 |
產(chǎn)品中心 |
 |
|
聯(lián)系我們 |
|
鄭州晶品超硬工具有限公司
工廠：鄭州市中原西路竹川工業(yè)區(qū)
運(yùn)營：鄭州市明理路266號(hào)木華廣場(chǎng)
電話：0371-5600 9088
官微：晶品工具
郵箱：zjp@zzjpgj.com
聯(lián)系人：鄭先生 朱女士
|
|
|
|
|
當(dāng)前位置：首頁 → 新聞中心 |
|
| 鄭州晶品轉(zhuǎn)載：提高陶瓷固結(jié)磨具制造水平的幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)探究 |
提高陶瓷固結(jié)磨具制造水平的幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)探究
丁順利/山東雙立磨具有限公司
我于今年參觀了北京機(jī)床展，感受頗深。總的而言，磨床制造向自動(dòng)化、智能化、高精度、高效率發(fā)展，估計(jì)按照目前制造業(yè)加速發(fā)展的形勢(shì)，未來五至十年內(nèi)，全面實(shí)現(xiàn)磨加工的兩化兩高或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)，而且大方向的國家政策導(dǎo)向和國際磨加工技術(shù)提升也會(huì)倒逼兩高兩化成為現(xiàn)實(shí)。
而作為對(duì)磨加工影響最直接的國內(nèi)磨具企業(yè)，如何銜接并為兩高兩化磨床配套，成為擺在我們這些磨具技術(shù)人員面前最大的課題。傳統(tǒng)的成本最低化、重資本擴(kuò)張清研發(fā)服務(wù)必將成為磨企發(fā)展的掣肘，我個(gè)人認(rèn)為，一要重視研發(fā)與服務(wù)以及人才的引進(jìn)和培養(yǎng)、二要踏踏實(shí)實(shí)制定計(jì)劃與目標(biāo)并持之以恒的執(zhí)行、三要實(shí)實(shí)在在做事而不是光喊口號(hào)，要練好內(nèi)功、要外引內(nèi)練、要吸收提高。
兩高兩化要求磨具產(chǎn)品在質(zhì)量穩(wěn)定性、磨削適應(yīng)性方面要有極高的性能，進(jìn)而延伸要求企業(yè)管理及技術(shù)工藝控制、以及設(shè)備工裝的自動(dòng)化要有很高的保證，筆者結(jié)合多年來的技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、與磨界專家和磨削專家以及一線磨加工職工的良好互動(dòng)溝通，提出了一些觀點(diǎn)，希望與大家共同探討、共同成長。
一、實(shí)現(xiàn)為兩高兩化磨加工精準(zhǔn)配套第一條，提供質(zhì)量穩(wěn)定的磨具產(chǎn)品。
質(zhì)量穩(wěn)定是磨具制造永遠(yuǎn)的主題，有時(shí)甚至超過磨具產(chǎn)品本身的質(zhì)量水平要求，行業(yè)有句話叫做“要么質(zhì)量差的一致，要么質(zhì)量好的一致，最怕忽好忽壞，質(zhì)量水平忽高忽低”。兩高兩化要求配套磨具產(chǎn)品要有優(yōu)異的質(zhì)量穩(wěn)定性，因?yàn)閮筛邇苫哪繕?biāo)是給定磨削參數(shù)后磨床系統(tǒng)自動(dòng)裝夾、自動(dòng)調(diào)集砂輪、自動(dòng)修正、自動(dòng)磨削，如果你的配套磨具產(chǎn)品做不到質(zhì)量穩(wěn)定、做不到物理指標(biāo)穩(wěn)定，那么反映到使用方面會(huì)頻繁跳機(jī)，嚴(yán)重影響客戶使用。
那么，如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定、物理指標(biāo)的穩(wěn)定，我們?cè)囍鴱膸讉�(gè)方面去探討一下：
