CN103659628A - 一种基于含短切纤维的纤维绳的抛光轮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于含短切纤维的纤维绳的抛光轮，由纤维绳经胶水和/或底胶处理后，绕制并定型固化而成，其中所述纤维绳含有穿过其中的短切纤维。本发明的抛光轮利用纤维绳本身的立体结构形成的表面沟槽更利于磨削、退屑和散热，同时为新的自锐银纹发展提供条件。纤维绳本身的圆形结构又让成型过程中每一根绳子之间一定会形成一定的孔隙从而形成平面的有利于磨削、退屑和散热的结构。穿过纤维绳的短切纤维又将对所有独立的绳形成一个完整的穿刺从而提高整个轮的结构强度和层间剥离，进而提高安全性并降低因层间剥离断裂带来的损耗。

Description

一种基于含短切纤维的纤维绳的抛光轮及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种基于含短切纤维的纤维绳的抛光轮，属于抛光工具领域。

背景技术

当前制作的各种抛磨磨具主要有三个大类并存在以下缺陷：

①树脂砂轮——结构紧密、散热差、油压成型、组织致密所致。一般的树脂结合剂砂轮（固结磨具）主要是由磨料、树脂粘接剂经混合、模压成型、加热硬化而成，这类砂轮的使用存在着诸如需要大的切削力、工件发热严重等缺陷。大气孔砂轮（固结磨具）中的气孔一般是在硬化处理中将填充的能够在高于130度以上的温度下烧除（即碳化）的填充剂（如核桃壳、精萘等）烧掉而成。但天然纤维在这种工况下也会碳化从而失效。

②麻轮——抛光效率低，如（几层剑麻缝制在一起，只有端面参与抛光）。中国专利CN1238254A 公开了一种剑麻纤维抛光轮，揭示其制备方法是：采用针刺机将剑麻短纤维制成毡状胚料，然后将2-4层剑麻毡状胚料经叠合、缝合成一种剑麻纤维抛光轮。用此种方法制备的剑麻纤维抛光轮存在以下的缺点：一、由于所使用的剑麻纤维长度只有4-12cm ，因而抛光轮在使用过程中剑麻纤维容易脱落，使抛光轮的使用寿命缩短；二、因为针刺密度的限制，不能保证抛光轮的任何部位都能紧密结合，因而也会影响抛光轮的使用效果。

③尼龙轮——磨料利用率不高，由于尼龙的TG低发热会造成软化从而造成对磨料把持力下降，以致于磨料未充分参与抛光就脱落造成浪费；同时还有可能因发热发软而污染被磨工件表面。

中国专利CN2004 1 0029879.9揭示了一种剑麻纤维抛光轮的制造方法，它是将切短的剑麻纤维、合成树脂和任选的其它植物和无机化合物均匀混合、干燥后，热压成型。这种方法生产的抛光轮由于是模压但没有带孔材料以致整个结构非常致密没有空隙，从而容易导致整个抛光过程中抛轮表面温度升高粘接剂失效表面发黑，原材料断裂脱落浪费；同时被磨工件也会表面温升大从而造成应力集中并有可能污染被磨工件表面。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于含短切纤维的纤维绳的抛光轮。

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的：一种抛光轮，由纤维绳上胶绕制并定型固化而成，其中所述纤维绳含有穿过其中的短切纤维。

本发明中的纤维绳的“绳”包括常规意义线，即用丝、棉、麻、玻璃纤维、金属等制成的细长可以任意曲折的东西：丝线。棉线。线圈。线材。线绳。也包括常规意义的绳，即一般有塑料绳、麻绳、尼龙绳、棉绳等种类。随着工业的快速发展，绳子由之前的几股扭织变成两股或两股以上扭织在一起。

在本发明中，所述纤维绳的纤维和所述短切纤维可以是天然纤维，即自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纤维，包括但不限于植物纤维、动物纤维、矿物纤维。在本发明一个具体的实例中，所述的天然纤维选自种子纤维，如棉、木棉等；或者是叶纤维，如剑麻、蕉麻等；或是茎纤维，如苎麻、亚麻、大麻、黄麻等。在本发明另一个实例中，所述天然纤维选自毛和丝，例如绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、兔毛、牦牛毛或桑蚕丝、柞蚕丝等。本发明中所述的天然纤维还可以是那些棉﹑麻﹑毛﹑丝的回收纤维。所述纤维绳的纤维还可以是人工纤维，包括但不限于尼龙纤维或玻璃纤维。

