CN104858800B - 一种新型砂轮及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型砂轮及其生产方法，砂轮的中间部分包络孔环的非工作部分，在非工作部分的外围为工作部分，非工作部分和工作部分均为圆环形；工作部分和非工作部分的材料不同，其中，工作部分的材料为树脂磨料、结合剂及填料；非工作部分的材料为新型混合料，采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成。本发明中的砂轮工作部分与非工作部分分别采用不同磨料制成，工作部分采用传统树脂砂轮磨料，非工作部分采用天然低成本的磨料；制成后的砂轮在保持砂轮强度及性能的基础上，节约了能源，大大降低了生产成本。

Description

一种新型砂轮及其生产方法
技术领域
本发明涉及砂轮制造领域，尤其涉及一种新型砂轮及其生产方法。
背景技术
现有传统树脂砂轮通体采用一种不可再生的铝钒土矿物经1300摄氏度高温冶炼而成的磨料制成，在制作过程中，每吨原料的冶炼需要耗电2300——2500千瓦电量。
砂轮在使用过程中，因非工作部分的废弃，导致了大量原材料的浪费及电能的消耗。
请结合图2-3所示，现有技术中的制作砂轮的摊料机的包括模套15、刮板14，用以固定成型磨料，并进行成型；刮板微提气缸13以及连接在气缸输出端的楔形块14；在中间部分还设置刮板升降气缸11。
在加工形成砂轮时，在模套15中同一种材料，经过在模具中摊平后，硬化形成砂轮。
砂轮在使用过程中，因非工作部分的废弃，导致了大量原材料的浪费及电能的消耗。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型砂轮及其生产方法，用以克服上述技术缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种新型砂轮，砂轮的中间部分包络孔环的非工作部分，在非工作部分的外围为工作部分，非工作部分和工作部分均为圆环形；
工作部分和非工作部分的材料不同，其中，工作部分的材料为树脂磨料、结合剂及填料；非工作部分的材料为新型混合料，采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成；
其中，工作部分采用传统树脂磨料、结合剂及填料组成，其成份如下：碳化硅、刚玉等矿物磨料70-80％；结合剂15-25％；填料5-15％；
非工作部分采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成，其成分如下：黑砂或石榴磨料70-90％；结合剂10-20％；填料3-8％。
进一步地，其中，非工作部分的半径通过下述公式(1)确定，
R＝H/tan(θ)*(Tf-Tul-TTTG) (1)
其中，Tf为砂轮强度系数，Tul为砂轮的填料的密度系数，TTTG为砂轮的硬度系数；H为砂轮的厚度，θ为摊料装置的抛料角度；在上述各个参数中，基准为以全部由工作部分的填充材料制作的砂轮的参数。
进一步地，砂轮强度系数为全部工作部分材料的强度与全部非工作部分材料之比；
σ工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮强度，σ非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮强度。
进一步地，通过上述公式(1)确定的工作部分的半径若在预设的范围内，则根据该半径制作砂轮，若不在预设的半径范围内，则按照下述公式(5)计算：
其中，Pm为预设的非工作部分的砂轮的最大半径值，K为砂轮在预设的非工作部分的砂轮的最小半径值时的强度系数，d为砂轮在预设的非工作部分的砂轮的最大半径值时的强度系数，f为全部为工作部分材料制得的砂轮的强度值；公式中的常数为经验获得值。
本发明还提供一种一种砂轮的生产方法，砂轮的制作工艺过程为：将结合剂分别与非工作部分磨料与工作部分磨料充分混合搅拌，再分别加入填料搅拌均匀后放入振筛内制成成型料，后将其分别放在料盒内静置4个小时进行充分反应，后再分别放入振动筛内制成合格的成型料；
根据计算所得的非投料工作部分和工作部分的半径，调整投料装置；
将两种不同的成型料，分别加入不同的投料装置中，工作面的料投到模具的边缘部分，即工作面部分位置；
非工作面的料投到模具中心，即非工作部分位置，旋转摊料器带动摊料刮板进行旋转摊料，非工作面部分的料在圆桶形的控制器内，同时也在摊料，直至整个模具中的料都摊平后，放入玻璃纤维网、砂轮孔环压制成型后，再放入硬化炉内硬化。