第一、原料要素管理控制，詳細(xì)一點(diǎn)就是原材輔料濕潤劑臨時(shí)粘結(jié)劑填料等組成產(chǎn)品的要素控制，包括穩(wěn)定的進(jìn)料渠道、程序化的進(jìn)料檢驗(yàn)技術(shù)分析、對(duì)批次差值的配方驗(yàn)證調(diào)整（針對(duì)無法解決進(jìn)料渠道質(zhì)量符合磨企要求的情況），對(duì)原料要素管理的控制可以說是保證質(zhì)量穩(wěn)定性最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，如果要素環(huán)節(jié)都控制不好，基本距離兩高兩化要求無緣了。
第二、工藝管理控制，現(xiàn)在大家都在談“工藝為王”，這個(gè)說法一點(diǎn)不過份，工藝是什么？工藝是配方設(shè)計(jì)得以嚴(yán)肅執(zhí)行的必要管理手段。工藝要解決的是做的問題，做就要有程序、有方法，這些程序和方法最終是為了達(dá)成配方的設(shè)計(jì)要求，配方設(shè)計(jì)一定要考慮工藝手段能否具體實(shí)施，工藝管理一定要考慮配方目的能否實(shí)際完成，忽略了兩者的關(guān)系，對(duì)于兩高兩化配套而言，肯定是不行的。舉幾個(gè)例子：
一個(gè)是關(guān)于混料過程控制，混料是為壓制成型服務(wù)的（實(shí)際上每一個(gè)前道工序都是為后道工序服務(wù)的），我們希望得到松散的、成型能力好的、微觀結(jié)合劑包覆均勻的、最好每一批次都穩(wěn)定的料性。當(dāng)然料性也與結(jié)合劑性能、濕潤劑對(duì)于環(huán)境的變化、原材料的穩(wěn)定性有關(guān)聯(lián)，結(jié)合劑組成中塑性材料的占比不同，配方設(shè)計(jì)之濕潤劑、臨時(shí)粘結(jié)劑的構(gòu)成也要相應(yīng)調(diào)整，具有良好可塑性的結(jié)合劑，需要相應(yīng)調(diào)低濕潤劑、臨時(shí)粘結(jié)劑的使用量。而實(shí)際上，隨著磨具行業(yè)發(fā)展，大量瘠性材料和一價(jià)二價(jià)氧化物的使用，塑性材料使用比例逐步減少，在這樣的情況下，需要適量提高濕潤劑、臨時(shí)粘結(jié)劑的比例，最佳比例的確定一是靠試驗(yàn)確定、二是靠大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)積累，如果做不到這些，那么很難保證配方設(shè)計(jì)目的實(shí)現(xiàn)，也會(huì)給后道工序造成很大的麻煩。
一個(gè)是關(guān)于成型過程控制，這一點(diǎn)是除混料外對(duì)于磨具產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性影響最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，成型主要控制稱量精度、尺寸精度（尤其是厚度尺寸精度）、墊鐵厚度、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、投料方法、攪刮料方法、壓制偏差幾個(gè)方面。其中前四種決定內(nèi)在質(zhì)量水平與穩(wěn)定性，后三種決定產(chǎn)品物理指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)與穩(wěn)定。其實(shí)，掌控這7點(diǎn)并不復(fù)雜，主要是合理的工藝管理制度的制定與執(zhí)行監(jiān)督到位。隨著磨床配套向兩高兩化的發(fā)展，我們必須在制定工藝制度方面加碼加嚴(yán)，比如成型厚度控制，以前是控制于正負(fù)0.5mm,但這顯然不適合厚度較小的砂輪，也不符合磨具產(chǎn)品穩(wěn)定性一致性的要求，我認(rèn)為，在目前的設(shè)備條件下，實(shí)現(xiàn)控制+0mm--+0.3mm是完全能做到的，如果排除其他因素，達(dá)到這個(gè)要求，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)1/3小級(jí)級(jí)差供貨是能實(shí)現(xiàn)的。
