砂轮

1.产品概述

(1)产品特性、功能

砂轮是采用适当的方法把磨料和结合剂混合,然后经压坯、干燥、焙烧而制成的具有一定的几何形状(如盘状、轮状等),有较高的机械强度,能在高速回转下,以大量的磨粒磨削工件,从而获得理想的加工表面和正确的几何形状的磨削工具。

砂轮由磨料、结合剂和气孔三要素组成。

(2)产品用途

在机械加工工序中用于磨削、研磨、抛光、切割等作用,广泛应用于航空航天、船舶、重大基础装备、铁路、汽车、交通、信息产业、建材、地质钻探、矿山等领域。

(3)产品分类

按结合剂不同分为陶瓷结合剂砂轮、树脂结合剂砂轮、橡胶结合剂砂轮等。按其使用方式分为外圆磨削砂轮、内圆磨削砂轮、端面磨削砂轮、重负荷磨削砂轮、切割砂轮、打磨砂轮等。

(4)产品特点

砂轮使用时为高速旋转,磨加工速度为35m/s至40m/s,最高速达到80 m/s,切加工速度为70m/s至80m/s,最高速达到120m/s。若出现砂轮安全性能不能达到标准要求或使用不当时,易发生安全事故,甚至发生损害操作员工生命和设备财产安全的恶性事故。切割、磨削作业。

2.产品监管介绍

根据砂轮行业的实际状况和砂轮产品的使用特点,国家对砂轮产品实行生产许可证管理及证后各级监督管理。从1987年始至今,砂轮生产许可证共经过5次发证。砂轮产品实施生产许可证管理,至今已经27年。特别是近些年来,改革创新力度不断加大,使得这项制度在砂轮监管实践工作中不断完善。国家在监管制度上不断加强,多年来的产品检验结果充分表明砂轮产品生产许可证制度的实施,在提高和稳定砂轮产品质量方面起到了决定性的作用。

国外对砂轮产品也实施各类监管制度。如德国的MPA认证,由德国国家材料检验局负责发证工作,未取得MPA认证的砂轮产品不得在德国甚或欧洲经营和使用。欧洲还有OSA认证,未经OSA认证的砂轮产品不能直接进入欧洲市场。

3.产品标准情况分析

我国的砂轮标准共有45个,其中包括国家标准25个,行业标准20个,基本覆盖了行业生产的绝大部分产品。标准体系包括通用要求标准,尺寸规格标准、技术要求标准、试验方法标准和相关标准,体系完善。

涉及砂轮的国际标准共有19个,分别是ISO 525《固结磨具  一般要求》、ISO 603《固结磨具  尺寸》(此标准下从ISO 603-1~ISO 603-16共16个标准)、ISO 6103《固结磨具交付砂轮允许的不平衡量  测量》、ISO 13942《固结磨具极限偏差和圆跳动公差》。这些国际标准的内容在我国相关标准中进行了积极的采用,其中GB/T 2484《固结磨具  一般要求》、GB/T 4127《固结磨具  尺寸》、GB/T 2492《固结磨具  交付砂轮允许的不平衡量  测量》基本上采用了相应的国际标准,ISO 525、ISO 603、ISO 6103,ISO 13942的主要技术指标也在GB/T 2485及相关的标准中加以采用。我国的相关标准增加了国际标准中没有的砂轮回转强度、硬度、哑声、黑心、裂纹等技术要求及相应的试验方法。

4.产品质量指标分析

砂轮产品的抽查检测项目主要有回转强度、静平衡、标志、硬度、孔径、黑心、裂纹、哑声,这些项目都和人身安全、健康相关,对产品质量和使用性能有着决定性的影响。

(1)回转强度。标准要求砂轮产品按使用速度的1.5倍或1.6倍进行回转检验,不得破裂。回转强度的质量问题直接涉及人身和设备的安全。

(2)静平衡。按工作方式、设备种类、砂轮尺寸、使用速度不同,标准有相应要求。静不平衡值(注:项目是静平衡,检测的是静不平衡值)超过标准要求,轻者会导致设备振动,噪声增大,工件表面产生振纹,重者会导致砂轮破裂。

(3)硬度。标准要求砂轮产品硬度应在相应的硬度级内,硬度不符合要求会导致砂轮消耗快,工件达不到加工所要求的质量或导致工件表面烧伤。

(4)孔径。标准要求砂轮产品孔径应在一定的公差范围内,孔径偏大会导致砂轮安装产生偏心,影响正常使用;孔径偏小会导致砂轮无法安装使用。

(5)黑心、裂纹、哑声。标准要求砂轮不能存在黑心、裂纹、哑声,此类缺陷常导致砂轮破裂或不能正常使用。

(6)标志。标准要求砂轮产品标志正确。标志错误会导致用户不能正确使用砂轮。

5.质量现状分析

(1)总体分析

砂轮产品在近30年的发展中,经历了质检总局组织的10次产品质量监督抽查,从抽查结果看合格率从开始不到50%,逐步地提升到近些年的80%左右。砂轮产品生产企业在国家工业产品生产许可证制度实施监管下,砂轮产品的质量总体来讲是好的,从近三年的国家监督抽查结果看,合格率在80%上下。产生问题的症结主要在于:①企业负责人的产品质量意识还有待进一步提高。②产业规模化程度不高。目前国内砂轮行业百人以上规模企业约30家,其他约97%都是中小企业。企业的产值、人数及管理水平达不到应有的水平。③行业发展后劲不足。我国在改革开放后涌现出的一大批民营磨料磨具制造企业,虽然这里面也不乏推动行业发展和技术进步的优秀企业,但大量的民营企业是凭借其灵活的经营机制,仅依靠从原国有企业“挖”来的技术人员,进行着比较简单的低档次产品的重复生产和恶性的低价竞争,使我国的磨料磨具行业仍然在总体上处于较低水平,产品的技术含量和附加值都比较低。砂轮行业90%以上的产能集中在低端产品上,砂轮行业科研投入不足,高素质人才匮乏,技术创新能力还比较弱。航空航天、汽车制造等所用的高端产品主要依赖进口。因此,我国砂轮行业亟须转变发展方式,走以质取胜的道路,提高核心竞争力。