进一步地，砂轮的工作部分采用传统树脂磨料、结合剂及填料组成，其成份如下：碳化硅、刚玉等矿物磨料70-80％；结合剂15-25％；填料5-15％；
非工作部分采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成，其成分如下：黑砂或石榴磨料70-90％；结合剂10-20％；填料3-8％。
进一步地，采用摊料机生产砂轮，摊料机包括模套、刮板，用以对工作部分的填充材料进行搅拌填充；
在模套的中间部分还设置有圆形刮板，用以将非工作部分和工作部分的区域隔离，并且将非工作部分的材料搅拌填充；
在中间部分还设置刮板升降气缸。
进一步地，非工作部分的半径通过下述公式(1)确定，
R＝H/tan(θ)*(Tf-Tul-TTTG) (1)
其中，Tf为砂轮强度系数，Tul为砂轮的填料的密度系数，TTTG为砂轮的硬度系数；H为砂轮的厚度，θ为摊料装置的抛料角度；
在上述各个参数中，基准为以全部由工作部分的填充材料制作的砂轮的参数；砂轮强度系数为全部工作部分材料的强度与全部非工作部分材料之比；
σ工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮强度，σ非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮强度。
Tul为砂轮的填料的密度系数，
式中，ρ工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮密度；ρ非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮密度；
式中H工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮硬度，H非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮硬度。
进-步地，用于切削不锈钢材料的砂轮，非工作部分组成：黑砂或石榴石等矿物磨料 78％；结合剂 16％，填料6％。
进一步地，磨钢材的砂轮，非工作部分组成：黑砂或石榴石等矿物磨料79％；结合剂16％，填料5％。
与现有技术相比本发明的有益效果在于，本发明中的砂轮工作部分与非工作部分分别采用不同磨料制成，工作部分采用传统树脂砂轮磨料，非工作部分采用天然低成本的磨料。制成后的砂轮在保持砂轮强度及性能的基础上，节约了能源，大大降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的新型砂轮的结构示意图；
图2为现有技术中的摊料机的正视结构示意图；
图3为现有技术中的摊料机的俯视结构示意图；
图4为本发明的摊料机的正视结构示意图；
图5为本发明的摊料机的俯视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1所示，其为本发明的新型砂轮的结构示意图，在本发明实施例的砂轮中，中间部分为包络孔环1的非工作部分2，在非工作部分的外围为工作部分3，非工作部分2和工作部分3均为圆环形。
在本发明实施例中，工作部分3和非工作部分2的材料不同，其中，工作部分的材料为树脂磨料、结合剂及填料；非工作部分2的材料为新型混合料，采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成。
其中，工作部分采用传统树脂磨料、结合剂及填料组成，其成份如下：碳化硅、刚玉等矿物磨料70-80％；结合剂15-25％；填料5-15％。
非工作部分采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成，其成分如下：黑砂或石榴磨料70-90％；结合剂10-20％；填料3-8％。
工作部分和非工作部分衔接，工作部分和非工作部分的混合料由各自的投料器分别将工作部分的料投到模具边缘，非工作部分的料投到模具中心，由摊料装置分别进行控制，让工作部分和非工作部分的混合料相衔接但控制在彼此的区域之内。
请结合图4-5所示，摊料机包括模套15、刮板14，用以对工作部分3的填充材料进行搅拌填充；在模套15的中间部分还设置有圆形刮板17，用以将非工作部分2和工作部分3的区域隔离，并且将非工作部分2的材料搅拌填充。
本发明实施例根据砂轮的使用状态以及砂轮的大小确定工作部分和非工作部分的半径大小。
其中，非工作部分的半径通过下述公式(1)确定，
R＝H/tan(θ)*(Tf-Tul-TTTG) (1)
其中，Tf为砂轮强度系数，Tul为砂轮的填料的密度系数，TTTG为砂轮的硬度系数；H为砂轮的厚度，θ为摊料装置的抛料角度。
