本發(fā)明涉及一種磨削工作，特別涉及一種對(duì)工件進(jìn)行研磨、拋光和磨削的磨具的制造方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)磨具是指以有機(jī)分子化合物做結(jié)合劑，將一顆顆磨粒固結(jié)在一起，形成一種具有一定剛性的磨削工具。有機(jī)磨具包括以天然和合成樹(shù)脂做結(jié)合劑所制成的樹(shù)脂磨具，以及天然或合成橡膠結(jié)合劑所制成的橡膠磨具。
有機(jī)磨具一般由磨料、有機(jī)結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成。其中，該有機(jī)結(jié)合劑包括樹(shù)脂結(jié)合劑和橡膠結(jié)合劑。而聚氨酯是一種常見(jiàn)的橡膠結(jié)合劑常見(jiàn)的橡膠結(jié)合劑，其是一種非常特殊的特種材料，具有良好的操作性能，通過(guò)混合反應(yīng)就可以生產(chǎn)磨具，工藝成本十分低廉。同時(shí)，聚氨酯也是一種彈性非常好的柔軟物質(zhì)，并具有很好的結(jié)合度，加上其具有的發(fā)泡能力，在磨具上形成的多孔結(jié)構(gòu)可以起到很好的排屑作用，如果配合棕剛玉作為磨料即可以替代稀土拋光磨具對(duì)玻璃進(jìn)行拋光。
但是，由于聚氨酯的耐溫性能很差，其強(qiáng)度會(huì)隨著溫度的升高而急劇下降。在磨具對(duì)工件進(jìn)行磨削的過(guò)程中，由于摩擦產(chǎn)生巨大的熱量，必然對(duì)磨具材質(zhì)本身造成很大的影響，特別是對(duì)于樹(shù)脂結(jié)合劑、橡膠結(jié)合劑或聚氨酯塑料結(jié)合劑磨具或其結(jié)合等耐溫性差的產(chǎn)品造成巨大影響——在磨削過(guò)程產(chǎn)生的高溫條件下，上述結(jié)合劑容易產(chǎn)生軟化、熔解碳化等破壞結(jié)構(gòu)的變化，直接導(dǎo)致磨具的性能失效，如磨料脫落、鋒利度下降、結(jié)合劑軟化熔解堵塞氣孔等。
因此，解決聚氨酯磨具工作中的散熱問(wèn)題是保證磨具能夠正常使用的一個(gè)關(guān)鍵。在很多場(chǎng)合中，均會(huì)使用冷卻液對(duì)磨具進(jìn)行冷卻。也即，在磨具使用過(guò)程中，加入水、乳化液、冷卻油等冷卻液。但是，現(xiàn)有采用該方法對(duì)磨具進(jìn)行冷卻還是存在一些問(wèn)題：
1)冷卻液冷卻時(shí)，對(duì)耐溫性低于200℃的結(jié)合劑磨具的冷卻效果不理想；
2)對(duì)于磨削接觸面積比較大的環(huán)境中(如杯形砂輪磨削時(shí)接觸面較大)冷卻液不能很好的進(jìn)入到工作表面，導(dǎo)致冷卻失效；
3)對(duì)于結(jié)合劑材料本身為熱的不良導(dǎo)體，導(dǎo)致其在磨削過(guò)程中磨料局部產(chǎn)生的高溫根本沒(méi)法快速的傳遞出去形成散熱效果，因此對(duì)于局部高達(dá)800℃的高溫也會(huì)很大地影響到磨料和結(jié)合劑的過(guò)渡帶性質(zhì)，使磨料和結(jié)合劑結(jié)合不好直接導(dǎo)致磨具性能急劇下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種磨具的制造方法，使得 生產(chǎn)出來(lái)的磨具能夠在磨削過(guò)程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證磨具自身良好的性能和延長(zhǎng)其使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種磨具的制造方法，包括以下步驟：
稱料：
按比例稱取填充料，將填充料經(jīng)過(guò)至少兩次篩網(wǎng)混合后與磨料攪拌混合成干料混合料，同時(shí)將結(jié)合劑與消泡劑、固化劑、穩(wěn)定劑混合制備成結(jié)合劑混合料；
制造散熱材料比重不同的多種干料混合料：
往部分干料混合料內(nèi)加入占其總量的百分比為第一百分比重的散熱材料，攪拌成磨削層干料；往部分磨削層干料加入占其總量的百分比為第二百分比重的散熱材料，攪拌成散熱塊干料；
往部分干料混合料內(nèi)加入占其總量的百分比為第三百分比重的散熱材料，攪拌成散熱層干料；
攪拌：
將所述結(jié)合劑混合料預(yù)攪拌至少60秒，將部分結(jié)合劑混合料分別加入所述磨削層干料、散熱塊干料及散熱層干料中，并分別獨(dú)立攪拌，分別滴加催化劑，滴加完畢后分別攪拌3.5～4分鐘，停止攪拌；并分別形成磨削層注料、散熱塊注料和散熱層注料；
倒模、硫化及脫模：
往模具中放入一隔板，將模具劃分為磨削容置空間和散熱層容置空間；
往散熱層容置空間內(nèi)倒入所述散熱層注料，并經(jīng)過(guò)105℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃，在模具內(nèi)制成散熱層坯體；
將所述隔板取出，并在磨削容置空間內(nèi)放置多塊散熱塊模板；
往磨削容置空間中除散熱塊模板外的其它空間倒入所述磨削層注料，并經(jīng)過(guò)105℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃，在模具內(nèi)制成局部磨削層坯體；