(2)质量问题原因分析

①外部因素

A. 用户市场不规范

砂轮用户市场有相当一部分是个体用户、私营企业用户和小型的其他所有制企业用户,这些用户往往只注重砂轮价格,对产品质量不太关注,或者不知道砂轮产品质量要求,盲目压价,导致一些小型砂轮企业在原材料选择上以次充好,过程控制上降低要求,因此难以保证产品的质量要求。

还有一些用户设备质量不高,主轴精度不规范,砂轮生产企业为适应用户,放宽砂轮的孔径精度指标,导致孔径抽查不合格。

B. 原材料质量不稳定

砂轮的原材料尤其是树脂液、树脂粉,受环境因素(温度、湿度等)影响大,国内原材料生产企业技术水平与国外有一定差距,生产出的原材料质量易产生波动,特别是随季节的波动更大,从而也对砂轮的产品质量造成影响。

②内部因素

A. 企业技术、管理人员匮乏

砂轮企业绝大多数为中小型企业,缺乏有能力的专业技术人员和管理人员。质量管理难以做到位,技术的改进和提升无从谈起,因此很难保证产品质量的稳定和提升。

B. 检验把关不严,企业为了减少成本支出,检验人力和物力配置不足。难以按标准规定的检验方法和抽检比例对每批产品检验到位。另外对原材料质量控制认识不足,对采购原材料不能做到有效检验验证,原材料的质量稳定性无法保证。

在砂轮质量问题中存在一些行业性质量问题,一些生产企业采取自认为的潜规则,以谋求自我利益的保护:①将有硬度要求的砂轮标识故意地标为偏软或偏硬;②将有保存期限的树脂砂轮的生产日期故意不标。

(3)质量改进措施

建议企业在设备仪器的更新改造上加大投入。目前,国内砂轮行业仪器设备的整体水平还不高,与其他行业相比,机械化、自动化程度还相对较低。因此,国内砂轮企业要在不断发展的同时,在设备仪器的更新改造上加大投入,淘汰落后的工艺及生产设备,有条件的企业要积极吸收世界先进的技术装备,引进先进适用的生产、检测设备,为生产高技术高质量的产品创造必要条件。

6.消费指南

(1)产品选购指南

最常用的有陶瓷结合剂(V)和树脂结合剂(B)砂轮。

①陶瓷结合剂是一种无机结合剂,化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好,气孔率大,这种结合剂制造的砂轮磨削效率高、磨耗小,能较好地保持砂轮的几何形状,应用范围最广。适于磨削普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金、有色金属等。但是,陶瓷结合剂砂轮脆性较大,不能受剧烈的振动。一般只能在35 m/s以内的速度下使用。

②树脂结合剂是一种有机结合剂,这种结合剂制造的砂轮强度高,具有一定的弹性,耐热性低,自锐性好。可制造工作速度高于50 m/s的砂轮和很薄的砂轮。它的应用范围仅次于陶瓷结合剂,广泛用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削,如磨钢锭,铸件打毛刺等。

③形状和尺寸的选择应根据磨床条件和工件形状来选择。常用砂轮形状有平形砂轮、单面凹砂轮、双面凹砂轮、薄片砂轮、筒形砂轮、碗形砂轮、碟形一号砂轮等。

④每种磨床所能使用的砂轮形状和尺寸都有一定的范围。在可能的条件下,砂轮的外径应尽可能选得大一些,以提高砂轮的线速度,获得较高的生产率和工件表面质量,砂轮宽度增加也可以获得同样的效果。

(2)产品使用指南

①砂轮在使用前必须经过严格的检查

A. 标记检查:若砂轮没有标记或标识不清,无法核对、确认砂轮特性的砂轮,不管是否有缺陷,都不能使用。

B. 缺陷检查:首先查看砂轮表面是否有裂纹或破损等缺陷。其次要进行敲打试验,用小木锤敲击砂轮。正常的砂轮声音清脆,声音沉闷、嘶哑说明有问题。

C. 砂轮回转强度试验。对同种型号一批砂轮应进行回转强度抽检,未经强度试验的砂轮严禁安装使用。

②砂轮的储运

A. 砂轮在搬运储存中,不可受强烈振动和冲击,以免造成裂纹、表面损伤。

B. 印有砂轮特性和安全速度的标志不得随意涂抹或损毁,以免造成混乱使用。

C. 砂轮存放时间不应超过砂轮的有效期。树脂和橡胶结合剂的砂轮自生产日期始,若存时间超过一年,须经回转强度试验合格后才能使用。

D. 砂轮存放场地应保持干燥,温度适宜,避免与其他化学品混放。防止砂轮受潮、低温、过热以及受有害化学品侵蚀,使强度降低。

E. 砂轮应根据规格、形状和尺寸的不同,分类放置,防止叠压、损坏或由于存储不当,导致砂轮变形。