一種固著磨粒磨盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密和超精密加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種固著磨料磨盤的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磨盤是工業(yè)生產(chǎn)的重要工具之一。隨著工業(yè)部門向著高速度、高精度、高效率方面發(fā)展，研磨拋光加工應(yīng)用范圍將越來越廣，對磨盤的質(zhì)量等要求也不斷提高。磨盤主要由磨粒、結(jié)合劑和氣孔三部分組成，它們構(gòu)成磨盤的總體。磨盤中的磨粒起著切削刃的作用，用于切削被加工物的表面;結(jié)合劑粘結(jié)磨粒使磨具成為具有一定形狀和硬度;磨粒和結(jié)合劑間的空隙稱為氣孔，有助于在磨削過程中容納和排除磨肩，散發(fā)熱量，促進冷卻液的流動。
[0003]傳統(tǒng)磨盤制作時(以樹脂結(jié)合劑磨盤為例)，在成型方法上主要為熱壓成型，對磨盤坯體加熱硬化成型多是利用熱輻射、熱傳導(dǎo)或?qū)α鞯确绞綄崃總鬟f到磨盤坯體的表面，然后熱傳遞到物體的內(nèi)部，是一種從外到內(nèi)的升溫過程，物體表面和內(nèi)部存在較大溫度梯度。磨盤坯體加熱硬化成型過程溫度控制不當(dāng)，磨盤將產(chǎn)生開裂、翹曲等成型磨盤缺陷，影響磨盤使用。特別是磨盤尺寸越大、磨盤坯體加熱硬化成型越困難，磨盤坯體加熱硬化成型已成為約束磨盤質(zhì)量的瓶頸。
[0004]因此，研發(fā)一種固著磨粒磨盤坯體高效加熱硬化成型尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有固著磨粒磨盤制作技術(shù)的容易開裂、效率較低、無法適用于大尺寸的不足，本發(fā)明提供一種避免開裂、效率較高、有效適用于大尺寸的固著磨粒磨盤制作方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種固著磨粒磨盤制作方法，其特征在于:所述制作方法包括以下步驟:
[0008]I)選用的磨粒為介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材料含有極性分子，將磨粒、結(jié)合劑、填料劑混合后置于磨盤模具中，加壓成型；
[0009]2)將加壓成型后的固著磨粒磨盤坯體，置于微波電磁場內(nèi)；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內(nèi)部，實現(xiàn)整體加熱。
[0010]進一步，所述步驟I)中，按質(zhì)量百分比計，磨粒、結(jié)合劑和填料劑分別為:磨粒，60?90 % ;結(jié)合劑5?30 %，填料劑I?10 %。
[0011]再進一步，所述的結(jié)合劑為以下一種或兩種及兩種以上組合:酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯或聚酰亞胺。
[0012]所述的磨粒為以下一種或兩種及兩種以上組合:氧化鈰、氧化硅、氧化鐵、氧化鎂、氧化鉻、氧化鋁、碳化硅、碳化硼或金剛石。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:在固著磨粒磨盤制造過程中，將按一定質(zhì)量百分比混合的磨粒、結(jié)合劑、填料劑，置于一定形狀的模具中，加壓成型。然后將加壓成型后的固著磨粒磨盤還體，置于微波電磁場內(nèi)。在所述的微波電磁場的作用下，所述的介質(zhì)材料(磨粒)中處于熱運動狀態(tài)的極性分子轉(zhuǎn)向按照電磁場的交變方向排列取向，在這一過程中交變電磁場的能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而使介質(zhì)的溫度升高;進而使得磨盤整體加熱，微波均勻滲透到物體的內(nèi)部，改善了加熱的均勻性。改變了傳統(tǒng)固著磨粒磨盤熱固化成型加熱利用熱輻射、熱傳導(dǎo)或?qū)α鞯确绞綄崃總鬟f到被加熱磨盤坯體的表面，然后熱傳遞到磨盤坯體內(nèi)部，磨盤坯體表面和內(nèi)部存在較大溫度梯度，進而造成固著磨粒磨盤開裂、翹曲等成型磨盤缺陷。
