樹(shù)脂砂輪制造中的常見(jiàn)問(wèn)題

　　以磨料磨具為工具的磨削加工，是機械加工方法中非常重要的一類(lèi)方法，而且是精密加工和超精加工***基本的和***的加工方法，在工業(yè)上得到廣泛的應用。樹(shù)脂磨具是磨料磨具的重要組成部分，是工業(yè)生產(chǎn)應用的重要磨削工具之一。為促進(jìn)行業(yè)技術(shù)交流，幫助客戶(hù)解決樹(shù)脂砂輪制造過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題。本文主要介紹樹(shù)脂砂輪制造中的常見(jiàn)問(wèn)題。

　　一、樹(shù)脂砂輪產(chǎn)生質(zhì)量不穩定的原因分析

　　樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生許多質(zhì)量問(wèn)題，由于樹(shù)脂砂輪制造屬于復合材料多學(xué)科綜合，所以產(chǎn)生原因復雜繁多。

　　原材料問(wèn)題

　　樹(shù)脂砂輪是由多種主、輔原材料構成的復雜物系，只要材料是磨料和結合劑，輔助材料則包括填料、增強材料、著(zhù)色劑等。

　　1.磨料方面應該關(guān)注的問(wèn)題

　　目前市場(chǎng)上磨料質(zhì)量參差不齊，主要表現為：

　?。?）.磨料的化學(xué)成份往往是合格的，但物理性能差；主要表現在磨料的堆積密度與國外還有差距。

　?。?）.磨料的粒度組成混亂，與標準的規定相差較大；主要表現在同一粒度磨料的基本粒含量與國外有差距。

　　2.結合劑方面，主要是酚醛樹(shù)脂：

　?。?）.樹(shù)脂質(zhì)量穩定性問(wèn)題，尤其是樹(shù)脂中游離酚含量的高低。過(guò)高的游離酚含量，會(huì )加速樹(shù)脂砂輪加熱硬化后的樹(shù)脂裂解，影響砂輪的強度；

　?。?）.樹(shù)脂粉與烏洛托品混合均勻性，烏洛托品作為樹(shù)脂的硬化劑，烏洛托品加入量不足，樹(shù)脂硬化不完全，影響砂輪的強度和硬度；含量過(guò)高，則過(guò)量的烏洛托品不與樹(shù)脂結合，在硬化過(guò)程中分解揮發(fā)，使砂輪的氣孔增多，降低其強度和硬度。

　?。?）.結合劑粒度過(guò)粗或過(guò)細：

　　一般認為，結合劑的粒度以細為宜，這有利于使結合劑分布均勻。粒度過(guò)粗，則成型料不易混合均勻，影響砂輪的硬度和強度。即使是對于粒度較粗的樹(shù)脂薄片切割砂輪和鈸形砂輪來(lái)講，其選用的結合劑（樹(shù)脂粉）粒度也應細于320#。

　　但是如果酚醛樹(shù)脂粉的粒度過(guò)細，給混料帶來(lái)了困難，很難做到混合料的均勻性，進(jìn)而影響了樹(shù)脂砂輪的切磨削性能。

　　樹(shù)脂砂輪制造工藝問(wèn)題

　　樹(shù)脂砂輪制造是工藝性很強的工業(yè)產(chǎn)品，在配混料、成型、硬化、加工等工序存在問(wèn)題較多。

　?。?）.混料工序：混料的關(guān)鍵是均勻性，成型料應達到：各成份分布均勻，保持松散性，但不宜出現明顯漏粉，必須保證攤料均勻，具有良好的成型性能。

　?。?）.成型工序：目前國內大多數是旋轉攤料機構，但由于旋轉攤料機構的局限性，造成很大制造企業(yè)有的企業(yè)員工操作不得要領(lǐng)，混合料分布不均，行位公差及靜平衡超差。

　?。?）.硬化工序：這是***關(guān)鍵的生產(chǎn)工序，容易造成質(zhì)量問(wèn)題的因素有兩個(gè)，一是固化烘箱或燒成窯的溫差太大；二是裝爐的方式不當。硬化爐窯溫差過(guò)大，致使樹(shù)脂砂輪硬化偏離了設定的硬化規范（硬化曲線(xiàn)），使砂輪的固化（硬化）質(zhì)量得不到充分保證。

　?。?）.加工工序（主要是大直徑高厚度樹(shù)脂砂輪）：樹(shù)脂砂輪尤其是大直徑和高厚度，或者要求尺寸公差嚴格的砂輪在硬化后要進(jìn)行加工，以保證砂輪的幾何尺寸、形位公差。

