一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的制作方法

1.本发明涉及砂轮制作技术领域，尤其涉及一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备。


背景技术：

2.砂轮在工业生产中有着广泛的应用，其中在机械制造、金属加工、船舶航天等领域的应用主要以切割加工为主。树脂超薄切割砂轮在金属材料加工应用中具有切割速度快，切割尺寸精度高、自锐性好的优点。其中，随着加工精度的要求不断提高，砂轮的尺寸也越来越薄，这对砂轮的强度有了更大的考验，如何在保证切割效率、使用寿命等性能的同时减少砂轮出现变形、裂纹甚至损坏的几率，这些是技术人员亟待解决的技术难题。
3.针对上述问题，申请公布号为cn108857942a的中国专利申请文件公开了一种超薄树脂切割砂轮配方，由下列重量份的原料制成：立德粉2-6份，萤石粉0.5-4份，冰晶石5-10份，炭黑4-8份，铁红0.5-4份，钛青绿30-50份，钛白粉10-20份，白刚玉磨料10-20份，棕刚玉磨料30-50份，液态酚醛树脂15-30份，粉状酚醛树脂5-10份，碳化硅8-20份，重晶石为4-8份，采用较合适的棕刚玉和白刚玉比例，在一定程度上提升了砂轮的强度和切削效率。
4.针对上述的超薄树脂切割砂轮，发明人认为多种成分的填料、有机粉体经过树脂粘合时，树脂整体型切割砂轮的线速度受到了极大限制，目前行业内常用的树脂整体型切割砂轮线速度通常为60m/s-100m/s，而同等类型的金属结合剂整体型切割砂轮由于结合剂强度远高于树脂结合剂，其线速度最高可达150m/s，但是金属结合剂的造价成本太高，不满足于批量生产，且现有砂轮生产设备在对其基料进行混合时，由于基料与添加剂进行同一方向分批次倾倒进行混合搅拌，导致基料与添加剂之间很难进行交混，且使得砂轮的生产效率下降，而且不及时对烧结罐表面进行清洁，会使得砂轮在压制烧结时导致砂轮形状变形，从而，本发明的提出解决了上述技术问题的不足。


技术实现要素：

5.基于上述现有的技术问题，本发明提出了一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备。
6.本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备，包括由如下重量份数的原料制成：磨料、润湿剂、填料、结合剂、增强剂。
7.优选地，所述磨料为碳化硅、酚醛树脂、高强度炭黑、纳米铜粉、硬脂酸钠，所述磨料的比重占比分别为碳化硅20%-25%、酚醛树脂30%-35%、高强度炭黑25%-30%、纳米铜粉15%-20%、硬脂酸钠10%-15%。
8.通过上述技术方案，经添加具有超强延展性能的纳米铜粉，和具有高模量、高强度的纳米碳化硅后可以提升砂轮的抗折、抗拉强度以及耐高温性能，大大提升了砂轮的整体力学性能，切割效率大大提高。
9.优选地，所述填料为钛白粉、氧化锆，所述填料的比重占比分别为钛白粉60%-70%、
氧化锆40%-50%。
10.通过上述技术方案，将填料、与磨料、结合剂、增强剂一起混合，形成均匀的成型料，然后经过高温烧结固化后制得力学性能好的砂轮产品。
11.优选地，所述结合剂为高温聚酰亚胺树脂粉、锡粉、铜粉、锌粉、磷粉、钨粉、铅粉、硼酸锌，所述结合剂的比重占比分别为高温聚酰亚胺树脂粉20%-40%、锡粉20%-25%、铜粉10%-25%、锌粉5%-20%、磷粉5%-10%、钨粉3%-10%、铅粉1%-7%、硼酸锌1%-5%。
12.通过上述技术方案，该结合剂为树脂金属复合结合剂，使得加工的产品具有良好的弹性和有抛光作用，从而使产品具有良好的自锐性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率较高。
13.优选地，所述增强剂为硝基苯磺酰氯、邻苯二胺、固体酸，所述增强剂的比重占比分别为硝基苯磺酰氯25%-30%、邻苯二胺25%-30%、固体酸50%-55%；所述润湿剂为酚醛树脂液。
14.通过上述技术方案，增强剂活化促进作用强，能够进一步降低开环反应和交联反应的活化能，使得树脂之间的反应更加彻底，交联网状结构的韧性和强度更高；酚醛树脂液能保持混合料的润湿性，使其经过烧结固化成型。