執(zhí)行與監(jiān)督是非常重要的，制度的建立就是為了界定流程與標(biāo)準(zhǔn)。執(zhí)行與監(jiān)督是為了保證制度的有效穩(wěn)定實(shí)施，缺乏執(zhí)行與監(jiān)督的制度也就沒有了意義，這一點(diǎn)我想大家都明白，但關(guān)鍵還是不潰余力的堅(jiān)持。
一個(gè)是關(guān)于裝窯及燒成工藝控制，陶瓷磨具產(chǎn)品是依靠燒成從而達(dá)到物理化學(xué)及結(jié)構(gòu)要求的，窯爐燒成是依靠熱的輻射對(duì)流傳導(dǎo)并借助一定的壓力進(jìn)行的，同時(shí)，合理科學(xué)的升降溫曲線對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提供了保障。目前大部分廠家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)使用清潔能源和自動(dòng)化控制，這里只對(duì)影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的裝窯位置安排進(jìn)行分析。窯爐壓力和溫度以及氣氛在窯爐內(nèi)各個(gè)區(qū)域是不一致的，從熱歷史角度講，從點(diǎn)火到閉火在每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的區(qū)域燒成指標(biāo)都是在變化的，但總的而言具體到每個(gè)區(qū)域的熱歷史規(guī)律大體一致，所以，對(duì)特定產(chǎn)品進(jìn)行裝窯區(qū)域界定很有必要。
一個(gè)是關(guān)于加工工藝控制，陶瓷磨具產(chǎn)品的機(jī)加工目的是為了有效保證客戶的正常使用，我們有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)具體的尺寸形位公差進(jìn)行限定，而且，大多數(shù)企業(yè)機(jī)加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)控化和金剛石磨輪應(yīng)用，因此各個(gè)企業(yè)的加工標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際已經(jīng)進(jìn)行了不同程度的加嚴(yán)，這得益于技術(shù)與設(shè)備進(jìn)步。這里只是強(qiáng)調(diào)一下特殊加工的情況，比如成組砂輪的機(jī)加工，成組砂輪顧名思義就是2片或者多片砂輪安裝于一個(gè)機(jī)臺(tái)對(duì)同一目標(biāo)工件進(jìn)行同時(shí)或分時(shí)磨削，要求嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行加工，這種加工要比普通加工要求高得多，另外對(duì)每一批次的加工要求相符度也高得多。
另外，由于形位公差造成的動(dòng)不平衡狀況已經(jīng)引起足夠重視，兩高兩化磨削系統(tǒng)不僅要求較高的靜平衡指標(biāo)，對(duì)于動(dòng)平衡的要求也極其嚴(yán)格，檢測(cè)手段也越來越全面，動(dòng)不平衡造成的危害是制約兩高兩化磨削系統(tǒng)正常工作的障礙。這就要求磨企一要配置檢測(cè)手段，二要進(jìn)行加工技術(shù)提升和工藝控制手段提高，保證平行度、平直度、同心度、孔與平面垂直度、基準(zhǔn)面確定等在原國標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度加嚴(yán)，自我加壓似的前瞻性解決動(dòng)平衡問題。
