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    金剛石砂輪產品的常見質量狀況分析

    更新時間:2016-08-12 11:38:44點擊次數:575次 字號:T|T

    從總體上來講,近幾年砂輪產品抽查的合格率仍屬偏低,存在種種不容忽視的問題,有些問題已嚴重威脅到人身財產的安全。 
    平形砂輪、薄片砂輪(樹脂薄片、橡膠薄片)、鈸形砂輪均是量大面廣的產品,也是質量抽查的主要品種。抽查中發現的質量問題也較多,主要集中在回轉強度、孔徑、硬度、靜平衡、形位公差、產品標志等質量特性上。 

    1、主要質量問題及其危害

    1) 回轉強度不合格 
    回轉強度是指砂輪旋轉中在離心力作用下抵抗破裂的能力,反映了砂輪抗張應力的大小,它是砂輪制造、使用上的一個十分重要的指標。為保證砂輪的安全使用,標準將回轉強度不合格列為“致命缺陷”,即“對使用者或對設備有危險或不安全的缺陷”。其抽樣檢查方案為樣本數n=10,接收數Ac=0,拒收數Rc=1;即抽查10片砂輪回轉強度必須全部合格,只要有一片不合格,即判定為不合格。多年來的質量抽查發現,纖維增強樹脂薄片砂輪和鈸形砂輪的回轉強度不理想,有的低于最高工作速度,有的未達到規定的回轉試驗速度就破裂;也有的達到了試驗速度但不能維持30s就破裂。回轉強度不合格比例為7.1%~18.7%。 
    纖維增強樹脂薄片砂輪和鈸形砂輪在使用時,多為手持切割磨削,操作者與砂輪距離較近,因此一旦回轉強度差引起砂輪在切割或打磨過程中破碎,極易造成人身傷亡事故。 
    2) 靜平衡不合格 
    砂輪是一種不均質的物體,當砂輪旋轉時,由于其質量中心與旋轉中心不相重合而引起振動,這種狀態稱為砂輪的不平衡。砂輪不平衡會帶來很多危害: 
    作用在磨床軸承上,使主軸產生振動,加快磨床主軸的磨損; 
    額外增加了砂輪所承受的回轉應力,降低其回轉強度,甚至可能導致其回轉時破裂; 
    使砂輪及工件系統振動加劇,表現為在被加工工件表面出現振紋,加工精度和表面粗糙度變差; 
    影響砂輪自銳的均勻性,使砂輪磨損不均勻。 
    砂輪的靜平衡也是反映砂輪內在特性及使用性能的主要質量指標之一,靜平衡不合格在標準中被列為“重缺陷”,即“嚴重降低產品使用性能,對被加工零件性能有嚴重影響的缺陷”。抽查中,靜平衡不合格的情況如表2所示,其中某 
    直徑400mm,線速度為70m/s的纖維增強樹脂薄片砂輪,標準規定靜不平衡值≤13g,但實測竟然超過18g,這樣的砂輪在使用時的振動是可想而知的。 
    3) 硬度不合格 
    砂輪硬度指結合劑在外力作用下抵抗磨粒從砂輪表面脫離的抵抗力,或理解為磨粒從砂輪表面脫離的難易程度。硬度能較正確地反映砂輪的磨削性能,是衡量砂輪質量的重要指標之一。對砂輪硬度的考核有兩項要求: 
    硬度的均勻性(所測各點硬度值中最大值與最小值之差) 要符合標準的規定; 
    硬度的符合度要求,即硬度的平均值( 各測點硬度測得值的算術平均值)要在標準規定的允許范圍內。硬度不合格的比例也相當高,例如平形砂輪的硬度不合格在其不合格總數中超過20% 。 
    4) 孔徑不合格 
    砂輪的內孔是安裝基準,砂輪孔徑不合格在標準中列為“重缺陷”。孔徑大了,砂輪安裝后產生偏心,使砂輪不平衡,高速旋轉時會加劇振動,影響磨削加工質量,甚至導致砂輪破裂,設備損壞。孔徑過小,砂輪安裝不上,不能使用,若強行安裝,則擦傷主軸,還可能使砂輪產生暗傷,導致砂輪運轉時破裂,容易釀成事故。如表2所示,孔徑不合格的情況在抽查中最為嚴重。占平形砂輪不合格總數的16. 7%,占鈸形砂輪不合格總數的58. 2%。 
    5) 標志錯誤 
    砂輪標志表明了砂輪的基本性能,對指導用戶使用有重要作用,是不能被忽視的。標志錯誤在標準中列為“重缺陷”。標志中的問題較多,有的標志內容不全;有的標志內容錯誤;甚至故意以次充好、以假亂真、冒用商標,造成用戶困惑,影響使用,損害其利益,而且可能釀成重大事故。 
    6) 端面跳動、徑向跳動不合格 
    端面跳動、徑向跳動不合格會使砂輪旋轉時產生偏擺和影響平衡性能,對機床和工件帶來不良影響,所以應控制在允許的范圍之內。 

