空调压缩机气缸、活塞专用cbn树脂砂轮的结构与性能研究_毕业论文(编辑修改稿)

空调压缩机气缸、活塞专用cbn树脂砂轮的结构与性能研究_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

脂结合剂和基体三部份组成 ,其中 CBN 磨料与 毕业设计（论文） 3 树脂结合剂决定着表面结构和性能的重要因素。 CBN 磨料 CBN（ Cubic Boron Nitride）是继人造金刚石问世之后，于 1957年，由美国GE公司首先合成出的又一种超硬材料。 我国在 1966年试制成功 CBN，至今已有近四十年的历史了 [6]。 CBN 主要性能：① CBN 的硬度远高于其它普通磨料。 高的硬度意味着切削能力更强、 更锋利。 ② CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损。 保持磨粒形状的能力是 CBN 作为高性 能磨料的主要特性之一； ③ CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎； ④ CBN 有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。 由于 它 的 这些优异性能 ,CBN树脂磨具 特别适合于各类铁族金属材料的磨加工 .CBN 磨料粒度有不同型号 ,我们可根据需求选择适合的粒度。 树脂结合剂 树脂结合剂是由作为粘结材料的树脂和填料组成 , 结合剂的优劣主要取决于所用粘结材料的性能 ,但填料的作用也不可忽略 [6]。 目前国内 CBN 磨具所用树脂主要有两大类 : ① 酚醛树脂 —— 包括普通酚醛树脂 (牌号为 2123)、改性酚醛树脂 (如硼酚醛树脂、新酚树脂 , 但使用得很少 )。 ②聚酰亚胺树脂 —— 它是一种比酚醛树脂有更好的高温强度 , 且耐腐蚀、耐磨损的有机聚合物。 我们这次选用酚醛树脂粉 ,其特点是自锐性好 ,富有弹性 ,抛光性能好 ,适应范围广 ,且成本低 [7]。 酚醛树脂粉 我们有三种不同的酚醛树脂粉 ,它们分别是 : 英国的 939P,德国的 Bakelite公司生产 0327 和 0309。 这三种树脂粉的物理性能如下 : 英国 939P:粉红色粉末 ,具有特有气味 ,可溶于乙醇 .熔点 :85105℃ ,粒度小于 75 微米 ,堆积密度 :,成型密度 :殊的芳烷基酚醛树脂，被证实是有着显著的高温热稳定性，抗热性。 用其作为结合剂制作的砂轮应用广泛，包括硬化钢或硬质合金的加工工具，切割研磨机，也可以用于花岗岩，大理石和其他装饰材料的抛光和打磨。 德国的 酚醛树脂 0309 和 0327 是热固性树脂，其特点是含有少（无）量的甲 毕业设计（论文） 4 醛和苯酚，可以是溶剂型，也可以是无溶剂型，固体含量较高，黏度底。 耐烧蚀，阻燃，低发烟，在高温下的刚性保持率高，耐蠕变等优点 [8]。 填料 超硬磨料树脂 磨具使用的辅助材料 ,包括填充剂、润滑剂、湿润剂等几类 , 多达 20 余种 .国内常用填充剂为 Cu 粉、 Cr2O ZnO、 Fe2O3；国外一些进磨具配方中，铜用得少 ,甚至不用。 国外使用 Al2O SiC 比国内多见，既是填料，又是辅助磨料 .而二氧化硅等其它填料现在已很少使用。 但国内有些厂家仍在大量使用 ,效果不好，应当放弃 [9]。 .我们选的填料主要有填充剂 Cu 粉 、 氧化锆 、 氧化锌和润湿剂。 实验方案的确定 在实验之前充分作好准备，根据事先确定的工艺流程最后结合多种注意事项要求，结合配方和工艺过程，最终确定最佳方 案。 