在本发明中，所述短切纤维穿过纤维绳中，形成如同试管刷的形状（如图1所示），短切纤维与纤维绳的角度可以是任意的，优选竖直穿过纤维绳。该短切纤维与纤维绳中纤维可以是相同材质，也可以是不同材质。本发明的短切纤维是通过如下方法插入纤维绳中：纤维绳在合股之前的双捻之间排列有短切纤维，短切纤维与绳捻一起向右运动，移动到合股处短切纤维被拧在两股或多股之间，形成短切纤维绳。排列的短切纤维越多，纤维绳中含的短切纤维就越多（如图2所示）。

在本发明中，所述底胶和胶水为下列材料中的一种或多种：脲醛及其改性树脂、酚醛及其改性树脂、环氧及其改性树脂、丙烯酸及改性树脂或无机粘结剂，用量为原料总质量的20-50%。

本发明的纤维胶绳是通过采用胶水对纤维绳进行浸渍或是刮浸处理得到的。在一个具体实施方案中，胶水为：改性液态酚醛树脂液65%，填料：35%；胶水固含量：75-77%，胶量为：每克剑麻纤维绳上0.7-0.8g。

在本发明中，纤维绳的质量分数为1-99%，底胶和/或胶水的质量分数为1-99%。在此范围内，纤维绳的质量分数可以是75%、80%、85%、90%、95%、99%等，底胶和/或胶水的质量分数可以是1%、5%、8%、10%、15%、20%、25%、30%。

本发明的抛光轮可以是各种结构形式，可选的包括平面抛光轮、圆周抛光轮、附柄轮等，其中平面抛光轮、圆周抛光轮任选地包含粘接在抛光盘一面的背盖或端盖，所述背盖或端盖可以是玻纤盖、剑麻、金属盖等。

本发明的抛光轮可以通过如下方法制备得到：将处理好的纤维胶绳绕在绳板外面的绳桩上，采用横向、纵向、斜向等多种绕法，最后加压固化，制备成纤维胶绳板。根据需要，冲压成平面抛光轮、圆周抛光轮，通过安装柄杆，制成附柄轮。绳桩的位置根据抛光轮的尺寸和形状确定。

本发明的抛光轮也可以直接将纤维胶绳直接绕在绳桩上，用横向、纵向、斜向等多种绕法，最后加压固化，制备成平面抛光轮、圆周抛光轮或附柄轮。在一个具体实例中，绕好纤维绳在120℃下烘烤4-6h压制成型。

本发明的有益效果在于：

1）利用纤维绳本身的立体结构形成的表面沟槽更利于抛光、退屑和散热，同时为新的自锐银纹发展提供条件。纤维绳本身的圆形结构又让成型过程中每一根绳子之间一定会形成一定的孔隙从而形成平面的有利于抛光、退屑和散热的结构。

2）纤维绳段之间的沟槽更能起到散热、排屑的作用。

3）具有磨抛效率高，使用寿命长特点。

4）磨盘圆周边可以插入被磨工件沟槽中进行磨抛。

5）穿过纤维绳的短切纤维又将对所有独立的绳形成一个完整的穿刺从而提高整个轮的结构强度和层间剥离，进而提高安全性并降低因层间剥离断裂带来的损耗。

附图说明

图1本发明含短切纤维的纤维绳的示意图。

图2本发明含短切纤维的纤维绳制备过程示意图。

图3是本发明的纤维胶绳制备的绳板。

图4是本发明的纤维胶绳板制备的平面抛光轮。

图5是本发明的纤维胶绳板制备的圆周抛光轮。

图6是本发明的纤维胶绳板制备的附柄轮。

图7是本发明的纤维胶绳直接绕制的平面抛光轮。

图8是本发明的纤维胶绳直接绕制的圆周抛光轮。

图9是本发明的纤维胶绳直接绕制的附柄轮。

图中1是短切纤维、2是纤维绳、3是纤维绳捻、4是纤维胶绳、5是背盖、6是柄杆、7是端盖。

具体实施方式

实施例1

。

试样制作

1．1 工艺路线

1.2．1 麻绳上胶：在处理好的剑麻纤维绳上滚涂一圈胶（〈质量分数〉：改性液态酚醛树脂液65%，填料：35%，胶水固含量：75-77%，胶量为：每克剑麻纤维绳上0.7-0.8g），然后在70±2℃下烘烤30min。

1.2.2 将上好胶的纤维绳按制定好的路线缠绕在模具上，然后放入模腔，压制定型，在120℃下烘烤4-6h 后（平面抛光轮固化4h，圆周抛光轮固化6h），缓慢降至室温后出炉，卸模。