　?。?）.生產(chǎn)配方、工藝參數生搬硬套。

　　設備工裝問(wèn)題

　?。?）.設備問(wèn)題：生產(chǎn)設備是砂輪生產(chǎn)的重要物質(zhì)條件，有的企業(yè)一是設備不足，如沒(méi)有缺少好的混料機，油壓機噸位規格偏小等；同時(shí)設備維護保養差，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證。

　?。?））.工裝問(wèn)題：規模較小的樹(shù)脂砂輪企業(yè)部分企業(yè)工裝管理薄弱，沒(méi)有良好的存放場(chǎng)所，在生產(chǎn)現場(chǎng)亂堆亂放。

　　檢驗設備問(wèn)題

　?。?）.原材料檢驗、過(guò)程檢驗、出廠(chǎng)檢驗，是樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施有效檢驗控制的重要內容，但真正做到規范管理、標準化管理的生產(chǎn)企業(yè)較少。主要問(wèn)題有制度不全，職能不落實(shí)，管理不嚴，檢驗設備短缺失控，檢驗人員業(yè)務(wù)素質(zhì)較差等。

　?。?）.檢驗設備設置不全

　　檢驗設備不齊全，樹(shù)脂砂輪的檢驗設備有3大件：即回轉強度試驗機；噴砂硬度機(或洛氏硬度機)——樹(shù)脂切片、磨片除外；靜平衡器（對金剛石砂輪還需要動(dòng)平衡器），其它還應有薄片砂輪端面、徑向跳動(dòng)測定儀、內徑量規、游標卡尺、砂輪切割性能試驗機等。

　　檢驗設備缺乏應有的維護和保養。

　　二、樹(shù)脂砂輪品質(zhì)穩定性如何保持

　　本文僅就原材料主要是酚醛樹(shù)脂和玻纖網(wǎng)片如何影響樹(shù)脂砂輪的品質(zhì)穩定性進(jìn)行分析。

　　樹(shù)脂砂輪的品質(zhì)穩定性***突出的表現在如下兩方面：

　?。?）.樹(shù)脂砂輪在一定周期內（正?？諝鉁囟葷穸葪l件下），產(chǎn)品強度和切磨削性能的變化情況；

　?。?）.樹(shù)脂砂輪在生產(chǎn)周期內（如一年內不同季節）每批次砂輪強度和切磨削性能的變化情況。

　　上述兩種情況，均可用實(shí)測強度保持率和切磨削性能下降率來(lái)表示。

　　原材料對樹(shù)脂砂輪品質(zhì)穩定性的影響主要表現在：

　?。?）.液體酚醛樹(shù)脂。液體酚醛樹(shù)脂的固體含量、粘度、凝膠時(shí)間和溶水性等指標的波動(dòng)范圍都有不同程度的影響，因此砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家必須根據自己的產(chǎn)品性能要求，結合自身的混料、成型和硬化工藝特點(diǎn)，制定出適合自己的液體樹(shù)脂技術(shù)指標和范圍。

　　另外，必須正確儲存液體酚醛樹(shù)脂，因為液體酚醛樹(shù)脂本是十分不穩定的，即使在室溫條件下技術(shù)指標也會(huì )發(fā)生變化。砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家必須把液體酚醛樹(shù)脂儲存在低溫條件下，才能保證液體酚醛樹(shù)脂的穩定，進(jìn)而保證樹(shù)脂砂輪混料的穩定，確保樹(shù)脂砂輪質(zhì)量的穩定。

　?。?）.粉體酚醛樹(shù)脂。對粉體酚醛樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，流長(cháng)（流動(dòng)度）、顆粒尺寸（粒度、細度）、烏洛托品（六次）含量和膠化時(shí)間的波動(dòng)都會(huì )影響砂輪的品質(zhì)穩定。

　　這方面，流長(cháng)是應該首先考慮的。這些指標說(shuō)明了樹(shù)脂在一定的實(shí)驗條件下的變化行為。它們只是樹(shù)脂性能表示，究竟對砂輪產(chǎn)品性能的影響幅度如何，只能依每個(gè)樹(shù)脂砂輪廠(chǎng)的實(shí)際應用而定。

　　粉體樹(shù)脂的流程是影響結合劑結構的***重要的性能指標，粒度尺寸（粒度、細度）影響到濕潤劑的用量，揮發(fā)份的含量（游離酚、水分）也很重要。

　　實(shí)際砂輪制作過(guò)程中，必須保證各批次粉體樹(shù)脂性能的穩定，這樣才能確保砂輪的質(zhì)量。

　?。?）.網(wǎng)片技術(shù)指標的穩定

　　網(wǎng)片***初應用在樹(shù)脂砂輪中，***重要的作用是提高砂輪的強度。隨著(zhù)樹(shù)脂砂輪性能的不斷提高，網(wǎng)片在樹(shù)脂砂輪中的作用顯得十分重要。主要表現在：砂輪強度的波動(dòng)、切片的變形(主要是雙網(wǎng)砂輪)、磨片的分層等。