15.优选地，包括用于所述磨料、填料、结合剂、增强剂进行混合的搅拌罐和对混料进行烧结硬化成型的烧结罐，所述烧结罐的中部上表面开设有模具槽，所述搅拌罐的中部上表面固定连接有搅拌电机，所述搅拌罐的内部设置有混料搅拌机构，所述混料搅拌机构与所述搅拌电机的输出轴进行连接，所述搅拌罐的底端锥形管表面设置有进料机构，所述烧结罐的一侧设置有压料机构；其中，所述搅拌机构对所述搅拌罐内的混料进行充分均匀搅拌，便于用于砂轮生产的混料烧结压制成型；其中，所述进料机构便于用于所述填料、结合剂、增强剂分别进行添加至所述搅拌罐进行搅拌动作；其中，所述压料机构对所述搅拌罐内的混料进行输送至所述模具槽的内部并压制烧结。
16.优选地，所述搅拌机构包括搅拌杆，所述搅拌杆的上表面通过联轴器与所述搅拌电机的输出轴外表面固定连接，所述搅拌杆的上端外表面固定套接有安装环，所述安装环的下表面呈对称固定连接有安装杆，所述安装杆的外表面呈矩形阵列固定连接有磨料刀齿轮；所述搅拌杆的外表面呈上下矩形阵列有连接杆，所述连接杆的一侧表面固定连接有搅拌螺带。
17.通过上述技术方案，搅拌罐的下端呈锥形管设置，从而便于出料，磨料刀齿轮设置在搅拌螺带的内侧，为了对搅拌管内的混料进行充分搅拌均匀，则控制搅拌电机动作，使其输出轴带动搅拌杆进行转动，则可使得连接杆连接的搅拌螺带在搅拌罐的上部圆管部位进行匀速周向转动，从而对进入至搅拌罐上端的混料进行搅动，使其充分混合均匀，为了保证混合的混料颗粒大小符合限定值，同时对搅拌罐下端的混料进行搅拌均匀，则使搅拌螺带内侧呈对称设置的安装杆外表面的多个磨料刀齿轮绕着搅拌杆进行周向动作，则可使磨料刀齿轮对接触的混料进行削磨，同时进行进一步搅拌。
18.优选地，所述搅拌机构还包括进液喷头，所述进液喷头呈环形阵列固定安装在所述搅拌罐的上表面，所述搅拌罐的上表面呈对称固定安装有料管，所述搅拌罐的上表面固定安装有温湿度传感器，所述搅拌罐的锥形管表面固定连通有出料管，所述出料管的外表面安装有电磁阀。
19.通过上述技术方案，为了使砂轮生产的基础料磨料能与其它添加剂进行区分添加，以便于进行混合均匀，则通过搅拌罐的上表面两端的料管输送磨料，为了使搅拌罐内的混料保持润湿性，使其经过烧结固化成型，则可通过进液喷头对搅拌罐内逐次添加润湿剂，为了对添加的润湿剂进行监测，则在搅拌罐的上表面安装温湿度传感器，用以监测搅拌罐内的温湿度，为了对混合均匀的混料进行输送，则在其底端设置了出料管，为了控制出料管内的流量，则在出料管的外表面设置了电磁阀。
20.优选地，所述进料机构包括进料环管，所述进料环管的上表面与所述搅拌罐的锥形管底端内部固定连通，所述进料管的下表面封闭，所述搅拌杆的下端外表面通过轴承与所述进料环管的内底壁转动连接，所述搅拌杆的外表面固定套接有螺旋输送带，所述螺旋输送带的外表面与所述进料环管的内壁滑动连接；所述进料环管的下端外表面呈对称开设有进料口，所述进料环管的下端外表面固定连接有呈对称设置的倒料壳体，所述进料口的内部与所述倒料壳体的内部固定连通，所述进料环管的外表面与所述倒料壳体的内壁固定连接有过滤栅栏。
21.通过上述技术方案，为了将填料、结合剂、增强剂区分磨料进行添加至搅拌罐，则在搅拌罐的下端设置倒料壳体，且其内壁斜侧向下，从而将填料、结合剂、增强剂倾倒时，顺着倒料壳体的内侧壁向下流动，并经过过滤栅栏过滤出结块后通过进料口进入进料环管内部，从而使其向上输送至搅拌罐的内部，而磨料向下输送至搅拌罐的内部，进而可使磨料与添加剂相对搅拌后实现混合均匀，为了使添加剂向上输送，从而通过搅拌杆转动带动螺旋输送带转动，进而将进料环管内的添加剂向上输送，并通过螺旋输送带与搅拌螺带实现双螺旋搅拌混料，使其混合均匀。
22.优选地，所述烧结罐设置在所述搅拌罐的一侧，所述压料机构包括橡胶连管，所述烧结罐的一侧设置有驱动底座，所述驱动底座的输出外表面通过联轴器固定连接有支撑转杆，所述支撑转杆的一侧表面固定连接有密封罩，所述密封罩的下表面与所述烧结罐的上表面固定连接，所述密封罩的中部表面固定连接有落料管，所述落料管的上表面与所述橡胶连管的下端固定连通，所述落料管的下表面与所述模具槽的上表面固定连接。
