[实用新型]喷油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂轮制作过程中的专用模具

说明书

技术领域

本实用新型属于模具技术领域，具体涉及一种喷油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂轮制作过程中的专用模具。

背景技术

燃油喷射系统是发动机的心脏，燃油喷射系统质量的好坏直接影响发动机的性能，而作为燃油喷射系统的重中之重莫过于喷油器中的喷油嘴偶件，它的工作好坏将严重影响发动机的性能，关系到发动机的动力性、经济性及操作性，同时也涉及到废气的排放和机械噪音。由于加工喷油嘴中孔座面磨削用陶瓷立方氮化硼砂轮直径小，厚度薄，单个砂轮的重量很小，大概在0.1～1ｇ之间，属于微型砂轮。因此，目前国内外用于喷油嘴中孔座面加工的内圆磨砂轮批量稳定性差，工件磨削质量不易控制。

目前，普遍应用的陶瓷结合剂超硬材料砂轮采用模压成型，它具有生产效率高，人工少，废品率低，生产周期短，生产的制品密度范围大，适合大、中、小各种程度的批量化生产，但是针对尺寸、重量特别小的微型砂轮存在弊端。由于微型砂轮本身尺寸、质量小、而且尺寸精度要求高，但陶瓷结合剂超硬材料砂轮成型料大都为粉料形态，混料时一般采用水溶性的甲基纤维素水溶液、糊精液、聚乙烯醇溶液或醇溶性的液体酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂溶液作为润湿粘结剂，在称量和投料的过程中由于润湿粘结剂中易挥发组分的挥发及成型料制备过程不可避免的料损造成所压制的砂轮单个之间、批次之间重量一致性较差，单个砂轮重量相差可达0.02～0.05g左右，占到砂轮总重的5～25％，这将会严重地影响砂轮磨削性能的一致性，对砂轮的磨削品质、稳定一致性产生较大的负面作用。而且此类微型砂轮普遍采用单模生产（即1套模具一次压制1个制品），效率低下。而若采用多模生产（即1套模具一次压制多个制品）对模具尺寸及装配精度的要求又非常高，模具制造成本较高，且模具的生产应用操作也比较繁琐，造成很多不便。

实用新型内容

为克服现有技术不足，本实用新型目的在于提供一种喷油嘴中孔座面磨削用陶瓷立方氮化硼（CBN）微型砂轮制作过程中的专用模具，该模具保证了砂轮单个之间、批次之间的重量一致性，从而使砂轮磨削性能保持稳定一致。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种喷油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂轮，该砂轮由下述原料制成：陶瓷结合剂、立方氮化硼（用作磨料）、单晶刚玉（用作填料）、酚醛树脂粉末（用作粘结固化剂）和液体石蜡（用作润湿剂）。

上述喷油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂轮的制作方法，其包括如下步骤：

1）混料：按比例取各原料，先将立方氮化硼和单晶刚玉混匀，然后添加液体石蜡对磨料和填料进行润湿，再加入陶瓷结合剂混匀，最后添加酚醛树脂粉末混合均匀；

2）热压成型：将步骤1）混好的料投入专用模具中，在热压机上热压成型，然后冷却卸模，得到中间有若干圆形通孔的砂块；

3）单个砂轮掏出：分别以各通孔的圆心为中心，用内孔直径为3～5mm的套料钻将相应尺寸的砂轮一一掏出；

4）烧成：将用套料钻掏出的砂轮放入炉中烧成，即得成品。

具体的，步骤2）中热压成型时的工艺条件为：热压温度为150～200℃，压力为30～40MPa保温保压时间1～2h。

步骤3）中所述的套料钻为金属烧结金刚石或电镀金刚石制品，壁厚小于1mm。

步骤4）中的烧成曲线为：室温～200℃，3℃/min；200～600℃，0.5℃/min；600℃，保温1h；600℃以上，2℃/min；800～900℃，保温2h。

一种在上述喷油嘴中孔座面磨削用陶瓷CBN砂轮制作方法中使用的专用模具，该模具包括中间设有四方通孔的圆柱形模框，位于四方通孔上方的上压头和嵌合于四方通孔下方的下压头，所述上压头与四方通孔滑动配合；所述下压头设有若干圆形通孔，且每个圆形通孔均插设有芯棒，所述芯棒伸出下压头。在实际生产中，可制作多个圆形通孔直径及间距不同的下压头，依据生产所需砂轮的内、外径尺寸，直接更换不同的下压头即可。还可以通过调整芯棒的长度及上压头下压（滑）的行程来调节砂轮的内孔深度。

本发明提供了一种批量生产陶瓷CBN微型砂轮（砂轮外径尺寸小于5mm，单重小于1g）的新方法，该方法可以显著提高该类微型砂轮的生产效率，有利于提高组织均匀性，同时保证砂轮单个之间、批次之间的重量一致性，从而使砂轮的磨削性能保持稳定一致。

和现有技术相比，本发明的有益效果：

1）本发明砂轮配方中，添加了不易挥发的液体石蜡作为润湿剂，避免了通常陶瓷砂轮在混料和称料时因水分等易挥发性组分的自然挥发所造成的误差。