磨具试卷4(参考答案及评分标准)

陶瓷磨具制造 试卷四卷
一、填空（本题18分）（每空1分）
1. 磨粒率是 磨粒在磨具中所占体积百分比 （1分） 。

2. 陶瓷磨具烧成的冷却阶段包括 急冷 （1分）、 退火（1分） 和 低温冷却 （1分）三个阶段。

3. 结合剂的可塑性是决定 磨具干、湿坯强度 （1分） 的重要因素之一。

4. 配料中加入湿润剂的作用，一是 湿润作用 （1分），二是 粘结作用 （1分）。

5. 反映成型密度与磨具坯体磨粒率之间的关系式是 ∑⨯⨯=100/m V a a ρρ（1分）。

6. 双面磨石成型时，应先投 粗料 （1分） ，预压后再投 细料 （1分），这样有利于避免 粗料进入细料部分 （1分）。

7. 定模成型配方表中 磨料（1分）作为100份。

8. 陶瓷磨具的干燥过程既有 传热过程（1分） ，也有水分扩散的 传质过程（1分） 。

9. 在硫化水泥中，硫磺是 硫化水泥的熔剂（1分） 。

长石粉起 骨架作用（1分） ，提高 强度（1分） ，并防止 硫化水泥冷却后收缩（1分） 。

二、说明下列名词与概念（本题14分）（每题2分）
1. 砂轮的不平衡
砂轮是一种不均质的物体，当砂轮旋转时，由于砂轮质量中心与它的旋转中心线不相重合而产生离心力，造成了工作系统的振动。

这种状态叫做砂轮的不平衡。

（2分）
2. 水玻璃的模数
水玻璃（Na 2O·mSiO 2）中SiO 2与Na 2O 的分子个数比m 称为模数。

（2分）
3. 结合剂的烧结范围
烧结温度到开始过烧软化的温度间隔。

（2分）
4. 结合剂的线膨胀系数
结合剂在温度升高1℃时的相对伸长值。

（2分）
5. 粉料的堆积特性
由于粉料的形状不规则、表面粗糙，使堆积起来的粉料颗粒间存在大量空气。

单一粒度的粉体不能形成致密的堆积。

若采用不同大小的球体堆积，则可提高自由堆积的密度。

（2分）
6. 磨具的成型
在磨具制造过程中，以一定的方法使成型料成为具有一定形状和强度的坯体，称为磨具的成型。

（2分）
7. 粘土的吸水性
干燥粘土具有吸收周围大气中水分的能力。

三、判断题（本题12分）（每题2分）
（判断下列各题的对与错，对的打“√”，错的打“×”并且改正。

）
1.辅助磨料在磨具工作层中主要是起辅助磨削作用。

（×）（1分）
改正：辅助磨料在磨具工作层中起提高砂结比作用和辅助磨削作用。

（1分）
2. 磨具烧成过程中冷却阶段易产生内径裂纹。

（×）（1分）
改正：磨具烧成过程中冷却阶段易产生外径裂纹。

（1分）
3．高温下结合剂的流动性大有利于在磨粒周围分布，有利增大结合剂的润湿性。

（×）（1分）
改正：高温下结合剂的流动性大有利于在磨粒周围分布，有利于提高磨具的机械强度。

（1分）
4. 在相同硬度下粗粒度磨具结合剂用量少于细粒度磨具的。

（√）（2分）
5. 当干燥到坯体中的水分完全排除，干燥速度降为零，干燥过程结束。

（×）（1分）
改正：当内扩散进行到坯体内的自由水完全排除，坯体内水分与干燥介质达到平衡状态时，干燥过程达到平衡阶段，此时干燥速率为零，干燥过程终止。

（1分）
6. 用于配制结合剂的石英粉是以砂岩及石英砂粉碎加工而得。

（×）（1分）
改正：用于配制结合剂的石英粉是以脉石英及石英岩粉碎加工而得。

（1分）
四、简答题（本题32分）（每题4分）
1．磨具硬度的选择原则
答：保证磨具在磨削过程中有适当的自锐性，（2分）避免磨具过大的磨损，（1分）保证磨削时不产生过高的磨削温度。

（1分）
2. 超硬材料陶瓷磨具的特点
答：超硬材料陶瓷磨具一方面具有超硬材料磨具的共性：磨削能力强，磨削温度较低，磨具磨损较小，使用寿命长。

（1分）另一方面，具有陶瓷结合剂磨具的优点：耐热性、耐油性、耐水性、耐酸碱性均较好，适应在较广的冷却液条件下进行磨削；（1分）磨具形状保持性好，磨削精度高；（1分）磨具中有较多的气孔，有利于冷却和排屑，磨削时不易堵塞，不易烧伤工件，磨具有较好的自锐性，修整间隔较长；修整比其它结合剂磨具容易，修整维护费用适中。