    2、砂輪產品質量問題的原因分析

    1) 原材料問題 
    砂輪是由多種主、輔原材料構成的復雜物系,主要材料是磨料和結合劑,輔助材料則包括填充物、增強材料等。 
    a. 磨料問題 磨料是砂輪中起磨削作用的主要物質,目前市場上磨料質量魚龍混雜,良莠不齊,主要表現為:1 ) 磨料的化學成份往往是合格的,但物理性能差,例如硬度、強度、自銳性、抗破碎性、熱穩定性、親水性等;2 ) 磨料的粒度組成較亂,與標準的規定相差較大。 
    b. 結合劑問題 在砂輪中磨粒是靠結合劑粘結在一起的,結合劑的性能直接影響著砂輪的性能和質量。1 ) 樹脂質量不穩定,樹脂中游離酚含量忽高忽低。所謂游離酚即殘留在樹脂中的苯酚,分子式為C6H5OH,長期加熱能使硬化后的樹脂裂解,影響砂輪的強度;2 ) 樹脂粉與烏洛托品混合不均勻,烏洛托品的學名叫六亞甲基四胺( (CH2 ) 6N4 ) ,作為樹脂的硬化劑,烏洛托品加入量不足,樹脂硬化不完全,影響砂輪的強度和硬度;含量過高,則過量的烏洛托品不與樹脂結合,在硬化過程中分解揮發,使砂輪的氣孔增多,降低其強度和硬度。樹脂粉與烏洛托品混合不均,其后果即烏洛托品含量過高過低帶來的危害;3 ) 結合劑粒度過粗,一般認為,結合劑的粒度以細為宜,這有利于使結合劑分布均勻,有利于硬化劑的充分接觸。粒度過粗,則成型料不易混合均勻,影響砂輪的硬度和強度。即使是對于粒度較粗的樹脂薄片切割砂輪和鈸形砂輪來講,其選用的結合劑( 樹脂粉) 粒度也應細于320#。制造細粒度的砂輪產品,結合劑的粒度要求為幾個微米。 
    2) 制造工藝問題 
    砂輪制造的特點之一是工藝性很強,制造工序中的任何疏漏和偏離都可能對砂輪產品質量帶來負面影響。回轉試驗時在破裂的砂輪中觀察到,有的斷裂處磨粒粗、組織松、缺失結合劑,網格布稍加拉扯就會脫離,這些缺陷的產生都與制造工藝不當有關聯。制造中配混料、成型、燒成或固化、整形加工等工序問題較多。 
    a. 配混料工序 配料是混料的前期準備。混料是將磨料、潤濕劑、結合劑、填充劑等按一定的程序和方式,使潤濕劑、結合劑、填充劑均勻地粘附在磨粒上使其相互之間均勻分布。 
    混料的關鍵是均勻性,成型料應達到:各成份分布均勻,保持松散性,便于攤料,具有良好的成型性能。有的生產廠機械混料或手工混料時間不夠,混料及過篩操作比較馬虎,達不到上述要求。 
    b. 成型工序 正確的操作是將成型料倒在模具的中間位置,然后使用專用刮刀將料朝半徑方向攤開,使其均勻地分布在模具中,使坯體達到規定的尺寸和形狀,不產生裂紋或起層。有的企業員工操作不得要領,造成質量分布不均,形位公差及靜平衡超差。 
    c. 燒成或固化 這是最關鍵的生產工序,容易造成質量問題的因素有兩個,一是固化烘箱或燒成窯的溫差太大;二是裝爐的方式方法不當。 
    烘箱或窯內的溫差一般是未裝砂輪時測定的,此時溫差較小,而當烘箱或窯內裝滿砂輪后,裝爐不當會妨礙烘箱或窯內熱風的流動,溫差就增加了,偏離了設定的硬化規范,使砂輪的固化( 硬化) 質量得不到充分的保證。 
    d. 整形加工 有些砂輪在燒成或固化后要進行整形加工,以保證砂輪的幾何尺寸、形位公差。有的企業遺漏了該道工序,有的整形加工馬虎,工序不到位。 
    e. 工藝文件、工藝參數生搬硬套 一些小企業工藝文件不齊全,不會根據原材料成分的波動、氣候環境條件的變化或用戶的不同要求而調整工藝參數,由這些企業生產的砂輪其質量往往是不穩定的。 
    3) 設備工裝問題 
    a. 設備問題 生產設備是砂輪生產的重要物質條件,有的企業一是設備不足,如沒有搟片機,缺少混料機,油壓機噸位規格較少等,二是設備維護保養差,設備不能處于完好狀態,因此不僅生產效率低、勞動強度大,而且產品質量不易保證。 
    b. 工裝問題 一些企業工裝管理薄弱,模具等沒有完整的臺帳,沒有驗收及使用記錄,沒有良好的存放場所,在生產現場亂堆亂放。 
    4) 檢驗控制問題 
    進貨檢驗(例如原材料進廠檢驗)、過程檢驗、例行檢驗(通常所說的出廠檢驗)、確認檢驗等,都是砂輪生產企業實施有效檢驗控制的重要內容,我們看到一些企業,特別是小型企業、小作坊式生產的企業在這方面的差距明顯。主要問題有制度不全,職能不落實,管理不嚴,檢驗設備短缺失控,檢驗人員業務素質較差等。例如: 
    a. 沒有專門的檢驗機構; 
    b. 檢驗員往往兼職,且自產自檢,難以嚴格把關; 
    c. 檢驗制度不完善,或制度內容過于原則籠統,或脫離企業實際; 
    d. 未經檢驗就轉工序、入庫、放行出廠的現象時有發生; 
    e. 管理混亂,執行標準不嚴,檢驗人員責任性差,業務能力不高,錯檢漏檢情況多有發生; 
    f. 檢驗設備短缺,管理較差。檢驗設備不齊全,普通砂輪的檢驗設備有3大件:即回轉強度試驗機;噴砂硬度機(或洛氏硬度機);靜平衡器(對金剛石砂輪還需要動平衡器),其它還應有薄片砂輪端面、徑向跳動測定儀、內徑量規、游標卡尺、砂輪切割性能試驗機等。 
    g. 沒有執行周期檢定和校準,砂輪的檢驗設備不僅要求配備齊全,而且要求持續保持有效的校準狀態,因此要進行周期檢定或校準。例如回轉強度試驗機必須確保兩項重要的計量特性,即回轉機主軸徑向跳動不得超過0.07mm,滿載回轉情況下,主軸轉速誤差應不大于3%,但有的企業從來不檢定。噴砂硬度機要求用標準玻璃校正,用標準砂輪硬度塊檢定,但有的企業標準玻璃破碎或丟失,噴嘴直徑不符,或洛氏硬度機壓頭鋼球精度超差,硬度計量值已失準,但仍盲目使用。 
    h. 缺乏應有的維護和保養靜平衡器兩軸輥的表面粗糙度要求為Ra0.2~1.6μm,我們在現場看到,有的軸輥已銹跡斑斑,有的嚴重磕碰。 

