一種軟彈性拋光磨具的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及精密光整技術(shù)領域的拋光工具，特別是涉及一種軟彈性拋光磨具，本 發(fā)明還涉及軟彈拋光磨具的制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 精密光整加工的機械式拋光主要以固結(jié)磨粒拋光、半固結(jié)磨粒拋光和游離磨粒 拋光等三種形式。固結(jié)磨粒拋光輪為彈性體，常用棉布、毛氈、皮革、紙和麻布等材料經(jīng)縫 合或膠合而成，再用磨粒膠粘在柔軟材料的拋光輪；半固結(jié)磨粒拋光輪與固結(jié)磨粒拋光輪 基本一致，只是磨粒用油脂涂敷在拋光輪上；游離磨粒拋光輪為液中拋光輪，多采用脫脂 木材和細毛氈制作，磨粒游離于拋光輪與拋光輪之間。因此，傳統(tǒng)的拋光方法，磨粒與拋 光工具并非為一個有效的整體，加工過程磨粒與拋光工具難以完全貼合，導致接觸區(qū)磨粒 受力不均影響加工表面質(zhì)量。由此可見，如能使彈性體的拋光工具與磨料有機的結(jié)合將 是十分理想的選擇方法，現(xiàn)有技術(shù)中已開始用樹脂基磨具以減少砂輪的硬度，如【申請?zhí)枴?CN201110076155. X發(fā)明專利《一種高性能綠色樹脂基磨具及其制備方法》，該發(fā)明公開了一 種高性能綠色樹脂基磨具，包括增強層和研磨層，其特征在于：所述研磨層由磨料、結(jié)合劑、 填料、顏料按重量比70-110 : 15-25 : 3-9 : 3-8制備而成，其中所磨料由棕剛玉、單剛玉 和陶瓷混合而成。該發(fā)明的高性能綠色樹脂磨具磨削效率高、不傷工件等性能優(yōu)良的綠色 磨具，但從理論的角度而言僅為砂輪的一種，只是硬度有所降低，與真正實現(xiàn)軟彈性磨具拋 光還存在著較大差距；又如【申請?zhí)枴緾N102717341A發(fā)明專利就公開了一種樹脂基軟性成型 磨具及其拋光方法，其特征在于：各個材料由質(zhì)量比為醋酸乙烯酯13. 6% -19. 4%，聚對苯 二甲基丁二醇酯17. 3% -22%，聚二甲基硅氧烷14. 4% -23. 3%，玻璃纖維1. 4% -4. 5%， 碳化硅26%-32%，增亮劑0-1. 2%，石蠟7%-11 %。該發(fā)明提出的一種高精度耐磨磨具， 采用醋酸乙烯酯及聚對苯二甲基丁二醇酯為結(jié)合劑的樹脂基，并采用凹凸面拓印式制模法 實現(xiàn)。綜上所述，各種發(fā)明專利中均未涉及以硅膠為結(jié)合劑的軟彈性磨具與制備技術(shù)。
[0003] 為此，在精密光整加工中希望找到一種既可減少損耗，同時又能緊貼表面均勻加 工的拋光磨具，從而保證高質(zhì)量的表面加工方法。要實現(xiàn)這些效果，采用軟彈性軟磨具拋光 將是切實有效的方法，而硅膠就是制作這種軟彈性磨具理想的結(jié)合劑，具有耐高溫、耐撕拉 及高彈性等特點，且與樹脂材料具有極好的兼容性，本發(fā)明中溶入適量的熱彈性好、粘結(jié)性 高的甲基苯基硅樹脂，可將該結(jié)合劑的彈性、柔韌性、耐磨性發(fā)揮至極致。且硅膠和甲基苯 基硅樹脂等為結(jié)合劑均為無毒、無味、無污染的物質(zhì)，是良好的綠色環(huán)保材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供了一種軟彈性磨具及其制備工藝，其特征在于按磨粒、結(jié)合 劑、填料等材料質(zhì)量比：硅膠24% -35%，磨料（碳化硅、碳化硼或金剛石等）55% -66%， 甲基苯基硅樹脂6 % -8%，環(huán)氧樹脂增韌劑2 % -2. 5%，固化劑0.7 % -1.3%，增亮劑 0-0. 18%。依靠拋光磨具的軟彈性體的特征，在精密光整加工中磨粒能均勻地分布于加工 表面，形成極佳的接觸區(qū)域，從而保證良好的加工質(zhì)量。