第三、工作現(xiàn)場(chǎng)管理控制，現(xiàn)場(chǎng)管理實(shí)際上就是對(duì)人機(jī)物料等生產(chǎn)要素進(jìn)行定置化管理，通過合理科學(xué)的設(shè)備布置、物資工具擺放、領(lǐng)用料及工具行為進(jìn)行制度約束、定期生產(chǎn)廢物資處理、機(jī)臺(tái)場(chǎng)地清潔，最大程度的進(jìn)行空間利用和節(jié)約冗余時(shí)間浪費(fèi)以及盡量減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍和有序化車間管理具有重要意義。現(xiàn)場(chǎng)管理難點(diǎn)同樣是制度的有效執(zhí)行與監(jiān)督。
如果認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)管理與產(chǎn)品穩(wěn)定性沒有關(guān)聯(lián)那一定是錯(cuò)誤的，試問：又臟又亂的原材料、結(jié)合劑管理現(xiàn)況是否會(huì)加大錯(cuò)領(lǐng)用料的概率？無序的工具擺放導(dǎo)致錯(cuò)用墊鐵是否會(huì)導(dǎo)致砂輪厚度方向組織不均硬度不一致從而影響穩(wěn)定性？臟亂差的機(jī)臺(tái)、場(chǎng)地衛(wèi)生狀況是否會(huì)導(dǎo)致成型料夾雜、影響成型機(jī)臺(tái)壓制誤差與偏差？
二、實(shí)現(xiàn)為兩高兩化磨加工精準(zhǔn)配套第二條，提供適合的磨具產(chǎn)品。
磨削適應(yīng)性也就是說產(chǎn)品一定要適應(yīng)客戶磨削參數(shù)要求并能夠達(dá)到客戶磨削目的，為客戶提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)。不同的磨床系統(tǒng)，不同的加工工藝對(duì)磨具的指標(biāo)要求是不一樣的：工件的材質(zhì)、硬度、熱處理方式、加工方法、磨加工技術(shù)指標(biāo)要求、加工余量、進(jìn)刀量、修整方法、磨削液、機(jī)床本身剛性等決定了每一個(gè)客戶都會(huì)有他獨(dú)特的磨削要求，以前老的磨削產(chǎn)品選型的方法一般是進(jìn)行基本砂輪信息對(duì)應(yīng)選型，這對(duì)于普磨產(chǎn)品或許可行，對(duì)于專磨、特磨產(chǎn)品，僅有基本信息就不夠了。第一、競(jìng)品信息存在虛標(biāo)現(xiàn)象，競(jìng)品在磨料構(gòu)成、組織號(hào)、結(jié)合劑系統(tǒng)選型方面一般很難模仿，何況不同的原材料廠家性能也不一致；第二、有可能客戶老的選型本身就是錯(cuò)的或者是有偏差的，所以需要精準(zhǔn)選型、需要磨削提升就一定需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息采集，需要明白最終客戶真正的提升要求、有條件的甚至要進(jìn)行工廠小樣磨削試驗(yàn)后最終確定方案。
為兩高兩化配套的磨具產(chǎn)品必須要有精準(zhǔn)高效的性能，配方系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工藝措施的保障極其重要。前面說過，配方設(shè)計(jì)需要依靠精準(zhǔn)的磨削參數(shù)、實(shí)際磨削數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)交流、同類型磨削案例參考、競(jìng)品數(shù)據(jù)采集等，一般給定的磨床參數(shù)都有一定的大范圍歸類成分，因此真實(shí)的工件圖紙、磨削參數(shù)數(shù)據(jù)取得尤其重要，這一方面可以進(jìn)行表格化歸類匯總；同類型磨削案例參考在實(shí)際配方設(shè)計(jì)時(shí)作用很大，它要依靠磨企進(jìn)行大數(shù)據(jù)管理，需要企業(yè)有專人進(jìn)行大量的歸類、整理工作；競(jìng)品數(shù)據(jù)采集需要提取基本競(jìng)品信息作為配方設(shè)計(jì)參考。總之，詳盡而具體完備的信息收集、處理、匹配是進(jìn)行磨具選型的最基礎(chǔ)的工作。
