CN103862393B - 陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮及其加工方法 - Google Patents
陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮及其加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明具体涉及一种陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮及其加工方法，其特征在于：所述中心增强部分各原料组份的重量分数为：WA100#100份；结合剂12~20份；粘结剂1~4份；湿润剂3~6份；成型密度2.1~2.3kg/cm3；所述磨削使用部分各原料组份的重量份数为：CA60~120#10~50份；WA60~120#50~90份；结合剂8~18份；粘结剂1~4份；湿润剂2~6份；成型密度2.06~2.28kg/cm3；所述粘结剂为糊精，湿润剂为饴糖。加工方法，其特征在于包括如下步骤：1）配混料；2）成型；3）干燥；4）烧成。本发明具有砂轮强度高、组织均匀好、进给量大、磨削效率高、磨削精度高、生产成本低的优点。
Description
技术领域
本发明属于砂轮领域，具体涉及一种高精度的陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮及其加工方法。
背景技术
陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮是用陶瓷结合剂作为结合剂的用于齿轮磨削使用的一类砂轮。具有磨削效率高、加工精度高等优点。但是目前现有齿轮磨砂轮磨削效率、磨削精度已不能满足提高变速器齿轮的制造精度，确保齿轮的精确接触和精密啮合，降低运转噪音，而且还能提高齿轮运转平稳性和寿命的要求。制约了我国机械及汽车用高精度齿轮生产。
发明内容
本发明的目的是解决现有齿轮磨砂轮由于磨削效率低、磨削精度差的缺陷，提供一种强度高、进给量大、磨削效率高、加工精度高的陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮及其加工方法。陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮加工齿轮精度达到4级。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
即一种陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮，包括中心增强部分和磨削使用部分，其特征在于：
所述中心增强部分各原料组份的重量份数为：
所述中心增强部分密度为2.06~2.28kg/cm3；
所述磨削使用部分各原料组份的重量份数为：
所述磨削使用部分密度为2.06~2.28kg/cm3；
所述粘结剂为糊精，湿润剂为饴糖。
本发明所述WA为白刚玉，CA为陶瓷微晶磨料。本发明所述的WA60~120#、CA 60~120#等在本行业中具有确定的含义，即指磨料的材质、粒度。
所述结合剂为低温烧成结合剂（含硼锂低温结合剂），低温烧成结合剂的化学成分及耐火度为：
所述低温烧成结合剂各原料组分的重量份数为：
粘土 20~35份；
硼玻璃 30~45份；
含锂氧化物玻璃料 20~35份。
本发明制造陶瓷结合剂的方法为：将含粘土、硼玻璃及含锂氧化物的原料干燥，磨碎，按比例称量混合均匀，制成含氧化锂1~6%(按重量)的低温陶瓷结合剂。
一种陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
1）配混料：先将磨料放入搅拌锅，再将称量好的湿润剂加入，开动搅拌器，混匀；在磨料和湿润剂混合的同时，将配置好的结合剂和粘结剂混合均匀，待磨料和湿润剂混合达到规定时间后，缓慢倒入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续按规定时间混合均匀；
2）成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀摊入转动的砂轮磨具中并刮平后压制；
3）干燥：砂轮毛坯出模后在干燥室内干燥，
干燥曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~60 | 60~80 | 80~100 | 100~120 |
| 时间（h） | 6~12 | 3~8 | 6~10 | 9~12 |
4）烧成：砂轮毛坯出干后在低温烧成窑内烧成，