[0014]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1.在固著磨粒磨盤熱固化時，采用微波電磁加熱方式，微波可均勻滲透到磨盤坯體的內(nèi)部，改善了加熱的均勻性，解決傳統(tǒng)熱固化方式中熱量傳遞到被加熱磨盤坯體的表面，然后熱傳遞到磨盤坯體內(nèi)部，磨盤坯體表面和內(nèi)部存在較大溫度梯度，防止開裂、翹曲等磨盤成型缺陷產(chǎn)生;2.與傳統(tǒng)熱固化加熱方式相比，微波電磁加熱方式熱固化成型固著磨粒磨盤的加工成本降低，并且制作方便。
【附圖說明】
[0015]圖1微波電磁加熱制作固著磨粒磨盤示意圖
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0017]參照圖1，一種固著磨粒磨盤制作方法，其特征在于:所述制作方法包括以下步驟:
[0018]I)選用的磨粒為介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材料含有極性分子，將磨粒、結(jié)合劑、填料劑混合后置于磨盤模具中，加壓成型；
[0019]2)將加壓成型后的固著磨粒磨盤坯體，置于微波電磁場內(nèi)；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內(nèi)部，實現(xiàn)整體加熱。
[0020]進一步，所述步驟I)中，按質(zhì)量百分比計，磨粒、結(jié)合劑和填料劑分別為:磨粒，60?90 % ;結(jié)合劑5?30 %，填料劑I?10 %。
[0021]再進一步，所述的結(jié)合劑為以下一種或兩種及兩種以上組合:酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯或聚酰亞胺。
[0022]所述的磨粒為以下一種或兩種及兩種以上組合:氧化鈰、氧化硅、氧化鐵、氧化鎂、氧化鉻、氧化鋁、碳化硅、碳化硼或金剛石。
[0023]參照圖1，一種固著磨粒磨盤制作裝置，包括用于放置固著磨粒磨盤坯體I的磨盤模具2，所述磨盤模具2安裝在支架5上，其特征在于:所述固著磨粒磨盤坯體I的磨粒為介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材料含有極性分子，所述裝置還包括用于使得腔體內(nèi)發(fā)生微波電磁場實現(xiàn)加熱的微波發(fā)生器4，所述磨盤模具2位于微波發(fā)生器的腔體8。
[0024]進一步，所述支架5安裝在旋轉(zhuǎn)臺6上，所述旋轉(zhuǎn)臺6的轉(zhuǎn)軸伸出所述腔體外，所述轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動裝置7連接。
[0025]所述微波發(fā)生器的腔體8安裝紅外測溫儀3。
[0026]本實施例中，固著磨粒磨盤置于微波電磁場中，所述的磨粒為介質(zhì)材料，其含有極性分子;在所述的微波電磁場的作用下，所述的介質(zhì)材料中處于熱運動狀態(tài)的極性分子轉(zhuǎn)向按照電磁場的交變方向排列取向，在這一過程中交變電磁場的能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而使介質(zhì)的溫度升高;進而使得磨盤整體加熱，微波均勻滲透到物體的內(nèi)部，改善了加熱的均勻性。
[0027]本實施例中，實例I:所述的基于微波電磁均勻加熱的固著磨粒磨盤包括以下組份:按質(zhì)量百分比計，氧化鋁磨粒，70% ;結(jié)合劑20%，填料劑10%，控制磨盤模具表面溫度100° ±5° ;實例2:所述的基于微波電磁均勻加熱的固著磨粒磨盤包括以下組份:按質(zhì)量百分比計，氧化鋁磨粒，60% ;結(jié)合劑30%，填料劑10%，控制磨盤模具表面溫度150° ±5° ;實例3:所述的基于微波電磁均勻加熱的固著磨粒磨盤包括以下組份:按質(zhì)量百分比計，氧化鋁磨粒:90% ;結(jié)合劑5%，填料劑5%，控制磨盤模具表面溫度120° ±5° ;實例4:所述的基于微波電磁均勻加熱的固著磨粒磨盤包括以下組份:按質(zhì)量百分比計，氧化鋁磨粒，80%;結(jié)合劑19%，填料劑I %，控制磨盤模具表面溫度100° ±5°。
