涂附磨具的选择和使用上课讲义.ppt
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1、涂附磨具的选择和使用2 2 涂附磨具三要素的构成涂附磨具三要素的构成涂附磨具的涂附磨具的“三要素三要素”:基材、磨料、粘结剂。每一个:基材、磨料、粘结剂。每一个要素都有不同性质和不同的型号材料可供选择。要素都有不同性质和不同的型号材料可供选择。(1 1)基材的分类基材的分类基材是涂附磨具中磨料和粘结剂的承载体。是涂附磨具基材是涂附磨具中磨料和粘结剂的承载体。是涂附磨具具有可挠曲性的主导因素,也是区别于其它磨具的主要具有可挠曲性的主导因素,也是区别于其它磨具的主要特征。特征。基材的种类主要有纸、布、钢纸、复合基、无纺布等。基材的种类主要有纸、布、钢纸、复合基、无纺布等。纸:涂附磨具用纸是由特别结
2、实而富有韧性的纤维制成纸:涂附磨具用纸是由特别结实而富有韧性的纤维制成的,按照不同的需要制成不同品质和规格的品种。纸的的,按照不同的需要制成不同品质和规格的品种。纸的价格较便宜,一般不需要进行基材处理,用量很大。价格较便宜,一般不需要进行基材处理,用量很大。在涂附磨具使用中,纸的型号是用定量来划分的,如在涂附磨具使用中,纸的型号是用定量来划分的,如表表2。表表2涂附磨具用纸的型号涂附磨具用纸的型号型号型号A AB BC CD DE EF FH H定量(定量(g/mg/m2 2)8080100100120120160160220220300300300300例如例如石英石英砂木砂木砂纸砂纸三星三
3、星A275A275一般干一般干砂,射砂,射击手涂击手涂层层PKPK国产国产纸纸PKE51PKE51(进口进口纸)纸)PCG81PCG81(重磅纸)(重磅纸)PCH71PCH71布:用纤维为原料,通过纺织构成一定组织而形成的织物。布:用纤维为原料,通过纺织构成一定组织而形成的织物。布在涂附磨具的基材中应用最广,柔性好,强度高,但需布在涂附磨具的基材中应用最广,柔性好,强度高,但需要进行严格的基材处理;要进行严格的基材处理;布因为组织的不同形成不同的类型,涂附磨具用布在目前布因为组织的不同形成不同的类型,涂附磨具用布在目前主要有棉布、混纺布、聚酯布等。主要有棉布、混纺布、聚酯布等。在涂附磨具使用中
4、,同纸一样,布是用重量来划分的。目在涂附磨具使用中,同纸一样,布是用重量来划分的。目前布的重量没有一个通用的标准,其分类如表前布的重量没有一个通用的标准,其分类如表3 3。表表3 3涂附磨具用布的分类涂附磨具用布的分类型号型号LFJXYS名称名称轻型布轻型布轻型布轻型布中型布中型布重型布重型布厚重型布厚重型布超重型布超重型布例如例如拉丝轮拉丝轮专用布专用布CKF51JB-5GXK51BKY71DGY71陶瓷砂带陶瓷砂带钢纸:是由多层棉纤维融合而成的、强度很高的基材。钢纸:是由多层棉纤维融合而成的、强度很高的基材。能承受特别高的机械负荷,强度高,伸长小,耐热性好能承受特别高的机械负荷,强度高,伸
5、长小,耐热性好,主要用于钢纸砂盘、异型制品的生产,根据涂附磨具,主要用于钢纸砂盘、异型制品的生产,根据涂附磨具的要求,以厚度选择。的要求,以厚度选择。复合基:由纸和布复合而成,综合了纸和布的优点,强复合基:由纸和布复合而成,综合了纸和布的优点,强度高,伸长极小,主要用来制作高速重负荷砂带,少量度高,伸长极小,主要用来制作高速重负荷砂带,少量制作砂盘。一般根据布基的型号人为轻型复合基、重型制作砂盘。一般根据布基的型号人为轻型复合基、重型复合基二类。复合基二类。无纺布:将一种或数种纤维采用粘结或机械等方法,使无纺布:将一种或数种纤维采用粘结或机械等方法,使之不经编织过程而具有布匹的外貌和性能,主要