    3、結束語

    綜上所述,砂輪產品的質量總體上仍不能令人滿意,存在的一些突出問題頗使人擔擾,理應采取措施給予整治。 
    對違法行為應加大查處力度 砂輪是重要工業產品,國家實行生產許可證制度,但目前仍有少數企業無證生產。有的企業以次充好,以假亂真,冒用廠名、商標、證書,對這些見利忘義、損害公眾利益的不法行為,政府有關部門應加大查處力度,有效地遏制。 
    應繼續加強監督抽查 技術監督部門多年來對砂輪產品質量進行監督抽查,取得明顯的效果,這樣的監督抽查活動應持續地進行下去。 
    應充分發揮各類社會中介組織的作用 例如,有關行業協會可多組織學習交流,總結推廣有益的經驗,引導企業健康發展。各級質檢機構應積極收集和向政府部門提供質量信息,協助政府部門做好抽查技術總結,同時,應面向企業,熱情地做好有關的技術咨詢服務工作。 
    生產企業應努力提高產品質量 從總體上看,國有大中型企業的砂輪產品抽查合格率較高,這類企業硬件條件及管理基礎較好,技術力量較雄厚,宜在繼續穩定和提高產品質量的基礎上,加大資金投入和技術開發,發展新品種,提高產品技術檔次,增加高附加值,積極推進行業技術進步。 

    對一些砂輪產品質量問題比較多的小型企業,筆者認為,他們應該做到: 
    提高質量意識; 
    加強質量管理; 
    重視工藝技術; 
    把好原材料質量關; 
    確保工裝設備完好; 
    嚴格質量檢驗; 
    抓好人員教育培訓。

    (編輯:etalin)
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