將所述多塊散熱模板取出，分別往多塊散熱模板形成的空間內(nèi)倒入所述散熱塊注料，并經(jīng)過(guò)105℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃，在模具內(nèi)與散熱層坯體和局部磨削層坯體共同形成完整的磨具坯體；
對(duì)形成的磨具坯體進(jìn)行脫模處理；
打磨整形：
待所述磨具坯體恒溫熟化后，對(duì)得到的磨具進(jìn)行表面處理，打磨整形。
進(jìn)一步，在每次使用模具前，都于模具內(nèi)涂抹脫模劑。
進(jìn)一步，所述第一百分比重為10％～15％；所述第二百分比重為15％～20％；所述第三百 分比重為40％～50％。
進(jìn)一步，所述磨削層注料由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
進(jìn)一步，所述散熱塊注料由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
進(jìn)一步，所述散熱層注料由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
由此，通過(guò)本發(fā)明磨具的制造方法制成的磨具達(dá)到了以下有益效果：
1)通過(guò)在不同材料中混入散熱材料，并使散熱材料的比重不同，在保證磨具的切削硬度的同時(shí)，增加了能夠使將磨具工作過(guò)程中的熱量帶出的散熱材料，由此保證磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過(guò)程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長(zhǎng)其使用壽命；
2)通過(guò)制造過(guò)程中將磨具制成具有磨削層和散熱層，進(jìn)一步保證了磨具的磨削硬度的同時(shí)保證其散熱性能，進(jìn)一步提高了磨具工作過(guò)程中的散熱效率，優(yōu)化冷卻效果，有利于延長(zhǎng)磨具的使用壽命；
3)通過(guò)對(duì)磨具的磨削層注料、散熱塊注料、散熱層注料的制成組分的限定，進(jìn)一步優(yōu)化了冷卻效果和延長(zhǎng)磨具的使用壽命。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的磨具的制造方法包括以下步驟：
步驟一：稱料：
按比例稱取填充料，將填充料經(jīng)過(guò)至少兩次篩網(wǎng)混合后與磨料攪拌混合成干料混合料，同時(shí)將結(jié)合劑與消泡劑、固化劑、穩(wěn)定劑混合制備成結(jié)合劑混合料；
步驟二：制造散熱材料比重不同的多種干料混合料：
往部分干料混合料內(nèi)加入占其總量的百分比為第一百分比重的散熱材料，攪拌成磨削層干料；往部分磨削層干料加入占其總量的百分比為第二百分比重的散熱材料，攪拌成散熱塊干料；
往部分干料混合料內(nèi)加入占其總量的百分比為第三百分比重的散熱材料，攪拌成散熱層干料；
步驟三：攪拌：
將所述結(jié)合劑混合料預(yù)攪拌至少60秒，將部分結(jié)合劑混合料分別加入所述磨削層干料、散熱塊干料及散熱層干料中，并分別獨(dú)立攪拌，分別滴加催化劑，滴加完畢后分別攪拌3.5～4分鐘，停止攪拌；并分別形成磨削層注料、散熱塊注料和散熱層注料；
步驟四：倒模、硫化及脫模：
往模具中放入一隔板，將模具劃分為磨削容置空間和散熱層容置空間；
往散熱層容置空間內(nèi)倒入所述散熱層注料，并經(jīng)過(guò)105℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃，在模具內(nèi)制成散熱層坯體；
將所述隔板取出，并在磨削容置空間內(nèi)放置多塊散熱塊模板；
往磨削容置空間中除散熱塊模板外的其它空間倒入所述磨削層注料，并經(jīng)過(guò)105℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃，在模具內(nèi)制成局部磨削層坯體；
將所述多塊散熱模板取出，分別往多塊散熱模板形成的空間內(nèi)倒入所述散熱塊注料，并經(jīng)過(guò)105℃硫化反應(yīng)1小時(shí)后，出爐，冷卻至40℃，在模具內(nèi)與散熱層坯體和局部磨削層坯體共同形成完整的磨具坯體；
對(duì)形成的磨具坯體進(jìn)行脫模處理；要求脫模后的坯體不能有變形和脫落。
步驟五：打磨整形：
待所述磨具坯體恒溫熟化后，對(duì)得到的磨具進(jìn)行表面處理，打磨整形。具體地，坯體在85～100℃恒溫熟化8～16h后，用聚氨脂清漆經(jīng)過(guò)表面涂抹，涂抹表面均勻，不能有過(guò)厚或沒(méi)有涂抹到的地方，需要靜置到充分固化后才進(jìn)入下一工序。固化干燥后打磨整形，使上下兩個(gè)端面達(dá)到平整度和厚度要求。
作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，在每次使用模具前，都于模具內(nèi)涂抹脫模劑。