烧成曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~100 | 100~420 | 420~760 | 760~880 | 880~980 |
| 时间（h) | 1~3 | 16~32 | 6~17 | 6~10 | 5~20 |
本发明所述的砂轮制作时，将中心增强部分和磨削使用部分的成型料分别按配方称量准确，分别使用逆流轮碾混料机混合均匀过筛，根据砂轮生产路线单要求，称量成型料，均匀摊入转动的砂轮模具中并刮平，放置专用等静压垫，将模具移入压制中心压制，砂轮出模后放在运转车上，在干燥室内按一定干燥曲线干燥，将干燥后的砂轮毛坯按要求摆放在烧成窑内，在烧成窑内按一定低温烧成曲线烧成。
本发明具有砂轮强度高、组织均匀性好、进给量大、磨削效率高、磨削精度高、成本低的优点。本发明将砂轮分为中心增强部分和磨削使用部分，两部分采用不同的配方，中心增强部分的配方具有强度高的优点，由于中心增强部分不用陶瓷微晶刚玉磨料及其他价格相对较高的材料，从而节省了成本。磨削使用部分通过加入高强度、高磨粒把持力的低温陶瓷结合剂配合陶瓷微晶刚玉混合磨料，并对磨削层各材料配比及组织结构进行优化设计，形成高磨削性能的陶瓷微晶齿轮磨砂轮。本发明压制时采用200-630T的油压机，可以加工直径200~500mm，厚度25-220mm的高精度齿轮磨砂轮。本发明所述的形状、尺寸、技术条件的质量指标执行GB/T 2485-2008国家标准。
附图说明
图1为本发明生产工艺流程图；
图2为本发明生产工艺中配混料的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述。
实施例1
本发明所述砂轮包括中心增强部分和磨削使用部分，所述中心增强部分的
各原料的重量份数为：
所述磨削使用部分各原料的重量份数为：
所述结合剂的各原料组份的重量份数为：
粘土 25份；
硼玻璃 45份；
含锂氧化物玻璃料 30份；
上述结合剂的的化学成分及耐火度为：
本发明制作时如图1、图2所示的工艺进行制作，具体操作为：
1）配混先将磨料放入搅拌锅，再将称量好的湿润剂加入，开动搅拌器，混匀；在磨料和湿润剂混合的同时，将配置好的结合剂和粘结剂混合均匀，待磨料和湿润剂混合达到规定时间后，缓慢倒入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续混合，知道混合均匀。以容量为100公斤的逆流轮碾混料机为例，磨料和湿润剂的混合时间为6分钟，加结合剂和粘结剂后的混合时间为9分钟形成成型料；
2）成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀摊入转动的砂轮磨具中并刮平后压制；
3）干燥：砂轮毛坯出模后在干燥室内干燥，
干燥曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~60 | 60~80 | 80~100 | 100~120 |
| 时间（h） | 8 | 5 | 10 | 12 |
4）烧成：砂轮毛坯出干后在低温烧成窑内烧成，
烧成曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~100 | 100~420 | 420~760 | 760~880 | 880~920 |
| 时间（h) | 3 | 14 | 13 | 8 | 12 |
按以上配方和工艺制造400mm×100mm×203mm齿轮磨砂轮，在某齿轮制造厂磨削20CrMoTi、模数3齿轮，修整1次可磨削30只齿轮，在单次进给量0.13mm情况下实现正常磨削，国内普通砂轮修整一次只磨削20只齿轮，单次最大进给量不超过0.05mm。
实施例2
本发明所述砂轮包括中心增强部分和磨削使用部分，所述中心增强部分的各组分的重量份数为：
所述磨削使用部分各组分的重量份数为：
所述结合剂的各原料的重量份数为：
粘土 29份；
硼玻璃 42份；
含锂氧化物玻璃料 29份；
上述结合剂的化学成分及耐火度为：
本发明制作时如图1、图2所示的工艺进行制作，具体操作为：
1）配混先将磨料放入搅拌锅，再将称量好的湿润剂加入，开动搅拌器，混匀；在磨料和湿润剂混合的同时，将配置好的结合剂和粘结剂混合均匀，待磨料和湿润剂混合达到规定时间后，缓慢倒入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续混合，知道混合均匀。以容量为100公斤的逆流轮碾混料机为例，磨料和湿润剂的混合时间为6分钟，加结合剂和粘结剂后的混合时间为9分钟形成成型料。
2）成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀摊入转动的砂轮磨具中并刮平后压制。
3）干燥：砂轮毛坯出模后在干燥室内干燥，