整个实验的流程如图 1 所示 : 图 1 实验方案 物理性能检测 :熔点 、 流动性 、 凝胶时间 (聚合速率 ) 化学结构性能检测：热重分析 差热分析红外光谱实验 纯树脂实验样块性能检测：抗冲击强度抗折强度硬度性能检测 树脂中加入 SiC 制备样 制备 CBN 圆块磨具 CBN 磨削性能检测 SiC 磨具的抗折强度、硬度 毕业设计（论文） 5 3 实验及分析 空调压缩机气缸活塞专用 CBN 树脂砂轮需要达到对零件的高精度磨削 ,因此砂轮需要较好性能才能达到我们的要求。 我们主要从酚醛树脂粉的性能分析其对CBN树脂砂轮结构与性能的影响。 酚醛树脂粉的熔点 、 凝胶时间 、 流动性都影响着结合剂 CBN 磨料之间结合力的强弱 ,而树脂块的抗折强度洛氏硬度冲击韧性都是砂轮的力学性能的重要指标 [10]。 从实验我们知道 ,CBN 树脂砂轮性能有诸多因素制约 ,合适的原料 ,合适的配方 ,先进的工艺方能生产出质量达先进水平的树脂砂轮。 酚醛树脂粉的物理性能 酚醛树脂的熔点 的测定 及分析 毛细管法测定树脂的熔点：取少许待测熔点的干燥树脂粉，至于干净的表面器皿上，取一根一面封闭的毛细管，将开口向下的端插入粉末中，然后把开口的一端转向上，轻轻地在桌面上敲击，让粉末倒入底部。 将熔点管垂直夹在铁架上，把温度计插在带有缺口橡皮塞内，温度计的刻度应面向有缺口的一面，并将调节至水银球在熔点管上下叉管之间。 取出带温度计将毛细管固定在温 度计上，使装料部分处于温度计的中部，然后把带温度计和毛细管的橡皮塞插入熔点管。 在熔点管弯曲的支管部分加热。 开始升温较快，每分钟约上升 5℃到距离熔点 1015℃调整火焰使每分钟上升 1℃。 待甘油冷却到熔点以下 30℃左右，另取一根装好样品的毛细管重复以上操作。 得出数据如表 1: 表 1 酚醛树脂的熔点 （℃） 1 2 3 平均熔点（℃） 939P 88 84 85 0309 132 112 110 118 0327 98 96 98 97 结果分析 : 三种酚醛树脂的熔点 :0309(sp)＞ 0327(sp)＞ 939P. 从表中可以看出 0309 的熔点高于 0327 高于 939P 毕业设计（论文） 6 酚醛树脂的流动性的测定 及分析 称取树脂粉 10 克，压制成 50mm*5mm 圆柱实验块。 将已经成型好的实验块用游标卡尺测量其直径后 ,用小钉固定在倾斜角为 45 度的铁板上放入初始温度为40 度的烘箱中，以每小时 10℃的速率加热 8 小时至达到 180℃为止，取出后用游标卡尺测量其流长，最终得到三种树脂流长 ,做三次数据如表 2所示： 表 2 酚醛树脂的流动性 (mm) 939P 0309 0327 结果分析 : 三种酚醛树脂的流动性 0327 最好 ,其次是 0309,较差的是 939P. 结合剂的流动性对磨具的制造以及产品性能的有重要影响，若结合剂的流动性过低，则结合剂的黏度大，不容易流动，不易均匀地分布在磨粒之间，因而会影响结合剂和磨粒之间的结合程度，不能保证磨具应有的机械强度；相反，若结合剂的流动性过大，则结合剂的黏度过低，很容易从磨粒之间流出，并造成制品变形，对磨具的制造都是不利的 [11]。 酚醛树脂的凝胶时 间 的测定 及分析 树脂聚合是树脂内部结构有线型向体型转化的过程，由 A 期转化 C 期所要的时间，即为树脂的聚合速率，它决定了树脂磨具的硬化快慢程度。 把加热板升温到 180℃将 23 克树脂粉末放于加热板中心，并不断把玻璃棒提高 1012 毫米，观察到伸长线的生成，当线条到伸长断裂的瞬间为止，所需要的时间为硬化时间，三种树脂做三次取平均值如表 3 所示： . 表 3 酚醛树脂的凝胶时间 939P 0309 0327 1′ 01″ 1′ 50″ 44″ 1′ 10″ 2′ 05″ 1′ 06″ 1′ 12″ 1′ 56″ 55″ 结果分析 : 三种酚醛树脂的凝胶时间为 0309(sp)＞ 939P＞ 0327(sp)，所以在三种树脂制作磨具时硬化时间应考虑逐次减少。 测出树脂的硬化时间对以后树脂。