在稱料步驟中，實(shí)際制造磨具的過(guò)程中，采用的聚酯多元醇和甲基二異氰酸酯必須經(jīng)過(guò) 過(guò)濾，以避免材料結(jié)團(tuán)，其他材料如果不在當(dāng)天使用必須經(jīng)過(guò)干燥保存。此外，所有的篩分材料都必須有充足的粉粒度和均勻度，不可以有結(jié)團(tuán)和不均勻的粗點(diǎn)。
在每次攪拌工作中，都需要對(duì)結(jié)合劑混合料預(yù)攪拌60～75秒，加入干料后均分別攪拌2分鐘，然后在滴入催化劑(如胺類催化劑)，滴加完畢后再攪拌3.4～4分鐘，停止攪拌。且在每次攪拌過(guò)程中，室內(nèi)溫度保持低于23℃、濕度低于60％。
進(jìn)一步，每次倒模要求在1分鐘內(nèi)完成，倒模要求物料表面平坦，物料足夠。裝模后經(jīng)過(guò)初步反應(yīng)在模具排氣空中有少量物料被擠出。該倒模過(guò)程中應(yīng)保持各次倒料均勻，并且立刻裝模。
作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，所述第一百分比重為10％～15％；所述第二百分比重為15％～20％；所述第三百分比重為40％～50％。
作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，所述磨削層注料由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，所述散熱塊注料由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，所述散熱層注料由以下重量百分比的組分制成：
以上各組分的重量百分比之和為100％。
作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，所述填充料內(nèi)混合有在磨具工作時(shí)進(jìn)行吸熱反應(yīng)的化合物。所述化合物為無(wú)機(jī)鹽水合物，及所述填充料由占其重量百分比為40％～50％的無(wú)機(jī)鹽水合物和50％～60％的輔料組成。
在本實(shí)施例中，所述多羥基化合物優(yōu)選為聚酯多元醇或聚醚多元醇。所采用的聚酯多元醇或聚醚多元醇均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的類型，其羥值優(yōu)選為7000。所述磨料為天然磨料和人造磨料，優(yōu)選為棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉、碳化硅、立方氮化硼、氧化鈰中的一種或多種。如果選用棕剛玉的話，所述棕剛玉優(yōu)選粒度為40#、60#、80#、120#中的至少一種。所述催化劑為本領(lǐng)域常用的催化劑，優(yōu)選為胺類催化劑。所述穩(wěn)定劑為本領(lǐng)域常用的穩(wěn)定劑，優(yōu)選為有機(jī)錫羧酸鹽，特別優(yōu)選為二月桂酸二正丁基錫。所述固化劑為本領(lǐng)域常用的固化劑，特別優(yōu)選為3，3’—二氯—4，4’—二氨基二苯基甲烷。所述消泡劑為本領(lǐng)域常用的消泡劑，特別優(yōu)選為二甲基硅油。
優(yōu)選地，所述散熱材料為高溫散熱材料，特別優(yōu)選為150～850℃的散熱材料。
以下，舉例說(shuō)明本發(fā)明磨具的制備原料：
按照以下配方準(zhǔn)備制備磨具的各種原料：
1-1、磨具磨削層的各種原料：
聚酯多元醇(羥值7000)：200g，
甲基二異氰酸酯：300g，
二甲基硅油：11g，
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，
胺類催化劑：2.15g，
二月桂酸二正丁基錫：3滴，
顏料：103g，
二水合硫酸鈣：84g，
散熱材料：200g，
棕剛玉：680g。
1-2、散熱片的各種原料：
聚酯多元醇(羥值7000)：200g，
甲基二異氰酸酯：300g，
二甲基硅油：11g，
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，
胺類催化劑：2.15g，
二月桂酸二正丁基錫：3滴，
顏料：103g，
二水合硫酸鈣：84g，
散熱材料：300g，
棕剛玉：580g。
1-3、磨具散熱層的各種原料：
聚酯多元醇(羥值7000)：200g，
甲基二異氰酸酯：300g，
二甲基硅油：11g，
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：4.5g，
胺類催化劑：2.15g，
二月桂酸二正丁基錫：3滴，
顏料：103g，
二水合硫酸鈣：84g，
散熱材料：400g，
棕剛玉：480g。
具體制備步驟請(qǐng)根據(jù)上述本發(fā)明的磨具的制造步驟所述，在此不再贅述。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明磨具的制造方法通過(guò)在不同材料中混入散熱材料，并使散熱材料的比重不同，在保證磨具的切削硬度的同時(shí)，增加了能夠使將磨具工作過(guò)程中的熱量帶出的散熱材料，由此保證磨具的散熱性能，從而能夠在磨削過(guò)程中快速散熱，保證冷卻效果和提高冷卻效率，從而保證其自身良好的性能和延長(zhǎng)其使用壽命。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變形。