在上述各个参数中，基准为以全部由工作部分3的填充材料制作的砂轮的参数；砂轮强度系数为全部工作部分材料的强度与全部非工作部分材料之比；
σ工作部分为全部由工作部分3的填充材料制作的砂轮强度，σ非工作部分为全部由非工作部分2的填充材料制作的砂轮强度。
Tul为砂轮的填料的密度系数，
式中，ρ工作部分为全部由工作部分3的填充材料制作的砂轮密度；ρ非工作部分为全部由非工作部分2的填充材料制作的砂轮密度。
式中H工作部分为全部由工作部分3的填充材料制作的砂轮硬度，H非工作部分为全部由非工作部分2的填充材料制作的砂轮硬度。
由于混合材料的密度、硬度和强度值在一定的范围内变化，通过上述公式(1)确定的工作部分的半径若在预设的范围内，则根据该半径制作砂轮，若不在预设的半径范围内，则按照下述公式(5)计算。
其中，Pm为预设的非工作部分的砂轮的最大半径值，K为砂轮在预设的非工作部分的砂轮的最小半径值时的强度系数，d为砂轮在预设的非工作部分的砂轮的最大半径值时的强度系数，f为全部为工作部分材料制得的砂轮的强度值。
上述公式中的常数为经验获得值。
在通过计算公式不能确定非工作部分的半径时，通过经验公式确定，保证砂轮具有更佳的强度以及硬度，并且，能够根据混合材料的实际比例确定半径以及强度等砂轮参数，能够根据砂轮的应用场合改变砂轮的参数。
本发明砂轮的制作工艺过程为：
将结合剂分别与非工作部分磨料与工作部分磨料充分混合搅拌，再分别加入填料搅拌均匀后放入振筛内制成成型料，后将其分别放在料盒内静置4个小时进行充分反应，后再分别放入振动筛内制成合格的成型料；
根据计算所得的非投料工作部分和工作部分的半径，调整投料装置。
将两种不同的成型料，分别加入不同的投料装置中，工作面的料投到模具的边缘部分，即工作面部分位置；
非工作面的料投到模具中心，即非工作部分位置，旋转摊料器带动摊料刮板进行旋转摊料，非工作面部分的料在圆桶形的控制器内，同时也在摊料，直至整个模具中的料都摊平后，放入玻璃纤维网、砂轮孔环压制成型后，再放入硬化炉内硬化。
非工作部分采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成。
(1)黑砂或石榴石等矿物磨料 70-90％
(2)结合剂 10-20％
(3)填料 3-8％
实施例一：用于切削不锈钢材料的砂轮(400x3.2x32)
非工作部分组成：
(1)黑砂或石榴石等矿物磨料 78％
(2)结合剂 16％
(3)填料 6％
产品主要技术指标
产品颜色 黑色
砂轮密度 2.2±0.1g/平方厘米
切割效率 用在3Kw的固定切割设备上，切割∮40mm不锈钢10刀，后直径不低于350mm；切割效率：15-18秒/刀。
实施例二：切削钢材的砂轮(400x3.2x32)
非工作部分组成：
(1)黑砂或石榴石等矿物磨料 75％
(2)结合剂 17％
(3)填料 8％
实施例三：磨钢材的砂轮(230*6.5*22)
非工作部分组成：
(1)黑砂或石榴石等矿物磨料 79％
(2)结合剂 16％
(3)填料 5％
产品主要技术指标
产品颜色 黑色
砂轮密度 2.1±0.1g/平方厘米
切割效率 用在3.0Kw的手持角磨机上，磨不锈钢板15分钟，不锈钢消耗320克，砂轮消耗比1：5，打磨面光滑、无烧伤现象；
实施例四：磨铸铁的砂轮(180*6.5*22)
非工作部分组成：
(1)黑砂或石榴石等矿物磨料 75％
(2)结合剂 17％
(3)填料 8％
实施例五：切石材的砂轮(355*3.2*32)
非工作部分组成：
(1)黑砂或石榴石等矿物磨料 76％
(2)结合剂 18％
(3)填料 6％
产品主要技术指标
产品颜色 黑色
砂轮密度 2.3±0.1g/平方厘米
切割效率 用在4Kw的切割机，切40*40大理石块15刀，每刀用时低于35秒，后直径不低于275mm，工件无烧伤现象；
上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型砂轮，其特征在于，砂轮的中间部分包络孔环的非工作部分，在非工作部分的外围为工作部分，非工作部分和工作部分均为圆环形；
工作部分和非工作部分的材料不同，其中，工作部分的材料为树脂磨料、结合剂及填料；非工作部分的材料为新型混合料，采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成；
其中，工作部分采用传统树脂磨料、结合剂及填料组成，其成份如下：碳化硅、刚玉矿物磨料70-80％；结合剂15-25％；填料5-15％；
非工作部分采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成，其成分如下：黑砂或石榴磨料70-90％；结合剂10-20％；填料3-8％；
