精密超硬磨料超薄切割砂轮制造关键技术研究

发布时间：2017-07-06 16:22

  本文关键词：精密超硬磨料超薄切割砂轮制造关键技术研究

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【摘要】：超硬磨料薄片砂轮是砂轮家族的新品种,它具有厚度薄,直径和厚度比大的,形状尺寸精度高等特点,属于一种精密超硬磨料砂轮,主要应用于各种贵重材料的切割和开槽加工。国内对薄片产品研究起步晚,缺乏系统研究,目前国内只能生生产部分品种的薄片砂轮,在低、中等精度领域可代替进口产品,高档薄片砂轮仍为国际技术领先公司垄断。针对上述情况,制作可以替代进口产品的超硬磨料薄片砂轮势在必行。超硬磨料薄片砂轮制作过程主要可分为毛坯制作和精密后加工两个部分。毛坯制作选用热压成型法,其制造过程主要包括混料、摊料、压制成型、精密后加工等几个加工阶段。本文从其制造工艺入手,系统的对制造关键技术进行研究,具体研究内容如下:1)超硬磨料薄片砂轮高性能结合剂的研究结合剂是薄片砂轮配方性能的一个关键因素,应具备优异的粘结性能和高的耐热性能,良好的压实性和成形性,酚醛树脂在树脂磨具中使用最为广泛,本文选择硼粉对其进行改性研究,确定了最佳反应工艺条件,并对制得的硼改性酚醛树脂进行性能分析与测试,提高了结合剂的综合性能。2)超硬磨料薄片砂轮摊料压制技术研究超硬磨料薄片砂轮由于直径和厚度比非常大、绝对厚度非常薄,均匀摊料难度比传统砂轮大的多。本文设计了薄片砂轮专用投料、摊料技术,由垫块控制预算的投摊料厚度,使用定容平推刮料方式,使薄片砂轮摊料均匀。对压制成型过程中的压制工艺参数对薄片砂轮性能的影响进行了分析实验,得到了最佳压制工艺参数。3)超硬磨料薄片砂轮毛坯精密加工技术研究超硬磨料薄片砂轮的毛坯是由非常硬的磨粒和相对比较软的胎体构成,后加工非常困难。本文选用自由磨料研磨方式对毛坯进行精密后加工,研磨磨料选用破碎料RVD金刚石,研磨盘采用球墨铸铁盘,并对研磨加工工艺参数对薄片砂轮性能的影响进行了分析实验,得到了最佳工艺参数。探讨了薄片砂轮的内、外圆加工方法。经过研究摊料压制、树脂改性、精密后加工,为了检验制备的薄片砂轮的切割性能,将成品安装在法兰卡盘上对硅片进行切割加工试验,通过观察薄片砂轮的外径切割损耗和表面磨料脱落速度,得到薄片砂轮的使用寿命指标。试验结果表明本文制做的树脂薄片砂轮是可行的。
【关键词】：超薄切割砂轮 超硬磨料砂轮 树脂结合剂 摊料压制 自由磨料研磨
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG743
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 立项意义11-14
• 1.1.1 超硬磨料超薄切割砂轮的特性及应用11-13
• 1.1.2 研究立项意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.2.1 国外发展情况14
• 1.2.2 国内发展现状14-15
• 1.3 切割技术的发展现状15-17
• 1.4 课题研究内容17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 2 树脂超硬磨料超薄切割砂轮制造方法19-25
• 2.1 引言19-20
• 2.2 树脂结合剂超薄切割砂轮的制造方法20-22
• 2.2.1 制造工艺流程20
• 2.2.2 树脂结合剂超薄切割砂轮的制造工艺关键环节20-22
• 2.3 树脂超硬磨料超薄切割砂轮的物料选择22-24
• 2.3.1 金刚石的选择22-23
• 2.3.2 填料的选择23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 超硬磨料超薄切割砂轮树脂结合剂研究25-32
• 3.1 概述25
• 3.2 配方及配方表示方法25-26
• 3.3 影响配方性能的主要因素26-27
• 3.3.1 磨料浓度与结合剂的关系26
• 3.3.2 磨料粒度与结合剂用量的关系26-27
• 3.3.3 结合剂用量与硬度的关系27
• 3.4 通过树脂改性提高树脂薄片砂轮结合剂性能的研究27-29
• 3.4.1 磨具常用树脂结合剂27-28
• 3.4.2 酚醛树脂的改性及必要性28
• 3.4.3 硼改性酚醛树脂28-29
• 3.5 结果分析29-31
• 3.5.1 改性酚醛树脂的热重分析29-30
• 3.5.2 流动性的测定30-31
• 3.6 本章小结31-32
• 4 超硬磨料超薄切割砂轮热压成形技术研究32-40
• 4.1 薄片摊料技术32-33
• 4.1.1 传统的摊料技术32
• 4.1.2 薄片的摊料技术32-33
• 4.2 薄片压制成型33-34
• 4.3 压制成型工艺参数分析34-39
• 4.3.1 成型压力对金刚石超薄切割砂轮性能的影响34-37
• 4.3.2 成型时间对金刚石超薄切割砂轮性能的影响37-39
• 4.4 本章小结39-40
• 5 超精密超薄切割砂轮精密后加工技术研究40-51
• 5.1 超精密超薄切割砂轮几何特性40
• 5.2 精密薄片砂轮毛坯平面精密加工方法40-49
• 5.2.1 精密超薄片平面加工方法及基本工艺40-41
• 5.2.2 自由磨粒平面研磨去除机理41-42
• 5.2.3 研磨盘42-43
• 5.2.4 研磨液的组成及影响43-44
• 5.2.5 研磨轨迹的选择44-45
• 5.2.6 研磨工艺参数对薄片砂轮性能的影响45-49
• 5.3 薄片砂轮内孔及外圆加工方法49-50
• 5.4 本章小结50-51
• 6 金刚石超薄切割砂轮切割性能分析51-56
• 6.1 实验方案设计51-52
• 6.1.1 切割对象的选择51
• 6.1.2 薄片砂轮的处理51-52
• 6.2 切割工艺对薄片砂轮寿命的影响52-55
• 6.2.1 转速对超薄片寿命影响及分析52-53
• 6.2.2 进刀速度对薄片砂轮寿命的影响及分析53-55
• 6.3 本章小结55-56
• 总结与展望56-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 个人简历65

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