一種固著磨粒磨盤的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及精密和超精密加工技術領域，尤其是一種固著磨料磨盤的制作方法。
【背景技術】
[0002]磨盤是工業生產的重要工具之一。隨著工業部門向著高速度、高精度、高效率方面發展，研磨拋光加工應用范圍將越來越廣，對磨盤的質量等要求也不斷提高。磨盤主要由磨粒、結合劑和氣孔三部分組成，它們構成磨盤的總體。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;結合劑粘結磨粒使磨具成為具有一定形狀和硬度;磨粒和結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，散發熱量，促進冷卻液的流動。
[0003]傳統磨盤制作時(以樹脂結合劑磨盤為例)，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、熱傳導或對流等方式將熱量傳遞到磨盤坯體的表面，然后熱傳遞到物體的內部，是一種從外到內的升溫過程，物體表面和內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，磨盤將產生開裂、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量的瓶頸。
[0004]因此，研發一種固著磨粒磨盤坯體高效加熱硬化成型尤為必要。
【發明內容】
[0005]為了克服現有固著磨粒磨盤制作技術的容易開裂、效率較低、無法適用于大尺寸的不足，本發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]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[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)選用的磨粒為介質材料，所述介質材料含有極性分子，將磨粒、結合劑、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；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內部，實現整體加熱。
[0010]進一步，所述步驟I)中，按質量百分比計，磨粒、結合劑和填料劑分別為:磨粒，60?90 % ;結合劑5?30 %，填料劑I?10 %。
[0011]再進一步，所述的結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]本發明的技術構思為:在固著磨粒磨盤制造過程中，將按一定質量百分比混合的磨粒、結合劑、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。在所述的微波電磁場的作用下，所述的介質材料(磨粒)中處于熱運動狀態的極性分子轉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化為熱能，從而使介質的溫度升高;進而使得磨盤整體加熱，微波均勻滲透到物體的內部，改善了加熱的均勻性。改變了傳統固著磨粒磨盤熱固化成型加熱利用熱輻射、熱傳導或對流等方式將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部，磨盤坯體表面和內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]本發明的有益效果主要表現在: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部，改善了加熱的均勻性，解決傳統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部，磨盤坯體表面和內部存在較大溫度梯度，防止開裂、翹曲等磨盤成型缺陷產生;2.與傳統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]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[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)選用的磨粒為介質材料，所述介質材料含有極性分子，將磨粒、結合劑、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；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內部，實現整體加熱。
[0020]進一步，所述步驟I)中，按質量百分比計，磨粒、結合劑和填料劑分別為:磨粒，60?90 % ;結合劑5?30 %，填料劑I?10 %。
[0021]再進一步，所述的結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的磨粒為介質材料，所述介質材料含有極性分子，所述裝置還包括用于使得腔體內發生微波電磁場實現加熱的微波發生器4，所述磨盤模具2位于微波發生器的腔體8。
[0024]進一步，所述支架5安裝在旋轉臺6上，所述旋轉臺6的轉軸伸出所述腔體外，所述轉軸與驅動裝置7連接。
[0025]所述微波發生器的腔體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，所述的介質材料中處于熱運動狀態的極性分子轉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化為熱能，從而使介質的溫度升高;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:按質量百分比計，氧化鋁磨粒，70% ;結合劑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:按質量百分比計，氧化鋁磨粒，60% ;結合劑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:按質量百分比計，氧化鋁磨粒:90% ;結合劑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:按質量百分比計，氧化鋁磨粒，80%;結合劑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，實現磨粒、結合劑、填料劑混合均勻；將混合好的固結磨粒磨盤制作材料均勻平鋪于磨盤模具型腔內，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；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部，實現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上的微波發生器4向固著磨粒磨盤坯體I發出微波。電機7通過旋轉臺6、支架5帶動磨盤坯體I和磨盤模具2旋轉，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安裝在微波感應加熱器腔體8上，監測磨盤模具2表面溫度，進而控制微波發生器4發射功率。
【主權項】
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)選用的磨粒為介質材料，所述介質材料含有極性分子，將磨粒、結合劑、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；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內部，實現整體加熱。2.如權利要求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，按質量百分比計，磨粒、結合劑和填料劑分別為:磨粒，60?90 % ；結合劑5?30 %，填料劑I?10%。3.如權利要求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、環氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯或聚酰亞胺。4.如權利要求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、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)選用的磨粒為介質材料，所述介質材料含有極性分子，將磨粒、結合劑、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；利用微波均勻滲透到磨盤坯體內部，介質材料(磨粒)中處于熱運動狀態的極性分子轉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化為熱能，從而使介質的溫度升高，進而使得磨盤整體加熱。本發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
【申請號】CN201610075213
【發明人】鄧乾發, 呂冰海, 杭偉, 郭偉剛
【申請人】浙江工業大學
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2016年2月3日