1.3 本试验制作式样为：平面抛光轮：外直径为4 英寸（101.6-103mm），内径为55mm，孔径为16mm，厚度6-8mm）；圆周抛光轮: 外直径为10.6 英寸（270mm）孔径为32mm，厚度30mm）。

检测与测试数据对比：

1、测试方法说明：本抛光检测材质为: 平面抛光的平面轮:45#钢板(长200mm*宽100mm*厚

*10mm)； 圆周抛光的千页轮: 45#钢棒(长200mm*直径*50mm),分别在相同的抛光条件下(抛光材质、抛光轮承受压力,及转动线速度(平面抛光轮:60m/s, 圆周抛光轮:40m/s)均相同。

2、各指标计算方法说明：

2.1 抛光效率：指材料磨除量除以抛光加工时间，单位g/min。

2.2 抛光比：样件的材料磨除量与抛抛轮磨损量之比。

2.3 表面粗糙度：是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度，单位um。表面粗

糙度越小，则表面越光滑。用双管光切显微镜测定。

总抛光测试时间为30min，每10min 为一段，分三段收集数据，求算术平均值。

3、数据收集

3.1 用配方1、工艺路线〈一〉做用于平面抛光的平面抛光轮（试样1，试样2，试样3）与

常规4 英寸尼龙轮、剑麻轮抛光指标对比：

注：树脂液与纤维绳质量分数为： 试样 1： 10% 试样2：20% 试样3：30%。

表1：

。

3.2 用配方1、圆周抛光轮（试样1，试样2，试样3）与常规10.6 英寸尼龙轮、剑麻轮抛光指标对比。

表2 圆周抛光：

。

3.3  用于圆周抛光的圆周抛光轮（试样4）。

表3 圆周抛光

 

。

试验小结：

1、通过实施方案1(配方1)试样测试数据分析得:

在同一抛光轮中，随着树脂液与纤维绳质量分数变大，抛光轮的抛光性能提高；（但注意：当树脂液与纤维绳质量分数达到临界值或超过临界值时，抛光性能将变低；树脂液的用量要根据被抛光材质对轮子的抛光性能、抛光性能的要求来综合考虑）。

2、通过工艺路线2 及圆周抛光轮（试样4）发现: 此方法做的圆周抛光轮具有涂附模具的弹性抛光的特性）。

3、通过实施方案的试样测试数据与常规尼龙轮、剑麻轮磨测试数据综合分析得: 用此方法制作的平面抛光的平面抛光轮，圆周抛光的圆周抛光轮，在抛光性能上提高30%-35%，通过调整纤维绳、与树脂液的质量分数，均可满足不同被抛光材质对轮子的抛光性能的要求。

Claims (9)

1.一种抛光轮，由纤维绳经底胶和/或胶水处理，绕制并定型固化而成，其中所述纤维绳含有穿过其中的短切纤维。

2.如权利要求1所述的抛光轮，所述纤维绳的纤维和短切纤维选自棉、木棉、剑麻、蕉麻、苎麻、亚麻、大麻、黄麻、绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、兔毛、牦牛毛、桑蚕丝、柞蚕丝或棉﹑麻﹑毛﹑丝的回收纤维；所述人造纤维为尼龙纤维或玻璃纤维。

3.如权利要求1所述的抛光轮，所述纤维绳的纤维和短切纤维选自相同或不同材质。

4.如权利要求1所述的抛光轮，所述底胶和/或胶水选自下列材料中的一种或多种：脲醛及其改性树脂、酚醛及其改性树脂、环氧及其改性树脂、丙烯酸及改性树脂或无机粘结剂。

5.如权利要求1所述的抛光轮，纤维绳的质量分数为1-99%，底胶和/或胶水的质量分数为1-99%，各组分之和为100%。

6.如权利要求1所述的抛光轮，所述抛光轮为平面抛光轮、圆周抛光轮或附柄轮。

7.如权利要求6所述的抛光轮，所述平面抛光轮、圆周抛光轮可选地在抛光轮一面粘结有背盖或端盖。

8.一种权利要求1-7任一项所述抛光轮的制备方法，包括如下步骤：

1）采用胶水对纤维绳进行浸渍或刮浸处理，制成纤维胶绳；

2）将纤维胶绳绕在绳板外面的绳桩上，加压固化，制备成纤维胶绳板；

3）冲压制成抛光轮。

9.一种权利要求1-7任一项所述抛光轮的制备方法，包括如下步骤：

1）采用胶水对纤维绳进行浸渍或刮浸处理，制成纤维胶绳；

2）将纤维胶绳绕在绳桩上，加压固化，制备成抛光轮。

Images