(zhuān)用模具整體熱壓成型獲得平板狀的成型毛坯塊，然后采用套料鉆機(jī)械加工的方法將內(nèi)圓磨砂輪分別單個(gè)掏出，一方面提高了生產(chǎn)效率，另一方面也保證了微型砂輪單個(gè)之間、批次之間的重量一致性，同時(shí)減少了砂輪燒結(jié)后加工的工作量，降低了加工難度，提高了砂輪磨削性能的穩(wěn)定性。
[0018]5)為配合本發(fā)明的制作方式生產(chǎn)砂輪，設(shè)定特殊的燒成曲線(xiàn)對(duì)砂輪進(jìn)行燒成，保證了砂輪的產(chǎn)品質(zhì)量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0019]圖1為本發(fā)明所述模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中I為上壓頭；2為圓柱形?？颍?為添加的砂輪原料；4為芯棒；5為下壓頭；
圖2為圖1所述模具去除上壓頭后的俯視圖；
圖3為采用本發(fā)明所述模具熱壓成型后，得到中間有若干圓形通(盲)孔的砂塊的俯視
圖；
圖4為在圖3所示砂塊上采用套料鉆進(jìn)行機(jī)械分割的示意圖，圖中虛線(xiàn)為機(jī)械分割線(xiàn)。【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
[0021]實(shí)施例1
中孔磨削用砂輪,砂輪規(guī)格:1A1W 4X6X2X16.5XM2 CBN 325/400。
[0022]生產(chǎn)流程如下:
I)砂輪成型料的混配:按照20%陶瓷結(jié)合劑、63%的立方氮化硼磨料、5%單晶剛玉填料、6%酚醛樹(shù)脂粉末和6%液體石蠟潤(rùn)濕劑的重量百分比稱(chēng)量各原料。先將立方氮化硼磨料和單晶剛玉填料混勻，然后添加液體石蠟對(duì)磨料和填料進(jìn)行潤(rùn)濕，再加入陶瓷結(jié)合劑混勻，最后添加酚醛樹(shù)脂粉末混合均勻。 [0023]2)熱壓成型:將混好的成型料投入專(zhuān)用模具中，在熱壓機(jī)上熱壓成型，熱壓溫度為180°C，壓力為32MPa，保溫保壓1.5h，冷卻卸模，得到中間有若干圓形通孔的砂塊(見(jiàn)圖3)。
[0024]3)單個(gè)砂輪掏出:分別以各通孔的圓心為中心,用內(nèi)孔直徑4.2mm、壁厚0.6mm的金屬燒結(jié)金剛石套料鉆將相應(yīng)尺寸的砂輪一一掏出，采用套料鉆對(duì)砂塊進(jìn)行機(jī)械分割的示意圖見(jiàn)圖4，分割后共獲得25個(gè)砂輪。
[0025]4)燒成:將用套料鉆掏出的砂輪放入爐子中進(jìn)行燒成，獲得砂輪成品。燒成曲線(xiàn)為，室溫~200 0C, 30C /min ；200 ~600°C, 0.5 °C /min ;600°C，保溫 Ih ;600°C 以上，2°C /min;終溫為860°C，保溫2h。所得砂輪成品的磨削效果見(jiàn)表1，由表1可以直觀看出:本發(fā)明砂輪產(chǎn)品在耐用度、壽命及批次性能穩(wěn)定性方面遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)內(nèi)、外砂輪產(chǎn)品。
[0026]如圖1和2所示，一種上述噴油嘴中孔磨削用砂輪制作方法中使用的專(zhuān)用模具，該模具包括中間設(shè)有四方通孔的圓柱形?？?，位于四方通孔上方的上壓頭I和嵌合于四方通孔下方的下壓頭5，所述上壓頭I與四方通孔滑動(dòng)配合；所述下壓頭5設(shè)有若干圓形通孔，且每個(gè)圓形通孔均插設(shè)有芯棒4，所述芯棒4伸出下壓頭5。使用時(shí)砂輪原料3投入模具中，芯棒4直徑為2mm,芯棒露出下壓頭6mm,壓制時(shí)上壓頭I行進(jìn)到與芯棒4頂端接觸時(shí)停止。
[0027]表1、實(shí)施例1砂輪與國(guó)內(nèi)外砂輪產(chǎn)品的磨削效果
【權(quán)利要求】
1.一種噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪，其特征在于，該砂輪由下述重量百分比原料制成:10?30%陶瓷結(jié)合劑、30?83%立方氮化硼、O?20%單晶剛玉、4?20%酚醛樹(shù)脂粉末和3?15%的液體石蠟。
2.如權(quán)利要求1所述的噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪，其特征在于，該砂輪由下述重量百分比原料制成:15?25%陶瓷結(jié)合劑、50?78%立方氮化硼、O?20%單晶剛玉、4?15%酚醛樹(shù)脂粉末和3?10%的液體石蠟。
3.如權(quán)利要求1或2所述噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)混料:按比例取各原料，先將立方氮化硼和單晶剛玉混勻，然后添加液體石蠟對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)濕，再加入陶瓷結(jié)合劑混勻，最后添加酚醛樹(shù)脂粉末混合均勻； 2)熱壓成型:將步驟I)混好的料投入專(zhuān)用模具中，在熱壓機(jī)上熱壓成型，然后冷卻卸模，得到中間有若干圓形通孔的砂塊； 3)單個(gè)砂輪掏出:分別以各通孔的圓心為中心，用內(nèi)孔直徑為3?5mm的套料鉆將相應(yīng)尺寸的砂輪——掏出； 4)燒成:將用套料鉆掏出的砂輪放入爐中燒成，即得成品。
4.如權(quán)利要求3所述噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪的制作方法，其特征在于，步驟2)中熱壓成型時(shí)的工藝條件為:熱壓溫度為150?200°C，壓力為30?40MPa，保溫保壓時(shí)間I?2h。
5.如權(quán)利要求3所述噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪的制作方法，其特征在于，步驟3)中所述的套料鉆為金屬燒結(jié)金剛石或電鍍金剛石制品，壁厚小于1mm。
6.如權(quán)利要求3所述噴油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂輪的制作方法，其特征在于，步驟 4)中的燒成曲線(xiàn)為:室溫?200。。，3。。/min ；200 ?600。。，0.5°C /min ;600°C，保溫 Ih ；600°C 以上，2°C /min ;終溫為 800 ?900。。，保溫 2h。
7.—種在權(quán)利要求3所述制作方法中使用的專(zhuān)用模具，其特征在于，該模具包括中間設(shè)有四方通孔的圓柱形?？颍挥谒姆酵咨戏降纳蠅侯^和嵌合于四方通孔下方的下壓頭，所述上壓頭與四方通孔滑動(dòng)配合；所述下壓頭設(shè)有若干圓形通孔，且每個(gè)圓形通孔均插設(shè)有芯棒，所述芯棒伸出下壓頭。
【文檔編號(hào)】B24D3/14GK103978445SQ201410210635
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】楊威, 王志起, 魯濤, 高會(huì)強(qiáng) 申請(qǐng)人:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司