干燥曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~60 | 60~80 | 80~100 | 100~120 |
| 时间（h） | 6 | 4 | 6 | 12 |
4）烧成：砂轮毛坯出干后在低温烧成窑内烧成，
烧成曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~100 | 100~420 | 420~760 | 760~880 | 880~920 |
| 时间（h) | 3 | 28 | 17 | 6 | 13 |
按以上配方和工艺制造300mm×125mm×160mm齿轮磨砂轮，在某齿轮制造厂磨削45#钢、模数6齿轮，修整1次可磨削20只齿轮，在单次进给量0.08mm情况下实现正常磨削，磨削精度满足4-5级要求，国内普通砂轮磨削精度不能满足5级要求。
实施例3
本发明所述砂轮包括中心增强部分和磨削使用部分，所述中心增强部分的各组分的重量份数为：
所述磨削使用部分各组分的重量份数为：
所述结合剂的各原料的重量份数为：
粘土 31份；
硼玻璃 35份；
含锂氧化物玻璃料 34份；
上述结合剂的化学成分及耐火度为：
本发明制作时如图1、图2所示的工艺进行制作，具体操作为：
1）配混先将磨料放入搅拌锅，再将称量好的湿润剂加入，开动搅拌器，混匀；在磨料和湿润剂混合的同时，将配置好的结合剂和粘结剂混合均匀，待磨料和湿润剂混合达到规定时间后，缓慢倒入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续混合，知道混合均匀。以容量为100公斤的逆流轮碾混料机为例，磨料和湿润剂的混合时间为6分钟，加结合剂和粘结剂后的混合时间为9分钟形成成型料；
2）成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀摊入转动的砂轮磨具中并刮平后压制；
3）干燥：砂轮毛坯出模后在干燥室内干燥，
干燥曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~60 | 60~80 | 80~100 | 100~120 |
| 时间（h） | 10 | 7 | 8 | 10 |
4）烧成：砂轮毛坯出干后在低温烧成窑内烧成，
烧成曲线如下：
| 温度区间（℃） | 室温~100 | 100~420 | 420~760 | 760~880 | 880~920 |
| 时间（h) | 1 | 20 | 12 | 8 | 10 |
按以上配方和工艺制造400mm×100mm×203mm齿轮磨砂轮，在某装备公司刃具制造厂磨削20CrMoTi钢、模数2.5齿轮，修整1次可磨削30只齿轮，在单次进给量0.08mm情况下实现正常磨削，磨削精度满足4-5级要求，国内普通砂轮修整一次磨削20件，单次进给量最大为0.05mm，磨削精度满足5级。
Claims (3)
1.一种陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮，包括中心增强部分和磨削使用部分，其特征在于：
所述中心增强部分各原料组份的重量份数为：
所述中心增强部分密度为2.1～2.3kg/cm3；
所述磨削使用部分各原料组份的重量份数为：
所述磨削使用部分密度为2.06～2.28kg/cm3；
所述粘结剂为糊精，湿润剂为饴糖；
所述结合剂为低温烧成结合剂，低温烧成结合剂的化学成分及耐火度为：
2.根据权利要求1所述的陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮，其特征在于所述低温烧成结合剂各原料组分的重量份数为：
粘土 20～35份；
硼玻璃 30～45份；
含锂氧化物玻璃料 20～35份。
3.一种根据权利要求1所述的陶瓷微晶磨料齿轮磨砂轮的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
1)配混料：先将磨料放入搅拌锅，再将称量好的湿润剂加入，开动搅拌器，混匀；在磨料和湿润剂混合的同时，将配置好的结合剂和粘结剂混合均匀，待磨料和湿润剂混合达到规定时间后，缓慢倒入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续按规定时间混合均匀；
2)成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀摊入转动的砂轮磨具中并刮平后压制；
3)干燥：砂轮毛坯出模后在干燥室内干燥，
干燥曲线如下：
4)烧成：砂轮毛坯出干后在低温烧成窑内烧成，
烧成曲线如下：
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