一种固着磨粒磨盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密和超精密加工技术领域，尤其是一种固着磨料磨盘的制作方法。
【背景技术】
[0002]磨盘是工业生产的重要工具之一。随着工业部门向着高速度、高精度、高效率方面发展，研磨抛光加工应用范围将越来越广，对磨盘的质量等要求也不断提高。磨盘主要由磨粒、结合剂和气孔三部分组成，它们构成磨盘的总体。磨盘中的磨粒起着切削刃的作用，用于切削被加工物的表面;结合剂粘结磨粒使磨具成为具有一定形状和硬度;磨粒和结合剂间的空隙称为气孔，有助于在磨削过程中容纳和排除磨肩，散发热量，促进冷却液的流动。
[0003]传统磨盘制作时(以树脂结合剂磨盘为例)，在成型方法上主要为热压成型，对磨盘坯体加热硬化成型多是利用热辐射、热传导或对流等方式将热量传递到磨盘坯体的表面，然后热传递到物体的内部，是一种从外到内的升温过程，物体表面和内部存在较大温度梯度。磨盘坯体加热硬化成型过程温度控制不当，磨盘将产生开裂、翘曲等成型磨盘缺陷，影响磨盘使用。特别是磨盘尺寸越大、磨盘坯体加热硬化成型越困难，磨盘坯体加热硬化成型已成为约束磨盘质量的瓶颈。
[0004]因此，研发一种固着磨粒磨盘坯体高效加热硬化成型尤为必要。
【发明内容】
[0005]为了克服现有固着磨粒磨盘制作技术的容易开裂、效率较低、无法适用于大尺寸的不足，本发明提供一种避免开裂、效率较高、有效适用于大尺寸的固着磨粒磨盘制作方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]—种固着磨粒磨盘制作方法，其特征在于:所述制作方法包括以下步骤:
[0008]I)选用的磨粒为介质材料，所述介质材料含有极性分子，将磨粒、结合剂、填料剂混合后置于磨盘模具中，加压成型；
[0009]2)将加压成型后的固着磨粒磨盘坯体，置于微波电磁场内；利用微波均匀渗透到磨盘坯体内部，实现整体加热。
[0010]进一步，所述步骤I)中，按质量百分比计，磨粒、结合剂和填料剂分别为:磨粒，60?90 % ;结合剂5?30 %，填料剂I?10 %。
[0011]再进一步，所述的结合剂为以下一种或两种及两种以上组合:酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺。
[0012]所述的磨粒为以下一种或两种及两种以上组合:氧化铈、氧化硅、氧化铁、氧化镁、氧化铬、氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚石。
[0013]本发明的技术构思为:在固着磨粒磨盘制造过程中，将按一定质量百分比混合的磨粒、结合剂、填料剂，置于一定形状的模具中，加压成型。然后将加压成型后的固着磨粒磨盘还体，置于微波电磁场内。在所述的微波电磁场的作用下，所述的介质材料(磨粒)中处于热运动状态的极性分子转向按照电磁场的交变方向排列取向，在这一过程中交变电磁场的能量转化为热能，从而使介质的温度升高;进而使得磨盘整体加热，微波均匀渗透到物体的内部，改善了加热的均匀性。改变了传统固着磨粒磨盘热固化成型加热利用热辐射、热传导或对流等方式将热量传递到被加热磨盘坯体的表面，然后热传递到磨盘坯体内部，磨盘坯体表面和内部存在较大温度梯度，进而造成固着磨粒磨盘开裂、翘曲等成型磨盘缺陷。
[0014]本发明的有益效果主要表现在:1.在固着磨粒磨盘热固化时，采用微波电磁加热方式，微波可均匀渗透到磨盘坯体的内部，改善了加热的均匀性，解决传统热固化方式中热量传递到被加热磨盘坯体的表面，然后热传递到磨盘坯体内部，磨盘坯体表面和内部存在较大温度梯度，防止开裂、翘曲等磨盘成型缺陷产生;2.与传统热固化加热方式相比，微波电磁加热方式热固化成型固着磨粒磨盘的加工成本降低，并且制作方便。
【附图说明】
[0015]图1微波电磁加热制作固着磨粒磨盘示意图
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0017]参照图1，一种固着磨粒磨盘制作方法，其特征在于:所述制作方法包括以下步骤:
[0018]I)选用的磨粒为介质材料，所述介质材料含有极性分子，将磨粒、结合剂、填料剂混合后置于磨盘模具中，加压成型；
[0019]2)将加压成型后的固着磨粒磨盘坯体，置于微波电磁场内；利用微波均匀渗透到磨盘坯体内部，实现整体加热。
[0020]进一步，所述步骤I)中，按质量百分比计，磨粒、结合剂和填料剂分别为:磨粒，60?90 % ;结合剂5?30 %，填料剂I?10 %。
[0021]再进一步，所述的结合剂为以下一种或两种及两种以上组合:酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺。
[0022]所述的磨粒为以下一种或两种及两种以上组合:氧化铈、氧化硅、氧化铁、氧化镁、氧化铬、氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚石。
