[发明专利]一种金属超薄砂轮的绿色精密连续成型系统及工艺

说明书

本发明公开一种金属超薄砂轮的绿色精密连续成型系统及工艺，属于机械加工中的超硬材料及制品技术领域，所述系统的组成为：以砂轮坯料的出口为上游，所述系统从上游至下游依次包括固定成型对辊、精密调节对辊、第一橡胶脱模辊、真空吸附装置、套料切割装置、第二橡胶脱模辊、烘箱和存放柜，精密调节对辊由第一精密调节辊和第二精密调节辊组成，第一橡胶脱模辊和第二橡胶脱模辊上设有用于对砂轮坯料进行运输的环形脱模带，第一橡胶脱模辊和和第二精密调节辊相切，第二橡胶脱模辊位于烘箱的进口处。本发明实现了连续生产，减少了目前单片模压断续生产批次质量的差异，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于机械加工中的超硬材料及制品领域，具体涉及一种金属超薄砂轮的绿色精密连续成型系统及工艺。

背景技术

超薄砂轮主要用于光学、电子及光通讯等领域的滤光片、半导体芯片、光纤分路器、LED等关键零部件的精密切割加工，广泛用于芯片划片、封装切割、LED切割、光纤阵列开槽、陶瓷套管切断以及贵重材料的分割等工序。这些材料对切割精度及加工质量要求很高，对工件崩口、裂纹、划伤、毛刺、剥离等都有严格控制。超薄砂轮厚度最薄可达0.015mm，外径在50 mm~125mm，径厚比高，切深为0.05 mm~3mm，进给速度在0.05 mm/s~300mm/s，切割转速在10000 rpm/min~60000rpm/min，属于高速/超高速磨削范畴，超薄砂轮转速高、进给快、切缝窄、连续作业时间长。在高速强热-力耦合作用下，超薄砂轮两侧面金刚石、CBN以及SiC等磨料分布不对称，成分偏析，密度不均，精度过差等缺陷非常容易引起超薄砂轮应力分布不均，产生多阶不规则振动，进而导致高速运动精度低，加工质量不合格，产品废品率偏高。

目前，超薄砂轮采用的成型工艺为松散粉体模压断续成型，其主要步骤为：配方设计→粉体混料→选取工装模具→设定压制参数→粉体摊料→单模压制→人工卸模。现有的成型工艺对人的经验依赖较强，产品稳定性差，粉尘大，生产效率低，生坯精度差，污染环境，属于断续成型。此外，传统成型工艺容易出现金刚石等磨料上浮、不同密度成分偏析、生坯上下密度不均、精度过差等缺陷，导致高速切割过程中加工的产品废品率偏高。

随着全球工业4.0的持续推进，国家对环境保护的日益重视，光电等精密制造对加工质量及效率要求的不断提高，超薄砂轮新型成型工艺亟需研究提出。因此，提出一种连续制备、绿色环保及精密成型的砂轮制备工艺是适应国家工业发展的需要。

发明内容

本发明针对超薄砂轮目前成型工艺容易出现金刚石等磨料上浮、不同密度成分偏析、生坯上下密度不均以及精度过差等缺陷，开发一种金属超薄砂轮的绿色精密连续成型系统及工艺，该成型工艺成型精度高，绿色环保，且能够实现连续自动制造。

本发明为实现上述目的，本发明提供的主要技术方案如下：

一种金属超薄砂轮的绿色精密连续成型系统，以砂轮坯料的出口为上游，所述系统从上游至下游依次包括固定成型对辊、精密调节对辊、第一橡胶脱模辊、真空吸附装置、套料切割装置、第二橡胶脱模辊、烘箱和存放柜，精密调节对辊由第一精密调节辊和第二精密调节辊组成，第一橡胶脱模辊和第二橡胶脱模辊上设有用于对砂轮坯料进行运输的环形脱模带，第一橡胶脱模辊和和第二精密调节辊相切，第二橡胶脱模辊位于烘箱的进口处。

进一步地，所述第二橡胶脱模辊和第一橡胶脱模辊之间的脱模带的下方设有刮料刀用于刮除砂轮坯料运输完成后脱模带上残留的砂轮坯料，刮料刀下方设有余料回收斗。

进一步地，所述固定成型对辊之间的间距为1 mm ~2mm，第一精密调节辊和第二精密调节辊之间的间距为0.5mm~0.6mm，所述脱模带为帆布脱模带。

利用上述系统进行金属超薄砂轮的绿色精密连续成型工艺，步骤如下：

（1）混炼：将有机粘结剂加热搅拌至完全熔化后，加入金属超薄砂轮原料后在100~150℃搅拌30~90分钟，有机粘结剂和金属超薄砂轮原料的质量比为（1~3）:（7~9）；