再結(jié)晶玻璃作為合成粘結(jié)劑可確保結(jié)構(gòu)的一致性

最近開(kāi)發(fā)的，用于氧化鋁陶瓷砂輪的合成粘結(jié)劑，因結(jié)合劑用量少，而提高了砂輪的多孔性。該合成物的組成成分保證了結(jié)構(gòu)的一致性和硬度。在應(yīng)用時(shí)，特別是用在緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削漸開(kāi)線齒形時(shí)，它具有較高的材料磨除率，進(jìn)而縮短了加工時(shí)間。

在當(dāng)前的齒輪磨削中，仍在使用由普通磨料，如標(biāo)準(zhǔn)磨料和二氧化鋁陶瓷制成的削生產(chǎn)率已經(jīng)大大提高。燒結(jié)陶瓷和單晶二氧化鋁、合成粘結(jié)劑以及新的磨削技術(shù)的發(fā)展，對(duì)這種進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。

在最近10來(lái)年的時(shí)間里，人們?cè)絹?lái)越多地采用緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削方式加工漸開(kāi)線齒形。與迄今常用的往復(fù)式磨削工藝相比，砂輪的接觸面積要大得多，因此，所用砂輪必須能夠承受較高的壓力。只有在單個(gè)磨粒上施以足夠高的壓力時(shí)，磨粒才可能自銳。

磨料、孔隙和粘結(jié)劑的作用

在使用玻璃粘結(jié)劑的砂輪時(shí)，對(duì)特定不同的用途，磨料、孔隙以及粘結(jié)劑的正確組合，基本上能獲得滿意效果(圖1)。但在選擇磨料粒度時(shí)，必須使各種彼此矛盾的特性趨于和諧。例如：二氧化鋁陶瓷需要對(duì)單個(gè)磨粒施加很高壓力，才能實(shí)現(xiàn)自銳，但這只發(fā)生在較高材料去除率的情況下。在精磨過(guò)程中，壓力往往不足，從而使磨粒變鈍，接下來(lái)便導(dǎo)致燒傷。為此，人們往往選用含有10%～30%二氧化鋁陶瓷的砂輪磨削齒輪。對(duì)普通二氧化鋁磨料，應(yīng)進(jìn)行有效平衡，不同類型的二氧化鋁的分裂性能也不一樣，特別是影響砂輪的自銳性。制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了高孔隙砂輪，能夠承受作用于單個(gè)磨粒上的高的壓力。由于這些磨粒彼此相隔較遠(yuǎn)，因此在磨削過(guò)程中，作用在單位面積上的壓力Fd，只影響不多的幾個(gè)磨粒，從而可以確保單個(gè)磨粒的自銳。

A.高孔隙結(jié)構(gòu) B.正常結(jié)構(gòu)(40%孔隙，40%磨粒，20%粘結(jié)劑) C.硬結(jié)構(gòu)
圖1可能的磨粒、粘結(jié)劑和孔隙組合示意圖

粘結(jié)劑將砂粒連結(jié)成一體，這樣會(huì)因摩擦作用而產(chǎn)生不必要的熱，因此制造商設(shè)法將粘結(jié)劑的比例控制在最低限度上。但同時(shí)，必須可靠地保證磨粒粘合力、總體耐用度以及砂輪抗斷裂能力等。用于晶體和燒結(jié)剛玉砂輪的陶瓷粘結(jié)劑主要由黏土、高嶺土、長(zhǎng)石以及玻璃等原料組成。磨削性能可能有選擇地受這些組成成分的影響。黏土?xí)龃笞枘崽匦?，而玻璃則會(huì)提高斷裂性。由于用天然的原料不可能保證質(zhì)量的一致性，因此用這種方式制成的砂輪的特性可能會(huì)在某些方面出現(xiàn)差異。

質(zhì)量一致的玻璃粘結(jié)劑

為消除這些不利因素，WST Winterthur磨削技術(shù)股份公司開(kāi)發(fā)了一種合成粘結(jié)系統(tǒng)。它帶有再結(jié)晶玻璃碎片。這是在冷卻階段的低溫下形成的，使“晶體鏈”增加，這些晶體鏈，象“晶格作業(yè)”一樣，賦予粘結(jié)劑以超出常規(guī)粘結(jié)劑的強(qiáng)度(圖2)。總的合成成分可以確保始終一致的結(jié)構(gòu)和硬度。采用該結(jié)合比例，磨削齒輪用的砂輪中，粘結(jié)劑的比例可以減少10%，孔隙可以增多10%，同時(shí)不會(huì)降低砂輪的耐用度。因此，降低了磨削過(guò)程中溫升，減少了燒傷的危險(xiǎn)并提高了材料的去除率。

圖2 冷卻時(shí)的晶體

表1中所示，是采用玻璃粘結(jié)劑的砂輪磨削齒輪時(shí)的加工性能數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)時(shí)間等情況。這些齒輪通常是大批量生產(chǎn)的，因此保證較高的材料去除率顯得尤為重要，這樣可最大限度地縮短加工時(shí)間。表1(右)所示是高成本驅(qū)動(dòng)小齒輪的加工實(shí)例。在此，與以前所用砂輪相比，玻璃粘結(jié)砂輪可提供更高的磨除率，這就進(jìn)一步降低了加工時(shí)間。兩個(gè)實(shí)例表明，由于對(duì)粘結(jié)劑進(jìn)行的選擇性的改善，從而使由標(biāo)準(zhǔn)磨料和二氧化鋁陶瓷制成的砂輪使用起來(lái)比較經(jīng)濟(jì)，而且在將來(lái)也還會(huì)繼續(xù)如此。

表1磨削加工轎車齒輪箱齒輪(左)以及軋輥的驅(qū)動(dòng)小齒輪(右) #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#