其中，非工作部分的半径通过下述公式(1)确定，
R＝H/tan(θ)*(Tf-Tul-TTTG) (1)
其中，Tf为砂轮强度系数，Tul为砂轮的填料的密度系数，TTTG为砂轮的硬度系数；H为砂轮的厚度，θ为摊料装置的抛料角度；在上述各个参数中，基准为以全部由工作部分的填充材料制作的砂轮的参数。
2.根据权利要求1所述的新型砂轮，其特征在于，砂轮强度系数为全部工作部分材料的强度与全部非工作部分材料之比；
σ工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮强度，σ非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮强度。
3.根据权利要求2所述的新型砂轮，其特征在于，通过上述公式(1)确定的工作部分的半径若在预设的范围内，则根据该半径制作砂轮，若不在预设的半径范围内，则按照下述公式(5)计算；
r = 10 [ 146.3 - 33.9 lg ( f ) ] * ( 3 8 3 P m 2 2 k - d - 1 8 P m 2 2 k + d ) - - - ( 5 )
其中，Pm为预设的非工作部分的砂轮的最大半径值，K为砂轮在预设的非工作部分的砂轮的最小半径值时的强度系数，d为砂轮在预设的非工作部分的砂轮的最大半径值时的强度系数，f为全部为工作部分材料制得的砂轮的强度值；公式中的常数为经验获得值。
4.一种砂轮的生产方法，其特征在于，砂轮的制作工艺过程为：将结合剂分别与非工作部分磨料与工作部分磨料充分混合搅拌，再分别加入填料搅拌均匀后放入振筛内制成成型料，后将其分别放在料盒内静置4个小时进行充分反应，后再分别放入振动筛内制成合格的成型料；
根据计算所得的非投料工作部分和工作部分的半径，调整投料装置；
将两种不同的成型料，分别加入不同的投料装置中，工作面的料投到模具的边缘部分，即工作面部分位置；
非工作面的料投到模具中心，即非工作部分位置，旋转摊料器带动摊料刮板进行旋转摊料，非工作面部分的料在圆桶形的控制器内，同时也在摊料，直至整个模具中的料都摊平后，放入玻璃纤维网、砂轮孔环压制成型后，再放入硬化炉内硬化。
5.根据权利要求4所述的砂轮的生产方法，其特征在于，砂轮的工作部分采用传统树脂磨料、结合剂及填料组成，其成份如下：碳化硅、刚玉矿物磨料70-80％；结合剂15-25％；填料5-15％；
非工作部分采用以黑砂或石榴石为磨料的新型混合料制成，其成分如下：黑砂或石榴磨料70-90％；结合剂10-20％；填料3-8％。
6.根据权利要求5所述的砂轮的生产方法，其特征在于，采用摊料机生产砂轮，摊料机包括模套、刮板，用以对工作部分的填充材料进行搅拌填充；
在模套的中间部分还设置有圆形刮板，用以将非工作部分和工作部分的区域隔离，并且将非工作部分的材料搅拌填充；
在中间部分还设置刮板升降气缸。
7.根据权利要求6所述的砂轮的生产方法，其特征在于，非工作部分的半径通过下述公式(1)确定，
R＝H/tan(θ)*(Tf-Tul-TTTG) (1)
其中，Tf为砂轮强度系数，Tul为砂轮的填料的密度系数，TTTG为砂轮的硬度系数；H为砂轮的厚度，θ为摊料装置的抛料角度；
在上述各个参数中，基准为以全部由工作部分的填充材料制作的砂轮的参数；砂轮强度系数为全部工作部分材料的强度与全部非工作部分材料之比；
σ工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮强度，σ非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮强度；
Tul为砂轮的填料的密度系数，
式中，ρ工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮密度；ρ非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮密度；
式中H工作部分为全部由工作部分的填充材料制作的砂轮硬度，H非工作部分为全部由非工作部分的填充材料制作的砂轮硬度。
8.根据权利要求7所述的砂轮的生产方法，其特征在于，用于切削不锈钢材料的砂轮，非工作部分组成：黑砂或石榴石矿物磨料78％；结合剂16％，填料6％。
9.根据权利要求7所述的砂轮的生产方法，其特征在于，磨钢材的砂轮，非工作部分组成：黑砂或石榴石矿物磨料79％；结合剂16％，填料5％。
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