[0023]参照图1，一种固着磨粒磨盘制作装置，包括用于放置固着磨粒磨盘坯体I的磨盘模具2，所述磨盘模具2安装在支架5上，其特征在于:所述固着磨粒磨盘坯体I的磨粒为介质材料，所述介质材料含有极性分子，所述装置还包括用于使得腔体内发生微波电磁场实现加热的微波发生器4，所述磨盘模具2位于微波发生器的腔体8。
[0024]进一步，所述支架5安装在旋转台6上，所述旋转台6的转轴伸出所述腔体外，所述转轴与驱动装置7连接。
[0025]所述微波发生器的腔体8安装红外测温仪3。
[0026]本实施例中，固着磨粒磨盘置于微波电磁场中，所述的磨粒为介质材料，其含有极性分子;在所述的微波电磁场的作用下，所述的介质材料中处于热运动状态的极性分子转向按照电磁场的交变方向排列取向，在这一过程中交变电磁场的能量转化为热能，从而使介质的温度升高;进而使得磨盘整体加热，微波均匀渗透到物体的内部，改善了加热的均匀性。
[0027]本实施例中，实例I:所述的基于微波电磁均匀加热的固着磨粒磨盘包括以下组份:按质量百分比计，氧化铝磨粒，70% ;结合剂20%，填料剂10%，控制磨盘模具表面温度100° ±5° ;实例2:所述的基于微波电磁均匀加热的固着磨粒磨盘包括以下组份:按质量百分比计，氧化铝磨粒，60% ;结合剂30%，填料剂10%，控制磨盘模具表面温度150° ±5° ;实例3:所述的基于微波电磁均匀加热的固着磨粒磨盘包括以下组份:按质量百分比计，氧化铝磨粒:90% ;结合剂5%，填料剂5%，控制磨盘模具表面温度120° ±5° ;实例4:所述的基于微波电磁均匀加热的固着磨粒磨盘包括以下组份:按质量百分比计，氧化铝磨粒，80%;结合剂19%，填料剂I %，控制磨盘模具表面温度100° ±5°。
[0028]在制作所述的固着磨粒磨盘时，首先将所述的磨盘各组成成份充分均匀混合;过程采用振动方式搅拌混合，实现磨粒、结合剂、填料剂混合均匀；将混合好的固结磨粒磨盘制作材料均匀平铺于磨盘模具型腔内，将所述的磨盘模具置于压机中，压制成型;然后再将所述的固着磨粒磨盘保压在所述的磨盘模具型腔内；将带有固着磨粒磨盘的所述的磨盘模具置于微波电磁场;所述的微波电磁场产生2.4Hz微波，输出功率为IkW;所述的微波均匀渗透到所述的固着磨粒磨盘坯体的内部，实现所述的固着磨粒磨盘整体均匀加热;微波加热1min，固着磨粒磨盘固化成型。
[0029]图1微波电磁加热制作固着磨粒磨盘示意图。将已加压成型的固着磨粒磨盘坯体I连同磨盘模具2—起置于旋转台6上支架5上，磨盘模具2采用陶瓷材料制作，磨盘模具外有保温石棉。固化时，微波电磁加热器腔体8上的微波发生器4向固着磨粒磨盘坯体I发出微波。电机7通过旋转台6、支架5带动磨盘坯体I和磨盘模具2旋转，使微波均匀渗透磨盘坯体
I。固化开始阶段，因为磨盘模具2陶瓷材料的吸波性能，有助于固着磨粒磨盘坯体迅速升速。微波固化的最后阶段，依靠磨盘模具2外保温石棉的保温作用加热固着磨粒磨盘坯体。红外测温仪3安装在微波感应加热器腔体8上，监测磨盘模具2表面温度，进而控制微波发生器4发射功率。
【主权项】
1.一种固着磨粒磨盘制作方法，其特征在于:所述制作方法包括以下步骤: 1)选用的磨粒为介质材料，所述介质材料含有极性分子，将磨粒、结合剂、填料剂混合后置于磨盘模具中，加压成型； 2)将加压成型后的固着磨粒磨盘坯体，置于微波电磁场内；利用微波均匀渗透到磨盘坯体内部，实现整体加热。2.如权利要求1所述的一种固着磨粒磨盘制作方法，其特征在于:所述步骤I)中，按质量百分比计，磨粒、结合剂和填料剂分别为:磨粒，60?90 % ；结合剂5?30 %，填料剂I?10%。3.如权利要求1或2所述的一种固着磨粒磨盘制作方法，其特征在于:所述的结合剂为以下一种或两种及两种以上组合:酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺一甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺。4.如权利要求1或2所述的一种固着磨粒磨盘制作方法，其特征在于:所述的磨粒为以下一种或两种及两种以上组合:氧化铺、氧化娃、氧化铁、氧化镁、氧化络、氧化铝、碳化娃、碳化硼或金刚石。
【专利摘要】一种固着磨粒磨盘制作方法，所述制作方法包括以下步骤：1)选用的磨粒为介质材料，所述介质材料含有极性分子，将磨粒、结合剂、填料剂混合后置于磨盘模具中，加压成型；2)将加压成型后的固着磨粒磨盘坯体，置于微波电磁场内；利用微波均匀渗透到磨盘坯体内部，介质材料(磨粒)中处于热运动状态的极性分子转向按照电磁场的交变方向排列取向，将交变电磁场的能量转化为热能，从而使介质的温度升高，进而使得磨盘整体加热。本发明提供一种避免开裂、效率较高、有效适用于大尺寸的固着磨粒磨盘制作方法。
【IPC分类】B24D18/00, B24D3/28
【公开号】CN105583742
【申请号】CN201610075213
【发明人】邓乾发, 吕冰海, 杭伟, 郭伟刚
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年2月3日