[0005] 優(yōu)選的，軟彈性的拋光磨具，其特征在于結(jié)合劑為硅膠和甲基苯基硅樹脂，按總質(zhì) 量比為硅膠24% -35%，甲基苯基硅樹脂6% -8%。
[0006] 優(yōu)選的，軟彈性拋光磨具的備工藝，按上述質(zhì)量比：先將硅膠、甲基苯基硅樹脂、環(huán) 氧樹脂增韌劑與增亮劑等混合物，并加熱；再將磨粒、固化劑倒入粘結(jié)劑混合物中進行混合 均勻，充分攪拌；模腔涂上脫模劑，將磨料填滿模腔中適當加壓，并振動排氣；壓制成型的 模具在空氣中固再放入烘焙箱內(nèi)加溫硬化，保溫后隨爐冷卻至室溫脫模。
[0007] 優(yōu)選的，軟彈性拋光磨具的制備工藝，結(jié)合劑混合加熱溫度60-70°C，并保溫 15min ；
[0008] 優(yōu)選的，軟彈性拋光磨具的制備工藝，成型壓力為0. 1-0. 3MPa。
[0009] 優(yōu)選的，軟彈性拋光磨具的制作工藝硬化溫度及保溫時間為：加熱溫度至120°c， 保溫4-5小時。
[0010] 為達到上述效果，力求制備方法簡單，性價比高，本發(fā)明控制制備工藝參數(shù)在允許 的誤差范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0011] 圖1軟彈性磨具結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 本發(fā)明的軟彈性磨具由刀桿1和軟彈性磨頭2組成，且為有同心度要求的回轉(zhuǎn)體， 拋光磨頭為含磨料的軟彈性體，磨料與結(jié)合劑之間呈均勻分布，刀桿由機床連接尺寸確定， 軟磨頭形狀依據(jù)加工件需要確定，適用于平面、曲面、內(nèi)孔及內(nèi)端面等加工。
[0013] 圖2軟彈性磨具組織分布圖
[0014] 1、圖形中白點為80#黑色碳化硅磨粒，2、軟彈性磨具基體（包括硅膠、甲基苯基硅 樹脂的結(jié)構(gòu)劑、增韌劑、固化劑及增亮劑等）。由圖2可清晰地觀察到磨粒均勻地分布于軟 彈性磨具的基體中。
[0015] 具體分析過程
[0016] 為更好地使拋光磨具達到軟彈性體的性能,實現(xiàn)高質(zhì)量的光整加工精度,依據(jù)加 工件的材料、硬度、表面幾何特征等因素，軟彈性拋光磨具按磨料的質(zhì)量比例分為低密度、 中密度及高密度的軟彈性拋光磨具。
[0017] 優(yōu)選的質(zhì)量百分比確定如下成分實施例1 :
[0018] 硅膠36. 3% ; 150#碳化硅（SiC) 53. 5% ;甲基苯基硅樹脂6. 9% ;環(huán)氧樹脂增韌劑 2. 2% ;固化劑1% ;增亮劑0. 10%。
[0019] 以該比例混合的方法，碳化硅（SiC)的磨粒在磨具分布磨料相對較小，但制備而 成磨頭極富有彈性，受力后彈性變形能力強，特別適合于內(nèi)孔、內(nèi)端面及較復雜的曲面加 工。
[0020] 優(yōu)選的質(zhì)量百分比確定如下成分，實施例2 :
[0021] 硅膠30. 6% ; 150#碳化硅（SiC) 59. 3% ;甲基苯基硅樹脂6. 8% ;環(huán)氧樹脂增韌劑 2. 2% ;固化劑1% ;增亮劑0. 1%。
[0022] 該比例混合的方法，碳化硅（SiC)的磨粒在磨具分布磨料相對較多，但制備而成 磨頭富有彈性，受力后彈性變形能力中等，適合于內(nèi)孔、平面及一般曲面加工。
[0023] 優(yōu)選的質(zhì)量百分比確定如下成分，實施例3 :
[0024] 硅膠24. 7% ;150#碳化硅（SiC)65. 4% ;甲基苯基硅樹脂6. 7% ;環(huán)氧樹脂增韌劑 2. 3% ;固化劑0. 8% ;增亮劑0. 1%。
[0025] 該比例混合的方法，碳化硅（SiC)的磨粒在磨具分布磨料相對密度較大，受力后 彈性變形能力雖然有所減弱，但仍具有一般拋光磨具難以達到的軟彈性，加工過程也不會 損傷工件，由于精密光整加工中參與磨粒多，加工效率高，適合于平面、內(nèi)孔及形狀較為簡 單的曲面加工。
[0026] 上述實施例中制備出的產(chǎn)品性能測試如下表1所示：