6、用来制之不经编织过程而具有布匹的外貌和性能,主要用来制作松软的抛光磨具。作松软的抛光磨具。(2 2)磨料的种类磨料的种类磨料是涂附磨具产生磨削和抛光作用的主体。磨料是涂附磨具产生磨削和抛光作用的主体。磨料必须具备这些基本性质:一定的硬度,一定的强磨料必须具备这些基本性质:一定的硬度,一定的强度,适当的破碎性,一定的理化稳定性。度,适当的破碎性,一定的理化稳定性。磨料可分为天然磨料和人造磨料两大类。涂附磨具常磨料可分为天然磨料和人造磨料两大类。涂附磨具常用的磨料品种主要有:用的磨料品种主要有:棕刚玉(棕刚玉(A A):主要成分是):主要成分是-AI2O3-AI2O3,外观呈棕色或棕,外观呈棕色或
7、棕褐色,硬度较高韧性好,能承受很大的压力,具有耐褐色,硬度较高韧性好,能承受很大的压力,具有耐高温、抗腐蚀、化学稳定性好等特点,应用非常广泛。高温、抗腐蚀、化学稳定性好等特点,应用非常广泛。白刚玉(白刚玉(A A):主要成分是):主要成分是-AI2O3-AI2O3,外观呈白色,硬,外观呈白色,硬度高于棕刚玉,性脆,韧性比棕刚玉低,磨料易碎裂,度高于棕刚玉,性脆,韧性比棕刚玉低,磨料易碎裂,锋利性好。锋利性好。黑碳化硅(黑碳化硅(C C):主要成分是):主要成分是SICSIC,外观呈黑色,硬度,外观呈黑色,硬度高性,性脆,磨料的锋利性好。高性,性脆,磨料的锋利性好。锆刚玉(锆刚玉(ZAZA):主
8、要成分是):主要成分是-AI2O3-AI2O3和和AI2O3-ZrAI2O3-Zr共晶共晶体,外观呈灰白色或灰褐色,具有很好的韧性和耐磨体,外观呈灰白色或灰褐色,具有很好的韧性和耐磨性,适于高速重负荷磨削和难磨金属材料的加工。性,适于高速重负荷磨削和难磨金属材料的加工。另外,还有陶瓷磨料、玻璃砂、石榴石等。另外,还有陶瓷磨料、玻璃砂、石榴石等。涂附磨具对磨料的化学成分、粒度、颗粒形状、堆积涂附磨具对磨料的化学成分、粒度、颗粒形状、堆积密度、亲水性等专门的要求,涂附磨具所用的磨料要密度、亲水性等专门的要求,涂附磨具所用的磨料要使用涂附磨具专用磨料,即使用涂附磨具专用磨料,即P P磨料。磨料。为什
9、么是PP粒度号磨料以英文字母粒度号磨料以英文字母“P”打头,加上阿拉伯数字表示,打头,加上阿拉伯数字表示,数值越大磨料粒度愈细。数值越大磨料粒度愈细。国家规定这种粒度规格的磨料共有国家规定这种粒度规格的磨料共有28个粒度号,为:个粒度号,为:P12P16P20P24P30P36P40P50P60P80P100P120P150P180P220P240P280P320P360P400P500P600P800P1000P1200P1500P2000P2500前前15个粒度号较粗,后个粒度号较粗,后13个为微粉、粒度较细。个为微粉、粒度较细。P粒度磨料的特点:严格限制粗粒群,基本粒群与混合粒粒度磨料的
10、特点:严格限制粗粒群,基本粒群与混合粒群含量增多,减少细粒群群含量增多,减少细粒群(细粒号变粗细粒号变粗)。P砂在颗粒形状砂在颗粒形状方面,主要采用对辊加球磨的工艺,确保形状有棱角、规方面,主要采用对辊加球磨的工艺,确保形状有棱角、规则,在清洁度方面要求也很高,一般涂附磨具使用则,在清洁度方面要求也很高,一般涂附磨具使用P砂通砂通过采用水(酸)洗、分号、烘干、再分级得工艺,使清洁过采用水(酸)洗、分号、烘干、再分级得工艺,使清洁度达到度达到97%以上。以上。固结磨具是固结磨具是F磨料。磨料。AA,CC,PAA-氧化铝CC-碳化硅K-棕刚玉Z-锆刚玉Ppaper,polyesterB-Blend
