CN104440595A - 汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮及其加工方法 - Google Patents

汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及一种汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮及其加工方法。陶瓷刚玉砂轮的特征在于：所述曲轴止推面部分各原料组份的重量分数为：CA46～80#10～50份；PA46～80#50～90份；结合剂13～21份；粘结剂1～4份；湿润剂3～6份；成型密度2.14～2.3Kg/cm3；所述曲轴颈磨削部分各原料组份的重量份数为：PA46～80#40～70份；WA46～80#30～60份；结合剂10～19份；粘结剂1～4份；湿润剂2～6份；成型密度2.1～2.28kg/cm3；所述粘结剂为糊精，湿润剂为饴糖。制造方法的特征在于包括如下步骤：1)配混料；2)成型；3)干燥；4)烧成。本发明所制砂轮具有砂轮强度高、组织均匀好、切削锋利、磨削力小、砂轮形状保持性好、磨削精度高等优点。

Description

汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮及其加工方法
技术领域
本发明属于砂轮领域，具体涉及一种高精度的汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮及其加工方法。
背景技术
汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮是用陶瓷结合剂作为结合剂的用于曲轴成型磨削使用的一类砂轮。具有磨削效率高、加工精度高等优点。但是目前现有曲轴成型磨砂轮在砂轮制造精度及磨削效率、磨削精度已不能满足提高汽车曲轴的磨削效率、制造精度。
国产砂轮制造技术的发展速度不能适应汽车工业的发展需求，在砂轮制造精度、平衡性能、耐用度、加工节拍、使用寿命、批次产品同一性等方面与国外先进水平相比还存有较大差距，难以完全满足曲轴成组磨数控加工生产线的要求。国内大型汽车制造公司使用的该类产品一直由进口产品垄断，难以国产化。因此，需要加快曲轴成组磨砂轮的研发进程。
发明内容
本发明的目的是解决现有曲轴成型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、磨削效率高、加工精度高的汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮及其加工方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
即一种汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮，包括曲轴止推面磨削部分和曲轴轴颈磨削部分，其特征在于：
所述止推面磨削部分各原料组份的重量份数为：
所述曲轴颈磨削部分各原料组份的重量份数为：
所述粘结剂为糊精，湿润剂为饴糖或糊精液。
本发明所述PA为铬刚玉，WA为白刚玉，CA为陶瓷微晶磨料。本发明所述的PA46～80#、WA46～80#,CA46～80#等在本行业中具有确定的含义，即指磨料的材质、粒度。
所述结合剂为含硼锂钡专用结合剂，专用结合剂的化学成分及耐火度为：
所述专用结合剂各原料组分的重量份数为：
粘土             20～40份；
长石             30～50份；
玻璃熔块         16～34份。
本发明制造陶瓷结合剂的方法为：将含粘土、长石及玻璃熔块干燥，磨碎，按比例称量混合均匀，制成含硼锂钡专用陶瓷结合剂。
一种汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮的加工方法，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、筛匀；待磨料和湿润剂混合达到规定时间后，将混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料缓慢筛入混料锅，继续按规定时间混合均匀；混制到达规定时间后倒入振动筛，筛松后加盖塑料布以保湿。
2)成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀加入底层止推面成型料，刮平，预压；均匀加入轴颈层成型料，刮平，预压；最后均匀加入第二止推面层成型料、刮平，使用专用水压垫压至规定厚度。
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～30 30～60 60～80 80～100 100～110
时间(h) 10～25 10～30 10～30 10～24 12～20
；
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(℃) 30～125 125～275 275～635 635～975 975～1255
时间(h) 2～8 3～10 15～35 10～24 15～26
温度区间(℃) 1255～1120 1120～980 980～700 700～220 220～70
时间(h) 1～3 2～7 12～26 20～41 9～27
本发明所述的砂轮制作时，将曲轴止推面磨削部分和曲轴轴颈磨削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、磨削效率高、磨削精度高、成本低的优点。本发明将砂轮分为曲轴止推面磨削部分和曲轴轴颈磨削部分，两部分采用不同的配方，曲轴轴颈磨削部分的配方具有组织疏松、便于容屑的优点，由于曲轴轴颈磨削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。曲轴止推面部分通过加入高强度、高磨粒把持力的专用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，形成高磨削性能的汽车发动机曲轴成组磨陶瓷刚玉砂轮。本发明压制时采用630-1600T的油压机，可以加工直径900-1100mm，厚度20-60mm的高精度曲轴成组磨砂轮。本发明所述的形状、尺寸、技术条件的质量指标执行GB/T2485-2008国家标准。
使用本发明制得的陶瓷刚玉砂轮工作线速度60m/s以上；工件不允许烧伤、裂纹和端面起台，表面粗糙度≤0.32μm，砂轮使用寿命：≥2200根/组；每只曲轴主轴颈精磨加工时间不大于6分钟；圆柱度＜0.01mm，跳动0.05mm以内。
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；
图3为本发明生产工艺中成型的工艺流程图。
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；
长石          45份；
玻璃熔块      30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，缓慢筛入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续混合，直到混合均匀。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；混制完毕后倒入振动筛筛松，加盖塑料布保湿。
2)成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀加入底层止推面成型料，刮平，预压；均匀加入轴颈层成型料，刮平，预压；最后均匀加入第二止推面层成型料、刮平。使用专用水压垫压至规定厚度。
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～30 30～60 60～80 80～100 100～110
时间(h) 13 15 14 15 14
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(℃) 30～125 125～275 275～635 635～975 975～1255
时间(h) 6 7 27 18 22
温度区间(℃) 1255～1120 1120～980 980～700 700～220 220～70
时间(h) 2 6 20 31 24
按以上配方和工艺制造1067mm×47mm×305mm，7片一组曲轴成组磨砂轮，干燥、烧成变形较小，干燥充分、坯体强度较高，烧成制度设计较为合理，烧成过程中升降温均匀，各温度段设计合理，烧成后同组个片组织均匀性趋于一致，未见变形、裂纹等废品产生。在某曲轴制造厂磨削38MnSiVS6曲轴，单只曲轴主轴颈总磨削时间5.9分钟，表面粗糙度0.32um，轴颈圆度精度0.002mm，圆柱度0.006mm，跳动0.03mm，磨削工件无烧伤、裂纹和端面起台。
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；
长石          42份；
玻璃熔块      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，缓慢筛入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续混合，直到混合均匀。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；混制完毕后倒入振动筛筛松，加盖塑料布保湿。
2)成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀加入底层止推面成型料，刮平，预压；均匀加入轴颈层成型料，刮平，预压；最后均匀加入第二止推面层成型料、刮平。使用专用水压垫压至规定厚度。
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～30 30～60 60～80 80～100 100～110
时间(h) 23 26 26 22 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(℃) 30～125 125～275 275～635 635～975 975～1255
时间(h) 3 5 18 12 17
温度区间(℃) 1255～1120 1120～980 980～700 700～220 220～70
时间(h) 1 3 16 24 16
按以上配方和工艺制造1067mm×29mm×305mm曲轴磨砂轮，干燥、烧成变形较小，干燥充分、坯体强度较高，烧成制度设计较为合理，烧成过程中升降温均匀，各温度段设计合理，烧成后同组各片组织均匀性趋于一致，未见变形、裂纹等废品产生。在某曲轴制造厂磨削WD615曲轴，单只曲轴主轴颈总磨削时间5.8分钟，轴颈圆度精度0.001mm，圆柱度0.007mm，跳动0.04mm，磨削工件无烧伤、裂纹和端面起台。
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；
长石             35份；
玻璃熔块         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，缓慢筛入混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料，继续混合，直到混合均匀。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；混制完毕后倒入振动筛筛松，加盖塑料布保湿。
2)成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀加入底层止推面成型料，刮平，预压；均匀加入轴颈层成型料，刮平，预压；最后均匀加入第二止推面层成型料、刮平。使用专用水压垫压至规定厚度。
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～30 30～60 60～80 80～100 100～110
时间(h) 18 22 20 16 18
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(℃) 30～125 125～275 275～635 635～975 975～1255
时间(h) 6 7 24 18 21
温度区间(℃) 1255～1120 1120～980 980～700 700～220 220～70
时间(h) 2 5 18 31 19
按以上配方和工艺制造1100mm×47mm×305mm，2片一组砂轮，干燥、烧成变形较小，干燥充分、坯体强度较高，烧成制度设计较为合理，烧成过程中升降温均匀，各温度段设计合理，烧成后同组各片组织均匀性趋于一致，未见变形、裂纹等废品产生在。某曲轴厂磨削6CT曲轴，单只曲轴颈总磨削时间5.75分钟，轴颈圆度精度0.002mm，圆柱度0.006mm，跳动0.04mm，磨削工件无烧伤、裂纹和端面起台。