[0028]在制作所述的固著磨粒磨盤時，首先將所述的磨盤各組成成份充分均勻混合;過程采用振動方式攪拌混合，實現(xiàn)磨粒、結(jié)合劑、填料劑混合均勻；將混合好的固結(jié)磨粒磨盤制作材料均勻平鋪于磨盤模具型腔內(nèi)，將所述的磨盤模具置于壓機中，壓制成型;然后再將所述的固著磨粒磨盤保壓在所述的磨盤模具型腔內(nèi)；將帶有固著磨粒磨盤的所述的磨盤模具置于微波電磁場;所述的微波電磁場產(chǎn)生2.4Hz微波，輸出功率為IkW;所述的微波均勻滲透到所述的固著磨粒磨盤坯體的內(nèi)部，實現(xiàn)所述的固著磨粒磨盤整體均勻加熱;微波加熱1min，固著磨粒磨盤固化成型。
[0029]圖1微波電磁加熱制作固著磨粒磨盤示意圖。將已加壓成型的固著磨粒磨盤坯體I連同磨盤模具2—起置于旋轉(zhuǎn)臺6上支架5上，磨盤模具2采用陶瓷材料制作，磨盤模具外有保溫石棉。固化時，微波電磁加熱器腔體8上的微波發(fā)生器4向固著磨粒磨盤坯體I發(fā)出微波。電機7通過旋轉(zhuǎn)臺6、支架5帶動磨盤坯體I和磨盤模具2旋轉(zhuǎn)，使微波均勻滲透磨盤坯體
I。固化開始階段，因為磨盤模具2陶瓷材料的吸波性能，有助于固著磨粒磨盤坯體迅速升速。微波固化的最后階段，依靠磨盤模具2外保溫石棉的保溫作用加熱固著磨粒磨盤坯體。紅外測溫儀3安裝在微波感應(yīng)加熱器腔體8上，監(jiān)測磨盤模具2表面溫度，進而控制微波發(fā)生器4發(fā)射功率。
【主權(quán)項】
1.一種固著磨粒磨盤制作方法，其特征在于:所述制作方法包括以下步驟: 1)選用的磨粒為介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材料含有極性分子，將磨粒、結(jié)合劑、填料劑混合后置于磨盤模具中，加壓成型； 2)將加壓成型后的固著磨粒磨盤坯體，置于微波電磁場內(nèi)；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內(nèi)部，實現(xiàn)整體加熱。2.如權(quán)利要求1所述的一種固著磨粒磨盤制作方法，其特征在于:所述步驟I)中，按質(zhì)量百分比計，磨粒、結(jié)合劑和填料劑分別為:磨粒，60?90 % ；結(jié)合劑5?30 %，填料劑I?10%。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種固著磨粒磨盤制作方法，其特征在于:所述的結(jié)合劑為以下一種或兩種及兩種以上組合:酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺一甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯或聚酰亞胺。4.如權(quán)利要求1或2所述的一種固著磨粒磨盤制作方法，其特征在于:所述的磨粒為以下一種或兩種及兩種以上組合:氧化鋪、氧化娃、氧化鐵、氧化鎂、氧化絡(luò)、氧化鋁、碳化娃、碳化硼或金剛石。
【專利摘要】一種固著磨粒磨盤制作方法，所述制作方法包括以下步驟：1)選用的磨粒為介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材料含有極性分子，將磨粒、結(jié)合劑、填料劑混合后置于磨盤模具中，加壓成型；2)將加壓成型后的固著磨粒磨盤坯體，置于微波電磁場內(nèi)；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內(nèi)部，介質(zhì)材料(磨粒)中處于熱運動狀態(tài)的極性分子轉(zhuǎn)向按照電磁場的交變方向排列取向，將交變電磁場的能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而使介質(zhì)的溫度升高，進而使得磨盤整體加熱。本發(fā)明提供一種避免開裂、效率較高、有效適用于大尺寸的固著磨粒磨盤制作方法。
【IPC分類】B24D18/00, B24D3/28
【公開號】CN105583742
【申請?zhí)枴緾N201610075213
【發(fā)明人】鄧乾發(fā), 呂冰海, 杭偉, 郭偉剛
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2016年2月3日