23.通过上述技术方案，为了使出料管输出的混合均匀的混料能落在烧结罐的模具槽内，从而可使驱动底座内的电机动作，使其输出轴带动支撑转杆转动150度，进而可使密封罩水平盖在烧结罐的上表面，并使落料管的下表面与模具槽的上表面进行对应，从而可使出料管内的混料落至模具槽，使其压制成型，为了便于密封罩进行转动，从而使密封罩的落料管与出料管之间通过橡胶连管进行连接，从而便于进行弧形转动动作。
24.优选地，所述烧结罐的另一侧设置有支撑梁，所述支撑梁的上表面安装有液压机，所述液压机的活塞杆下表面固定连接有压料板，所述压料板的下表面与所述烧结罐的上表面滑动连接，所述支撑梁的相邻一侧设置有滑道板，所述滑道板的一端上表面固定连接有推动气缸，所述推动气缸的活塞杆表面通过l型连杆固定连接有圆盘刷，所述圆盘刷的下表面分别与所述滑道板的上表面与所述烧结罐的上表面滑动连接，所述滑道板的相对一侧设
置有限位板，所述限位板的一侧表面开设有限位弧槽，所述限位弧槽的内壁与所述圆盘刷的外表面滑动连接。
25.通过上述技术方案，为了对烧结罐的模具槽内的混料进行压制，并经过烧结罐烧结成型，则通过密封盖复位，支撑梁上的液压机动作，使其压料板压在模具槽的上表面，为了使模具槽内混料水平，也保证烧结罐上表面保持干净无杂物，从而使砂轮能压制烧结成型，则在液压机动作之前，通过滑道板上的推动气缸动作，使其活塞杆推动圆盘刷在滑道板上滑行，并扫略烧结罐的上表面，从而可对烧结罐的上表面进行清扫，通过限位板上的限位滑槽实现滑行的圆盘刷的移动限位。
26.本发明中的有益效果为：1、通过经添加具有超强延展性能的纳米铜粉，和具有高模量、高强度的纳米碳化硅后可以提升砂轮的抗折、抗拉强度以及耐高温性能，大大提升了砂轮的整体力学性能，切割效率大大提高。
27.2、通过设置结合剂为树脂金属复合结合剂，使得加工的产品具有良好的弹性和有抛光作用，从而使产品具有良好的自锐性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率较高。
28.3、通过设置搅拌机构与进料机构，可对砂轮生产的原料进行充分的混合均匀，在调节的过程中，通过将填料、结合剂、增强剂倾倒时，顺着倒料壳体的内侧壁向下流动，并经过过滤栅栏过滤出结块后通过进料口进入进料环管内部，从而使其向上输送至搅拌罐的内部，而磨料向下输送至搅拌罐的内部，进而可使磨料与添加剂相对搅拌后实现混合均匀，为了使添加剂向上输送，从而通过搅拌杆转动带动螺旋输送带转动，进而将进料环管内的添加剂向上输送，并通过螺旋输送带与搅拌螺带实现双螺旋搅拌混料，使其混合均匀，从而提高了砂轮生产的效率。
附图说明
29.图1为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的示意图；图2为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的搅拌罐结构立体图；图3为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的进液喷头结构立体图；图4为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的搅拌螺带结构立体图；图5为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的磨料刀齿轮结构立体图；图6为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的倒料壳体结构立体图；图7为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的进料环管结构立体图；图8为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的圆盘刷结构立体图；图9为本发明提出的一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备的密封罩结构立
体图。