11、GXK51-P,DZY71,DZY72(3 3)粘结剂的分类粘结剂的分类粘结剂是起粘结磨料和基材的作用,使磨具具有一定的形粘结剂是起粘结磨料和基材的作用,使磨具具有一定的形状和强度。涂附磨具中的粘结剂一般由基材处理剂、底胶、状和强度。涂附磨具中的粘结剂一般由基材处理剂、底胶、复胶等构成。复胶等构成。基材处理剂基材处理剂 的作用主要是为了改善基材的物理机械性能,的作用主要是为了改善基材的物理机械性能,保证良好的涂胶植砂质量,赋予产品良好的使用性能。根保证良好的涂胶植砂质量,赋予产品良好的使用性能。根据产品不同的使用要求,基材据产品不同的使用要求,基材 处理分非耐水处理和耐水处理分非耐水处理和耐水
12、处理,基材处理剂应与之相适应。处理,基材处理剂应与之相适应。底胶是将磨料粘结在基材上的涂层,起粘结和固定磨料的底胶是将磨料粘结在基材上的涂层,起粘结和固定磨料的作用。作用。复胶是在已固定的磨粒上再涂一层粘结剂,把磨料包围信复胶是在已固定的磨粒上再涂一层粘结剂,把磨料包围信从而进一步加强磨粒与基材的粘结强度,保证磨粒在磨削从而进一步加强磨粒与基材的粘结强度,保证磨粒在磨削过程中能经受磨削力的挤压和冲击而不易脱落的作用。过程中能经受磨削力的挤压和冲击而不易脱落的作用。影响涂附磨具粘结强度的主要因素是粘结剂影响涂附磨具粘结强度的主要因素是粘结剂 的种类和数的种类和数量。量。涂附磨具所使用的粘结剂涂附
13、磨具所使用的粘结剂 主要有:动物胶、合成树脂等。主要有:动物胶、合成树脂等。例皮胶、脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、醇酸树脂等。例皮胶、脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、醇酸树脂等。动物胶:粘结性能好,使用方便,但不耐水,易受潮。动物胶:粘结性能好,使用方便,但不耐水,易受潮。脲醛树脂:制造简单,成本低廉,粘结性能、防潮抗霉性脲醛树脂:制造简单,成本低廉,粘结性能、防潮抗霉性优于动物胶。优于动物胶。酚醛树脂:粘结强度高,耐水、抗酸、耐候性好,尤其是酚醛树脂:粘结强度高,耐水、抗酸、耐候性好,尤其是水溶性酚醛树脂的使用,使之成为涂附磨具工业的最主要水溶性酚醛树脂的使用,使之成为涂附磨具工业的最主要的粘
14、结剂之一。的粘结剂之一。环氧树脂、醇酸树脂:粘结性能好,耐水性好,但需使用环氧树脂、醇酸树脂:粘结性能好,耐水性好,但需使用有机溶剂,多于耐水砂纸的生产。有机溶剂,多于耐水砂纸的生产。3 3涂附磨具的确类涂附磨具的确类涂附磨具是由基材、磨料和粘结剂涂附磨具是由基材、磨料和粘结剂 三部分组成的。根据三部分组成的。根据基材、磨料和粘结剂的不同,涂附磨具可分为众多的品基材、磨料和粘结剂的不同,涂附磨具可分为众多的品种,具有不同的性能和不同的用途。科学合理的涂附磨种,具有不同的性能和不同的用途。科学合理的涂附磨具的分类方法是选择涂附磨具时重要依据。具的分类方法是选择涂附磨具时重要依据。(1 1)根据基
15、材和使用方法分类根据基材和使用方法分类涂附磨具分为干磨砂布、耐水砂布、干磨砂纸、耐水砂涂附磨具分为干磨砂布、耐水砂布、干磨砂纸、耐水砂纸纸(2 2)根据粘结剂和基材处理分类根据粘结剂和基材处理分类涂附磨具分为动物胶粘结涂附磨具,树脂粘结涂附磨具,涂附磨具分为动物胶粘结涂附磨具,树脂粘结涂附磨具,全树脂粘结涂附磨具,耐水涂附磨具四大类。全树脂粘结涂附磨具,耐水涂附磨具四大类。(3 3)根据磨料材质、粒度分类:根据磨料材质、粒度分类:磨料材质表示磨料的种类和性能,磨料粒度表示磨粒的磨料材质表示磨料的种类和性能,磨料粒度表示磨粒的大小和分布状态。不同的磨料材质和粒度可分为不同的大小和分布状态。不同的