[0027] 表1軟彈性磨具彈性剛度測定
[0028]
[0029] 從表中1的試驗數(shù)據(jù)可見，采用本發(fā)明的技術(shù)方案制備的拋光磨具具有良好的軟 彈性，卓越的精密光整加工的性能。
[0030] 以上所述僅為本發(fā)明專利的具體實施例，但本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)特征并不局限于 此，任何本領域的技術(shù)人員在本發(fā)明創(chuàng)造的領域內(nèi)，所作的成分、工藝、參數(shù)變化或修飾所 獲得的軟彈性拋光磨具皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種軟彈性拋光工具的制備工藝，其特征在于按磨粒、結(jié)合劑、填料等材料按質(zhì)量 配比：硅膠24% -35%，磨料（碳化硅、碳化硼或金剛石等）55% -66%，甲基苯基硅樹脂 6% -8%，環(huán)氧樹脂增韌劑2% -2. 5%，固化劑0. 7% -1. 3%，增亮劑0-0. 18%，空氣中室溫 固化2小時，120°C硬化處理4-5小時。2. 如權(quán)利要求1所述的軟彈性磨具，其特征主要由刀桿和軟彈性磨頭組成，且要求兩 者具有同心度要求的回轉(zhuǎn)體，刀桿由機床連接尺寸確定，軟磨頭形狀依據(jù)加工件需要確定， 適用于平面、曲面、內(nèi)孔及內(nèi)端面等加工。3. 如權(quán)利要求1所述的軟彈性拋光磨具的制備工藝，其特征在于結(jié)合劑為硅膠和甲基 苯基硅樹脂，按總質(zhì)量比為硅膠24% -35%，甲基苯基硅樹脂6% -8%。4. 如權(quán)利要求1所述的軟彈性拋光磨具的制備工藝，其特征在于：將硅膠24% -35%， 甲基苯基硅樹脂6 % -8 %，環(huán)氧樹脂增韌劑2 % -2. 5 %與增亮劑0-0. 18 %等均勻混合，并加 熱溫度60-70°C，并保溫15min使混合物受熱均勻。5. 如權(quán)利要求4的結(jié)合劑與磨料混合，再將磨粒55 % -66%，固化劑0. 7% -1. 3 %與結(jié) 合劑進行混合，并充分攪拌。6. 如權(quán)利要求1所述的制備工藝進行成型制備，模腔內(nèi)涂上脫模劑，將磨料填滿模腔 中,適當加壓,成型壓力為〇. 1-0. 3MPa，并振蕩排氣。7. 如權(quán)利要求1所述的制備工藝，將壓制成型的模具在空氣中固化2小時。8. 如權(quán)利要求1和7所述的制備工藝，再將固化后的磨具放入烘焙箱內(nèi)加溫硬化，硬化 溫度120°C，保溫時間4-5小時，最終保溫后隨爐冷卻至室溫后進行脫模。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軟彈性拋光磨具的制備工藝，其成分組成主要以硅膠和甲基苯基硅樹脂為結(jié)合劑的軟彈性拋光磨具，該拋光磨具主要用于精密光整加工，在精密光整加工中始終能與加工表面保持緊密貼合，實現(xiàn)表面均勻性、高質(zhì)量加工。其特征在于各個材料組成按質(zhì)量配比：硅膠24％-35％，磨料(碳化硅、碳化硼或金剛石等)55％-66％，甲基苯基硅樹脂6％-8％，環(huán)氧樹脂增韌劑2％-2.5％，固化劑0.7％-1.3％，增亮劑0-0.18％。將磨料與結(jié)合劑經(jīng)機械攪拌均勻混合而成，室溫固化2小時及120℃硬化處理4-5小時。本發(fā)明所制備的拋光磨具為一種含磨料的軟彈性體，柔韌性好，適應性強，加工效率高且不損傷工件，是一種性能優(yōu)良的綠色拋光工具。
【IPC分類】B24D3/02, B24D18/00
【公開號】CN105081996
【申請?zhí)枴緾N201410222077
【發(fā)明人】丁金福, 李凝, 沙昊, 劉潤之, 張克華
【申請人】浙江師范大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月21日