30.图中：1、搅拌罐；11、搅拌电机；12、料管；13、温湿度传感器；14、出料管；15、电磁阀；2、烧结罐；21、模具槽；3、搅拌机构；31、搅拌杆；32、安装环；33、安装杆；34、磨料刀齿轮；35、连接杆；36、搅拌螺带；37、进液喷头；4、进料机构；41、进料环管；42、螺旋输送带；43、进料口；44、倒料壳体；45、过滤栅栏；5、压料机构；51、橡胶连管；52、驱动底座；53、支撑转杆；54、密封罩；55、落料管；6、支撑梁；61、液压机；62、压料板；63、滑道板；64、推动气缸；65、圆盘刷；66、限位板；67、限位弧槽。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.参照图1-9，一种高强度超薄精密切割砂轮及其生产设备，包括由如下重量份数的原料制成：磨料、润湿剂、填料、结合剂、增强剂。
33.磨料为碳化硅、酚醛树脂、高强度炭黑、纳米铜粉、硬脂酸钠，磨料的比重占比分别为碳化硅20%-25%、酚醛树脂30%-35%、高强度炭黑25%-30%、纳米铜粉15%-20%、硬脂酸钠10%-15%，经添加具有超强延展性能的纳米铜粉，和具有高模量、高强度的纳米碳化硅后可以提升砂轮的抗折、抗拉强度以及耐高温性能，大大提升了砂轮的整体力学性能，切割效率大大提高。
34.填料为钛白粉、氧化锆，填料的比重占比分别为钛白粉60%-70%、氧化锆40%-50%，将填料、与磨料、结合剂、增强剂一起混合，形成均匀的成型料，然后经过高温烧结固化后制得力学性能好的砂轮产品。
35.结合剂为高温聚酰亚胺树脂粉、锡粉、铜粉、锌粉、磷粉、钨粉、铅粉、硼酸锌，结合剂的比重占比分别为高温聚酰亚胺树脂粉20%-40%、锡粉20%-25%、铜粉10%-25%、锌粉5%-20%、磷粉5%-10%、钨粉3%-10%、铅粉1%-7%、硼酸锌1%-5%，该结合剂为树脂金属复合结合剂，使得加工的产品具有良好的弹性和有抛光作用，从而使产品具有良好的自锐性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率较高。
36.增强剂为硝基苯磺酰氯、邻苯二胺、固体酸，增强剂的比重占比分别为硝基苯磺酰氯25%-30%、邻苯二胺25%-30%、固体酸50%-55%，增强剂活化促进作用强，能够进一步降低开环反应和交联反应的活化能，使得树脂之间的反应更加彻底，交联网状结构的韧性和强度更高。
37.润湿剂为酚醛树脂液，酚醛树脂液能保持混合料的润湿性，使其经过烧结固化成型。
38.包括用于磨料、填料、结合剂、增强剂进行混合的搅拌罐1和对混料进行烧结硬化成型的烧结罐2，烧结罐2的中部上表面开设有模具槽21，搅拌罐1的中部上表面固定连接有搅拌电机11，搅拌罐1的内部设置有搅拌机构3，搅拌机构3与搅拌电机11的输出轴进行连接，搅拌罐1的底端锥形管表面设置有进料机构4，烧结罐2的一侧设置有压料机构5。
39.其中，搅拌机构3对搅拌罐1内的混料进行充分均匀搅拌，便于用于砂轮生产的混料烧结压制成型；为了对搅拌管内的混料进行充分搅拌均匀，搅拌杆31的外表面呈上下矩形阵列有连接杆35，连接杆35的一侧表面固定连接有搅拌螺带36，控制搅拌电机11动作，使
其输出轴带动搅拌杆31进行转动，则可使得连接杆35连接的搅拌螺带36在搅拌罐1的上部圆管部位进行匀速周向转动，从而对进入至搅拌罐1上端的混料进行搅动，使其充分混合均匀。
40.为了保证混合的混料颗粒大小符合限定值，同时对搅拌罐1下端的混料进行搅拌均匀，则搅拌杆31的上端外表面固定套接有安装环32，安装环32的下表面呈对称固定连接有安装杆33，安装杆33的外表面呈矩形阵列固定连接有磨料刀齿轮34，多个磨料刀齿轮34绕着搅拌杆31进行周向动作，则可使磨料刀齿轮34对接触的混料进行削磨，同时进行进一步搅拌。
41.为了使搅拌罐1内的混料保持润湿性，使其经过烧结固化成型，则搅拌机构3还包括进液喷头37，进液喷头37呈环形阵列固定安装在搅拌罐1的上表面，搅拌罐1的上表面呈对称固定安装有料管12，搅拌罐1的上表面固定安装有温湿度传感器13，为了对混合均匀的混料进行输送，搅拌罐1的锥形管表面固定连通有出料管14，出料管14的外表面安装有电磁阀15。