前面說過“精準(zhǔn)高效”四個(gè)字，信息的采集、處理、匹配是為了完成“精準(zhǔn)”的要求，而“高效”是為了體現(xiàn)配方體系和結(jié)合劑體系的優(yōu)異性。我們講的配方體系是包括2個(gè)層面的東西，一是某一具體配方之內(nèi)各組成要素針對(duì)磨削課題進(jìn)行的合理搭配；二是整個(gè)體系根據(jù)粒度、材質(zhì)、硬度的區(qū)段不同對(duì)于適用結(jié)合劑體系的劃分。以下分開嘗試探討：
每一單個(gè)的配方都有五至六個(gè)元素，即原材料、結(jié)合劑、濕潤劑、臨時(shí)粘結(jié)劑、填充材料、成型密度，其中濕潤劑（除水玻璃外）、臨時(shí)粘結(jié)劑、部分填充材料是為了解決混料成型至烘干燒成過程的物理聚合作用，一旦高溫?zé)珊螅@些材料經(jīng)燃燒后，除留余氣道、氣孔外基本不參與反應(yīng)從而基本不會(huì)對(duì)燒后產(chǎn)品指標(biāo)造成影響（只是會(huì)對(duì)于工藝和干密度造成些微影響），實(shí)際上真正影響產(chǎn)品指標(biāo)的是原材料、結(jié)合劑和成型密度。
（連載一）
根據(jù)不同的工件材質(zhì)選擇不同的原材料這是個(gè)常識(shí)，這里就不展開敘述，只是對(duì)于難磨材料或特殊磨削而言，單獨(dú)的磨料組份使用有時(shí)會(huì)力不從心。目前適應(yīng)各種特殊用途的特殊金屬材料層出不窮，要么加工硬化嚴(yán)重、要么材料有很大韌性、要么有極高的硬度、要么復(fù)合了幾種材料的共同性質(zhì)，這些對(duì)于磨料的選擇都是挑戰(zhàn)。在目前國內(nèi)基礎(chǔ)磨料體系沒有重大改變及發(fā)展的情況下最好的選擇是進(jìn)行不同材質(zhì)或者不同粒度的混合使用，以發(fā)揮各組分磨料的磨削優(yōu)勢(shì)。以最簡單的已經(jīng)普遍應(yīng)用的軸承溝道內(nèi)外圓磨為例，大量使用A/WA混合產(chǎn)品，A磨料韌性好、硬度略低，WA磨料脆性好，硬度高，兩者結(jié)合使用，既能體現(xiàn)韌性以保證磨具好的抗沖擊性能又能體現(xiàn)脆性以保證好的自銳性從而保證加工精度，當(dāng)然，3種甚至更多種的混合磨料制作的砂輪產(chǎn)品隨著磨加工要求的提高越來越普遍使用。
適應(yīng)磨削要求合理選擇結(jié)合劑品種是配方設(shè)計(jì)要考慮的重點(diǎn)內(nèi)容，其中對(duì)于強(qiáng)度要求是第一要考慮的因素，重點(diǎn)是考慮抗拉強(qiáng)度，針對(duì)不同磨料粒度區(qū)段，針對(duì)磨床不同的轉(zhuǎn)速要求，需要選擇不同種類結(jié)合劑。如粗粒度軟級(jí)的砂輪、中等粒度高速砂輪需配比高強(qiáng)度結(jié)合劑，對(duì)于細(xì)粒度砂輪即使中等強(qiáng)度結(jié)合劑也可以滿足中等硬度及以上的高速使用要求，這是因?yàn)樵酱值哪チ辖M成的砂輪，其內(nèi)部微裂紋擴(kuò)展的可能性越大。對(duì)于結(jié)合劑熱穩(wěn)定性要求近年來受到更多的重視，實(shí)際結(jié)合劑是在高溫下通過相變進(jìn)行成瓷化和成玻化，從而在微觀上對(duì)磨料進(jìn)行浸潤并通過形成結(jié)合劑橋進(jìn)而形成不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)化的磨具實(shí)體，這個(gè)過程既包含磨料的熱脹冷縮，也包括結(jié)合劑的熱脹冷縮，關(guān)鍵是兩種物質(zhì)的膨脹系數(shù)必須適配，否則會(huì)影響成品強(qiáng)度。