16、磨料材质和粒度可分为不同的涂附磨具品种。另外,干磨砂布和耐水砂纸还有一种代涂附磨具品种。另外,干磨砂布和耐水砂纸还有一种代号,针对不同粒度,目前市场上还有使用的。号,针对不同粒度,目前市场上还有使用的。(4 4)根据植砂密度分类:根据植砂密度分类:表示涂附磨具表面磨粒的密度。涂附磨具的植砂密度分表示涂附磨具表面磨粒的密度。涂附磨具的植砂密度分为密植砂(为密植砂(CLCL)疏植砂()疏植砂(OPOP)。)。(5 5)根据产品形状分类:根据产品形状分类:涂附磨具根据产品形状可分为:页状、卷状、带状、盘涂附磨具根据产品形状可分为:页状、卷状、带状、盘状、异型品。状、异型品。众多的分类方法,哪种更科学
17、、更直观、更方便呢?我众多的分类方法,哪种更科学、更直观、更方便呢?我们认为们认为“根据粘结剂根据粘结剂 和基材处理分类和基材处理分类”合理一些,再与合理一些,再与“根据产品形状的分类根据产品形状的分类”相结合,基本上能满足对涂附相结合,基本上能满足对涂附磨具的描述。磨具的描述。根据粘结剂根据粘结剂 和基材处理分类可分为动物粘结涂附磨具,和基材处理分类可分为动物粘结涂附磨具,树脂粘结涂附磨具,全树脂粘结涂附磨具,耐水涂附磨树脂粘结涂附磨具,全树脂粘结涂附磨具,耐水涂附磨具四大类。具四大类。动物胶粘结涂附磨具:代号为动物胶粘结涂附磨具:代号为G/GG/G底、复胶均采用动物底、复胶均采用动物胶,低
18、档的基材处理剂,耐热性、耐潮性差,但粘结胶,低档的基材处理剂,耐热性、耐潮性差,但粘结剂剂 为水溶性,价廉、制作简单、使用方便。为水溶性,价廉、制作简单、使用方便。半树脂粘结涂附磨具:代号为半树脂粘结涂附磨具:代号为R/GR/G,底胶是动物胶,复,底胶是动物胶,复胶是合成树脂粘结剂,中低档的基材处理剂,特性介胶是合成树脂粘结剂,中低档的基材处理剂,特性介于动物胶和全树脂产品之间。于动物胶和全树脂产品之间。全树脂粘结涂附磨具:代号为全树脂粘结涂附磨具:代号为R/RR/R,底、复胶均采用合,底、复胶均采用合面树脂,高档的基材处理剂面树脂,高档的基材处理剂 (不耐水或具有防水性),(不耐水或具有防水
19、性),粘结强度高,耐磨性好,耐热,主要应用于机械磨削。粘结强度高,耐磨性好,耐热,主要应用于机械磨削。耐水涂附磨具:代号耐水涂附磨具:代号WPWP,基材预先要进行耐水或耐油,基材预先要进行耐水或耐油处理,底、复胶采用合成树脂或油漆,适用于在水质处理,底、复胶采用合成树脂或油漆,适用于在水质冷却液中使用。冷却液中使用。1 1 4 4砂带的基本知识砂带的基本知识砂带就是环状的涂附磨具。由于砂带的产生,才使涂砂带就是环状的涂附磨具。由于砂带的产生,才使涂附磨具实现了从手工应用向现代化磨削方式的转变。附磨具实现了从手工应用向现代化磨削方式的转变。砂带分为无接头砂带、接头砂带。砂带分为无接头砂带、接头砂
20、带。接头砂带分为单接头、多接头、螺旋形接头。接头形接头砂带分为单接头、多接头、螺旋形接头。接头形式有搭接法和对接法。对接法又分为直结接、式有搭接法和对接法。对接法又分为直结接、S S形对接、形对接、嵌接。嵌接。2 2、涂附磨具磨削基本知识、涂附磨具磨削基本知识2 2 1 1涂附磨具的磨削点及适用范围涂附磨具的磨削点及适用范围涂附磨具是由磨料、基材和粘结剂制成的一种柔性磨具。涂附磨具是由磨料、基材和粘结剂制成的一种柔性磨具。涂附磨具的磨削具有弹性的、高效冷切削的磨削物点,涂附磨具的磨削具有弹性的、高效冷切削的磨削物点,广泛应用于:广泛应用于:(1 1)大型的平面厚、薄板材,包括金属带材的加工;大