（1分）
3．结合剂的反应能力对刚玉磨具制造有什么影响？
答：(1) 提高结合剂的高温粘度，使坯体不易变形；（1分）
(2) 减少结合剂的液相析晶，使结合剂保持较多的玻璃结构，提高了磨具的机械强度；（2分）
(3) 使结合剂与磨料的膨胀系数趋于一致，使磨具不易产生烧成裂纹，热稳定性能得到改善。

（1分）
4．碳化硅磨具用结合剂的主要特点
答：（1）抗“黑心”能力好；（2分）（2）能防止磨具烧成发红；（1分）（3）多选用烧结结合剂或半烧熔结合剂。

（1分）
5．结合剂流动性的影响因素
答：（1）化学成分——原料成分（1分）、粒度（1分）等
（2）烧成条件（1分）
（3）反应能力（1分）
6．湿润剂用量的影响因素
答：磨料粒度；（1分）磨料种类；（1分）结合剂可塑性及用量；（1分）湿润剂的性能。

（1分）
7．磨削加工砂轮的主要方法有哪些？
答：（1）用金刚砂磨削加工砂轮平面；（1分）（2）用磨轮加工砂轮；（1分）（3）砂轮互相对磨加工砂轮外径；（1分）（4）钻头引导磨粒加工砂轮孔径。

（1分）
8．多孔磨具的主要特点
答：（1）总气孔率远高于普通磨具；（1分）（2）容屑排屑性能好；自锐性好；（1分）磨具表面不易被堵塞；磨削效率大大提高；（1分）（3）自冷却作用好，并能储存大量的冷却液以降低磨削区的温度，从而有效地保证磨加工的质量，在被加工工件表面上几乎不出现烧伤现象。

（1分）
五、计算题（本题7分）
成型P300×40×75 A F46 K砂轮45片，工艺规定湿坯外径D1＝303mm，厚度H1＝43mm，孔径d1＝73mm，计算这批砂轮的各种原料量。

设磨料加结合剂为100的配方表为：磨料
92％，结合剂8％，水玻璃24ml/Kg 料，糊精粉5g/ Kg 料，成型密度2.24g/cm 3。

解：1)计算砂轮湿坯单重：
()
54.61000124.23.43.73.3041000221=⨯⨯⨯-==πρV m kg （1分） 2)计算总投料量：
m 2 = m 1 × n = 6.54 × 45 = 294.3 kg （不考虑工序消耗量）（1分）
3)计算一次混料量：如采用100kg 逆流混料机混料，装料量23～90kg ，分4次混料，则每批混料量：
m 3 = 294.3 / 4 = 73.58 kg （1分）
4)计算配料单：
磨料量 = 73.58 × 92% = 67.69 kg （1分）
结合剂量 = 73.58 × 8% = 5.89 kg （1分）
水玻璃量 = 73.58 × 24 = 1766 mL （1分）
糊精粉量 = 73.58 × 5 = 368 g （1分）
六、分析说明题（本题17分）
1．综合分析为改善磨具磨削性能而进行的配方调整（本题10分）
答：要点
（1）提高磨削效率（1分）
选用硬度高、脆性大的磨料、磨料粒度可适当粗些，结合剂强度要高且有一定的脆性， 适当降低磨具的硬度以提高磨具的自锐性，增大气孔率，提高磨具的组织号。

（1分）
（2）增加耐用度（1分）
采用韧性好的磨料和结合剂，必要时磨料须表面处理，或采用混合粒度，降低气孔率，增加磨粒率，精磨时磨具硬度适当低些，粗磨时磨具硬度可适当高些。

（1分）
（3）降低工件的表面粗糙度（1分）
磨料应有良好的韧性，适当选用较细粒度，磨具组织密度均匀，组织号适用，硬度适当低些，必要时采用有机结合剂并用石蜡或硫磺进行浸渍处理。

（1分）
（4）提高加工精度（1分）
选用的磨料韧性要好，易保持磨具工作部分的形状，磨料粒度适当细些，结合剂有适当韧性及一定的形状保持性，组织密度均匀，可适当增加磨粒率，提高磨具硬度，必要时可浸渍处理。

（1分）
（5）减少烧伤变形（1分）
磨料硬脆且粒度粗些，磨具硬度适当低，自锐性，大气孔或浸渍处理。

（6）避免或减少磨屑堵塞（1分）
粗粒度、脆性结合剂、自锐性好、多气孔、浸渍处理等。

2．分析说明水浇注成型对料浆的要求（本小题7分）
答：要点
（1）流动性要好——即粘度小，在浇注时能保证流到模具各部位。

（2分）
（2）稳定性要好——料浆中不能沉淀出任何组分，料浆各部分能长期保持组成一致，使成型后坯体的各部分组成均勺。

即悬浮性好（组织密度均匀）（2分）
（3）适当的触变性——料浆经过一段时间后粘度变化不宜过大，便于输送和储存，同时又要求脱模后的坯体不致于受到轻微振动而软塌。

（1分）
（4）成型后坯体容易脱模。

（1分）
（5）不含气泡。

（1分）。