還要充分考慮結(jié)合劑的反應(yīng)能力，對(duì)于剛玉類產(chǎn)品而言，微觀上結(jié)合劑對(duì)磨料表面進(jìn)行侵蝕一部分磨料表面的氧化鋁成份融入結(jié)合劑，從而強(qiáng)化了結(jié)合劑橋的強(qiáng)度，因而高強(qiáng)度結(jié)合機(jī)一般都是具有比較高的反應(yīng)能力，有的甚至達(dá)到百分之百。但是我們都會(huì)遇到一個(gè)問題，過高的強(qiáng)度是否會(huì)影響到產(chǎn)品磨削的自銳性，從而影響到磨削效率的發(fā)揮和磨削精度粗燥度的保證，因?yàn)閺男拚嵌戎v砂輪的修整過程既有磨粒基團(tuán)的整體脫落也有磨粒本身的修銳，隨著硬度的變大，磨粒修銳的比例相較于磨粒基團(tuán)脫落比例變大，自銳性差的結(jié)合劑會(huì)造成前者作用放大，對(duì)于磨削是很不力的。如何設(shè)計(jì)既有高的強(qiáng)度，又有好的自銳性和熱穩(wěn)定性的結(jié)合劑需要對(duì)結(jié)合劑成份組成進(jìn)行理論研究和相關(guān)試驗(yàn)，有效途徑是加大一價(jià)二價(jià)氧化物的使用，替代部分傳統(tǒng)的自然礦物使用。這樣做既有提高產(chǎn)品質(zhì)量的考慮也有提高產(chǎn)品穩(wěn)定性的考慮。
成型密度的設(shè)計(jì)是根據(jù)磨削用途進(jìn)行的，同時(shí)也要充分考慮結(jié)合劑系統(tǒng)的能力水平，還要考慮工藝是否能夠?qū)崿F(xiàn)。對(duì)于切斷、外圓、內(nèi)圓、平面等磨削而言執(zhí)行疏松的組織號(hào)比較適宜，對(duì)于成型磨，無心磨，切入磨等執(zhí)行緊密的組織號(hào)比較適宜，但也要考慮工件材質(zhì)和熱處理狀況，比如難加工的材料即使成型磨削也要盡量執(zhí)行松組織設(shè)計(jì)以降低磨削區(qū)溫度，降低燒傷情況發(fā)生。
從大的配方體系去進(jìn)行分類是很有必要的，根據(jù)不同粒度的磨料，進(jìn)行橫向分類；根據(jù)不同的硬度進(jìn)行豎向分類，這都必須結(jié)合工藝實(shí)現(xiàn)來進(jìn)行區(qū)分。這里不多敘述，只強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)，1、以有機(jī)濕潤劑全面替代水玻璃等無機(jī)濕潤劑，避免無機(jī)濕潤劑參與影響磨具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性能是很有必要的，這一是從產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)提出的要求，另外也是保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的要求；2、高硬度區(qū)不適合使用高反應(yīng)能力結(jié)合劑，一是高硬度區(qū)結(jié)合劑用量大，結(jié)合劑橋粗壯，成型密度大，一般結(jié)合機(jī)已經(jīng)可以滿足要求，反應(yīng)能力過大的結(jié)合劑往往會(huì)造成工藝變形與廢品；3、細(xì)粒度區(qū)不適合高反應(yīng)能力結(jié)合劑，一是磨料粒度細(xì)到一定程度，由于微觀裂紋擴(kuò)展很難進(jìn)行，所以較之粗粒度產(chǎn)品有很好的成品強(qiáng)度，從另一個(gè)角度講，細(xì)粒度應(yīng)用高反應(yīng)能力結(jié)合劑反而容易破壞磨粒結(jié)構(gòu)型面，從而不利于磨削。
以上林林總總對(duì)于陶瓷固結(jié)磨具的質(zhì)量穩(wěn)定性和適合磨削性進(jìn)行了淺顯的分析，磨削是一門學(xué)問也是一門藝術(shù)，磨具工業(yè)一定是緊跟磨床制造加工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在緊跟的同時(shí)，也要有計(jì)劃的進(jìn)行前瞻性的基礎(chǔ)研究。對(duì)于相近的陶瓷，玻璃工業(yè)進(jìn)行技術(shù)工藝借鑒也非常有必要。 |
|
|