　　網(wǎng)片含膠量的高低對砂輪的強度、粘度及樹(shù)脂砂輪的切磨削性能都有影響，理論上講，在砂輪制作工藝穩定及允許的條件下，網(wǎng)片含膠量越高，砂輪的強度越高，粘結性能越好，同時(shí)切磨削越穩定。

　　三、切片（樹(shù)脂切割砂輪）變形問(wèn)題頻繁出現

　　樹(shù)脂砂輪的變形問(wèn)題是長(cháng)期困擾樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家的難解問(wèn)題，變形產(chǎn)生根源是砂輪有效面積內的組織不均，進(jìn)而造成產(chǎn)品硬化過(guò)程中的應力不均。

　　樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家應該把主要精力放在解決混合料均勻性、成型攤料均勻性及網(wǎng)片穩定性方面，只有逐步解決了上述三方面的問(wèn)題，樹(shù)脂砂輪(主要是切割砂輪)的變形問(wèn)題就迎刃而解。

　　四、大切片（外徑大于300毫米的樹(shù)脂切割砂輪）軟片在不同地區和相關(guān)廠(chǎng)家時(shí)有出現

　　大切片（外徑大于300毫米的樹(shù)脂切割砂輪）軟片，主要表現在砂輪出爐冷卻后檢測外觀(guān)時(shí)用雙手平拿直徑方向抖動(dòng)時(shí)有晃動(dòng)，彎曲時(shí)明顯感覺(jué)發(fā)軟；同時(shí)客戶(hù)在使用砂輪切割時(shí)表現為砂輪偏擺，法蘭盤(pán)的把持力不夠，嚴重的會(huì )蹦塊和破碎。

　　大切片軟片也是長(cháng)期困擾樹(shù)脂磨具生產(chǎn)廠(chǎng)家的技術(shù)難題，分析主要原因還是砂輪在硬化過(guò)程的應力不均問(wèn)題。

　　樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家應該重視環(huán)境氣候對砂輪生產(chǎn)的影響，及時(shí)制定應對的措施，合理選用適宜酚醛樹(shù)脂品種，增加混合料的均勻性，及時(shí)合理調整硬化工藝使之更適宜酚醛樹(shù)脂的完全硬化。

　　重視了上述問(wèn)題，軟片問(wèn)題也就避免發(fā)生了。

　　五、磨片（樹(shù)脂鈸型砂輪）分層（起層）問(wèn)題出現頻次逐年提高

　　隨著(zhù)市場(chǎng)對磨片砂輪質(zhì)量要求的不斷提升，尤其是***率磨片的需求量的增長(cháng)，樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家配方的多樣化更加明顯。這樣也就造成了磨片砂輪在制造和使用過(guò)程中頻繁出現磨片分層現象。

　　磨片的分層首先應該考慮網(wǎng)片的粘結性能（包括網(wǎng)片揮發(fā)份的高低），如果網(wǎng)片含浸膠的種類(lèi)與樹(shù)脂砂輪制作用酚醛樹(shù)脂相容性差，含膠量不夠，或者網(wǎng)片揮發(fā)份過(guò)高，都會(huì )造成磨片的分層。

　　排除網(wǎng)片影響因素，磨片的分層***重要影響因素是，***是混合料的相容性和粉體酚醛樹(shù)脂的流動(dòng)性的不足；第二是網(wǎng)片本身在砂輪硬化過(guò)程中的應力反彈。所以砂輪制作過(guò)程中砂輪生產(chǎn)廠(chǎng)家應該重視網(wǎng)片在砂輪成型中的工藝，必須與成型方式和硬化曲線(xiàn)相結合。

　　六、樹(shù)脂砂輪的性能衰減問(wèn)題（經(jīng)時(shí)性或耐老化性）長(cháng)期困擾砂輪廠(chǎng)

　　由于樹(shù)脂砂輪用酚醛樹(shù)脂屬于高分子材料，隨著(zhù)使用時(shí)間的增長(cháng)，其性能會(huì )逐漸老化，直至砂輪強度降低，切磨削性能下降，這種性能就是砂輪的性能衰減，學(xué)術(shù)語(yǔ)言是耐老化性能。

　　提高樹(shù)脂砂輪的耐老化性能，國外通用的做法有兩種，***，也是***重要的是對磨料進(jìn)行處理（磨料的深加工如鍍衣，高分子材料處理等）；第二，是提高酚醛樹(shù)脂的耐老化性能。

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