21、型的平面厚、薄板材,包括金属带材的加工;(2 2)大批量生产的各种金属、非金属工件的加工;大批量生产的各种金属、非金属工件的加工;(3 3)复杂型面工件的成型磨削与抛光;复杂型面工件的成型磨削与抛光;(4 4)各种直径的金属管、棒、辊材的外圆磨削、弯曲各种直径的金属管、棒、辊材的外圆磨削、弯曲面磨削、内圆磨削等。面磨削、内圆磨削等。(5 5)利用页轮或筒型砂套可以替代抛光轮的抛光;利用页轮或筒型砂套可以替代抛光轮的抛光;(6 6)盘状产品用于大型壳体、箱体、船体、桥梁等的盘状产品用于大型壳体、箱体、船体、桥梁等的磨焊缝、去毛刺、大面积除锈等方面,高效、方便、安磨焊缝、去毛刺、大面积除锈等方面,
22、高效、方便、安全。全。2 2 2砂带的磨削机理砂带的磨削机理涂附磨具可以理解为具有众多磨粒构成的多刀多刃的刀涂附磨具可以理解为具有众多磨粒构成的多刀多刃的刀具。具。涂附磨具的磨粒是均匀地分布在基材表面的,基本上是涂附磨具的磨粒是均匀地分布在基材表面的,基本上是单层分布。涂附磨具所用的专用磨料,其基本粒含量要单层分布。涂附磨具所用的专用磨料,其基本粒含量要求较高,颗粒大小均匀,使涂附磨具表面的磨粒有了很求较高,颗粒大小均匀,使涂附磨具表面的磨粒有了很好的等高排列。特别是现代化的涂附磨具生产采用静电好的等高排列。特别是现代化的涂附磨具生产采用静电植砂工艺,保证了磨粒的尖角朝外,磨料定向排列。涂植砂
23、工艺,保证了磨粒的尖角朝外,磨料定向排列。涂附磨具表面磨粒的定抽排列和等高性,是涂附磨具保持附磨具表面磨粒的定抽排列和等高性,是涂附磨具保持磨削的高效率和冷态磨削的重要因素。磨削的高效率和冷态磨削的重要因素。与砂轮磨削的典型区别在于与砂轮磨削的典型区别在于“砂带磨削是通过提高带面砂带磨削是通过提高带面垂直负荷(磨削压力),而不是通过提高砂带速度发展垂直负荷(磨削压力),而不是通过提高砂带速度发展起来的。起来的。砂带的线速度一般在砂带的线速度一般在15-35 m/s15-35 m/s范围内,很少超过范围内,很少超过50m/s50m/s。砂带在磨削过程中,发生三个不同的过程:滑擦砂带在磨削过程中,
24、发生三个不同的过程:滑擦磨磨粒在工件上的滑擦,产生了工件材料的弹性变形,耕犁粒在工件上的滑擦,产生了工件材料的弹性变形,耕犁磨粒引起工件材料的塑性流动,使材料产生挤压式磨粒引起工件材料的塑性流动,使材料产生挤压式的动动而从磨粒下方向前和两侧挤出,同时切除少量的的动动而从磨粒下方向前和两侧挤出,同时切除少量的材料;切削材料;切削材料在滑动的前方产生断裂而形成切屑材料在滑动的前方产生断裂而形成切屑,有相当快的切除率。以上三个过程是相互连接的,其,有相当快的切除率。以上三个过程是相互连接的,其中切削是磨削过程中最有效的形式。中切削是磨削过程中最有效的形式。砂带磨削机理示意如图砂带磨削机理示意如图2
25、23 3 3 3砂带的磨削特点及形式砂带的磨削特点及形式砂带磨削的特点:砂带磨削的特点:(1 1)能解决其它磨具无法解决的磨削,职大面积和能解决其它磨具无法解决的磨削,职大面积和复杂型面的磨削等。复杂型面的磨削等。(2 2)磨削效率高,热积累小,散热快,不宜烧伤工磨削效率高,热积累小,散热快,不宜烧伤工件;件;(3 3)加工表面质量好;加工表面质量好;(4 4)设备简单,操作方便,使用安全;设备简单,操作方便,使用安全;(5 5)功率消耗少,节省能源。功率消耗少,节省能源。砂带磨削的基本形式:接触轮式磨削、压板式磨削、自砂带磨削的基本形式:接触轮式磨削、压板式磨削、自由式磨削,如图由式磨削,如
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