Claims (4)

1.一种汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮，包括曲轴止推面磨削部分和曲轴轴颈磨削部分，其特征在于：
所述止推面磨削部分各原料组份的重量份数为：
所述曲轴颈磨削部分各原料组份的重量份数为：
所述粘结剂为糊精，湿润剂为饴糖或糊精液。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮，其特征在于所述结合剂的化学成分及耐火度为：
3.根据权利要求1或2所述的汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮，其特征在于所述结合剂各原料组分的重量份数为：
粘土       20～40份；
长石       30～50份；
玻璃熔块   16～34份。
4.一种汽车发动机曲轴高效精密成组磨削的陶瓷刚玉砂轮的加工方法，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、筛匀；待磨料和湿润剂混合达到规定时间后，将混合均匀的结合剂与粘结剂的混合料缓慢筛入混料锅，继续按规定时间混合均匀；混制到达规定时间后倒入振动筛，筛松后加盖塑料布以保湿。
2)成型：将成型料过筛，根据生产路线单的要求，称量成型料，均匀加入底层止推面成型料，刮平，预压；均匀加入轴颈层成型料，刮平，预压；最后均匀加入第二止推面层成型料、刮平，使用专用水压垫压至规定厚度。
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～30 30～60 60～80 80～100 100～110 时间(h) 10～25 10～30 10～30 10～24 12～20
；
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(℃) 30～125 125～275 275～635 635～975 975～1255 时间(h) 2～8 3～10 15～35 10～24 15～26 温度区间(℃) 1255～1120 1120～980 980～700 700～220 220～70 时间(h) 1～3 2～7 12～26 20～41 9～27
。
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