42.其中，进料机构4便于用于填料、结合剂、增强剂分别进行添加至搅拌罐1进行搅拌动作；为了将填料、结合剂、增强剂区分磨料进行添加至搅拌罐1，则进料机构4包括进料环管41，进料环管41的上表面与搅拌罐1的锥形管底端内部固定连通，进料管12的下表面封闭，搅拌杆31的下端外表面通过轴承与进料环管41的内底壁转动连接，为了使添加剂向上输送，搅拌杆31的外表面固定套接有螺旋输送带42，螺旋输送带42的外表面与进料环管41的内壁滑动连接，通过搅拌杆31转动带动螺旋输送带42转动，进而将进料环管41内的添加剂向上输送，并通过螺旋输送带42与搅拌螺带36实现双螺旋搅拌混料，使其混合均匀。
43.为了使出料管14输出的混合均匀的混料能落在烧结罐2的模具槽21内，烧结罐2设置在搅拌罐1的一侧，压料机构5包括橡胶连管51，烧结罐2的一侧设置有驱动底座52，驱动底座52的输出外表面通过联轴器固定连接有支撑转杆53，支撑转杆53的一侧表面固定连接有密封罩54，密封罩54的下表面与烧结罐2的上表面固定连接，密封罩54的中部表面固定连接有落料管55，落料管55的上表面与橡胶连管51的下端固定连通，落料管55的下表面与模具槽21的上表面固定连接，使驱动底座52内的电机动作，使其输出轴带动支撑转杆53转动150度，进而可使密封罩54水平盖在烧结罐2的上表面，并使落料管55的下表面与模具槽21的上表面进行对应，从而可使出料管14内的混料落至模具槽21，使其压制成型。
44.为了对烧结罐2的模具槽21内的混料进行压制，并经过烧结罐2烧结成型，烧结罐2的另一侧设置有支撑梁6，支撑梁6的上表面安装有液压机61，液压机61的活塞杆下表面固定连接有压料板62，压料板62的下表面与烧结罐2的上表面滑动连接，为了使模具槽21内混料水平，也保证烧结罐2上表面保持干净无杂物，从而使砂轮能压制烧结成型，则支撑梁6的相邻一侧设置有滑道板63，滑道板63的一端上表面固定连接有推动气缸64，推动气缸64的活塞杆表面通过l型连杆固定连接有圆盘刷65，圆盘刷65的下表面分别与滑道板63的上表面与烧结罐2的上表面滑动连接，滑道板63的相对一侧设置有限位板66，限位板66的一侧表面开设有限位弧槽67，限位弧槽67的内壁与圆盘刷65的外表面滑动连接，通过滑道板63上的推动气缸64动作，使其活塞杆推动圆盘刷65在滑道板63上滑行，并扫略烧结罐2的上表面，从而可对烧结罐2的上表面进行清扫，通过限位板66上的限位滑槽实现滑行的圆盘刷65的移动限位。
45.工作原理：本发明在具体的实施例中，通过从搅拌罐1的料管12中倒入磨料，并将填料、结合剂、增强剂从搅拌罐1的下端进行倾倒，使其顺着倒料壳体44的内侧壁向下流动，并经过过滤栅栏45过滤出结块后通过进料口43进入进料环管41内部，并控制搅拌罐1上表面的搅拌电机11动作，使其输出轴带动搅拌杆31进行转动，从而带动螺旋输送带42转动，进而将进料环管41内的添加剂向上输送，并通过螺旋输送带42与搅拌螺带36实现双螺旋搅拌混料，使其混合均匀；同时连接杆35连接的搅拌螺带36在搅拌罐1的上部圆管部位进行匀速周向转动，从而对进入至搅拌罐1上端的混料进行搅动，使其充分混合均匀，为了保证混合的混料颗粒大小符合限定值，同时对搅拌罐1下端的混料进行搅拌均匀，则使搅拌螺带36内侧呈对称设置的安装杆33外表面的多个磨料刀齿轮34绕着搅拌杆31进行周向动作，则可使磨料刀齿轮34对接触的混料进行削磨，同时进行进一步搅拌；为了使搅拌罐1内的混料保持润湿性，使其经过烧结固化成型，则可通过进液喷头37对搅拌罐1内逐次添加润湿剂，为了对添加的润湿剂进行监测，则在搅拌罐1的上表面安装温湿度传感器13，用以监测搅拌罐1内的温湿度；当搅拌完成后，可使驱动底座52内的电机动作，使其输出轴带动支撑转杆53转动150度，进而可使密封罩54水平盖在烧结罐2的上表面，并使落料管55的下表面与模具槽21的上表面进行对应，通过电磁阀15启动，使混料从出料管14排出，并通过落料管55落至模具槽21，然后密封盖复位，通过滑道板63上的推动气缸64动作，使其活塞杆推动圆盘刷65在滑道板63上滑行，并扫略烧结罐2的上表面，从而可对烧结罐2的上表面进行清扫，接着支撑梁6上的液压机61动作，使其压料板62压在模具槽21的上表面，完成砂轮的压料烧结成型。
46.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。