一种喷砂硬度机的校准方法
【技术领域】
[0001]本发明属于砂轮检测、校准技术领域，具体涉及一种喷砂硬度机的校准方法。
【背景技术】
[0002]普通砂轮由磨料和结合剂组成，硬度是砂轮选择和使用时的一个重要参数。砂轮的硬度若相对于工件的需要偏硬，其将导致砂轮的自锐性变差，磨削效率下降，磨削质量降低甚至烧伤工件；砂轮的硬度若相对于工件需要偏软，则砂轮消耗快，影响加工精度。根据工件选择合适硬度的砂轮十分重要。
[0003]喷砂硬度机是检测砂轮硬度的专用设备，其工作原理是一定粒度、容积的石英砂由一定压力的空气带动，通过喷嘴喷到砂轮表面，这会使砂轮表面部分磨料和结合剂脱落而形成一个凹坑，通过检测坑深来表示砂轮硬度。目前在用的有两种形式的喷砂硬度机，马肯森式喷砂机和自动喷砂硬度机，其工作原理、机头部分主要零部件都相同，只是其他辅助机构、测量的坑深方式不同。
[0004]目前喷砂硬度机的校准方法是通过测定标准玻璃、标准砂轮硬度块的坑深值来校准的，其稳定性通过测定标准玻璃的坑深值来确认，其线性通过测定标准砂轮硬度块的坑深值来确认的。标准玻璃是市售的厚度5mm钠平板玻璃，其成份、性质、喷砂硬度坑深值比较稳定，适宜作为校准块使用。只有用喷砂硬度机五次测定标准玻璃的每次坑深值为0.53mm±0.03mm(5cm3砂室)，或2.13mm±0.05mm(28cm3砂室)时，才认为喷砂硬度机状态完好、量值稳定，才能保证后续砂轮硬度检测的准确性。
[0005]但标准玻璃用于喷砂硬度机校准时对于每个砂室只有一个坑深值，所以仅用标准玻璃不能确定喷砂硬度机在整个测量范围内的准确性。现有磨具的喷砂硬度等级涉及F?L、M?Y，14个等级之多，对应的喷砂坑深值跨度在0.92mm?5.30mm不等，为了校准喷砂硬度机在整个测量范围内的准确性，采用不同硬度的标准砂轮硬度块来确认喷砂硬度机的线性非常必要。
[0006]现有的标准砂轮硬度块是一种特制的砂轮，由不同粒度，不同硬度的白刚玉砂轮组成。标准砂轮硬度块和普通砂轮制造方法基本一致，其制造的工艺一般为配制结合剂一混料一成型一烧成一加工一检验。因结合剂的主要原材料，粘土、长石其成份不稳定，导致结合剂性能产生不同；混料采用逆流混料机或轮碾机，很难混合均匀。成型采用各种压机，但由于摊料难以均匀，难以保证成型密度的一致。上述原因导致一批相同硬度的标准砂轮硬度块经常出现同一硬度值差异较大，同一片标准砂轮硬度块的不同部位其硬度值差异也较大的情况。
[0007]目前砂轮行业喷砂硬度机的校准方法由于没有稳定的标准砂轮硬度块来使用，喷砂硬度机线性无法进行确认；由于采用标准玻璃、标准砂轮硬度块两套标准物质来校准，经常出现标准玻璃坑深值符合要求、标准砂轮硬度块的坑深值不符合要求的问题。
[0008]采用目前的校准方法，只能保证喷砂硬度机在与标准玻璃硬度相近点的量值稳定、状态完好，在整个测量范围内的准确性难以保证。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种喷砂硬度机的校准方法，从而解决现有技术中，喷砂硬度机采用标准玻璃校准，无法保证喷砂硬度机在整个测量范围内准确性的技术问题。
[0010]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是:
[0011]—种喷砂硬度机的校准方法，包括以下步骤:
[0012]I)选择至少两块标准硬度值不同的标准硬度块为校准块，不同校准块以坑深值计的标准硬度值最大差值不超过4.6mm,最小差值不小于0.8mm ；
[0013]2)利用步骤I)选出的校准块，对喷砂硬度机进行校准；如果喷砂硬度机在各个校准块上的喷砂坑深值均在允许范围内，校准工作完毕；如果喷砂硬度机在至少一个校准块上的喷砂坑深值不在允许范围内，调整喷砂硬度机后继续测定，直至喷砂硬度机在所有校准块上的喷砂坑深值均在允许范围内，校准工作完毕。
[0014]为与现有技术中的标准砂轮硬度块区分开来，本发明所述的校准块称为标准硬度块，其具有硬度值稳定，硬度均匀性差异小的特点。
[0015]本发明提供的喷砂硬度机的校准方法采用由相同方法制造的至少两块不同标准硬度的标准硬度块作为校准块，做为校准块使用的标准硬度块硬度值稳定，不同部分硬度差异性小，依据两块以上标准硬度值的校准拟合，可精确校准喷砂硬度机量在整个测量范围内的准确性，从而保证后续砂轮硬度的检测准确性；该校准方法工作效率高，解决了采用标准玻璃、标准砂轮硬度块不同方法制造的两套标准物质来校准，经常出现的标准玻璃坑深值符合要求、标准砂轮硬度块的坑深值不符合要求的问题，使喷砂硬度机校准易于进行。
[0016]步骤2)所述的允许范围是校准块的标准硬度值±0.1mm。
[0017]步骤2)所述调整喷砂硬度机是调整喷砂硬度机锥形喷咀和接口咀之间的间隙。
[0018]为进一步增加校准工作的精确性，步骤2)喷砂硬度机在各校准块上的测定点不少于5个。
[0019]标准硬度块具有硬度值稳定、均匀性好的特点。标准硬度块由以下质量百分比的组分组成:磨料或碳酸钙37 %?80 %，玻璃粉10?40 %，硼砂I?20 %，氧化锌I?3 %。优选的，标准硬度块由以下质量百分比的组分组成:磨料或碳酸钙50%?80%，玻璃粉15?40%，硼砂I?10%，氧化锌I?3%。
[0020]玻璃粉为普通钾、钠玻璃的粉末；玻璃粉没有固定的熔点，从600°C开始变软，到1000C以上变成可以流动的液体，硼砂可以将玻璃粉转变成流动液体的温度降至700°C左右。此外，在玻璃粉中添加硼砂可以增加玻璃的强度，添加氧化锌可以增加玻璃的韧性。
[0021]玻璃粉、硼砂、氧化锌组成了标准硬度块的玻璃质结合剂。将玻璃粉、硼砂、氧化锌在混料机中混料均匀即得。采用玻璃质结合剂可以提供稳定的结合力，避免了传统陶瓷结合剂如粘土、长石等由于成份不稳定导致结合剂的性质变化。同时，将该玻璃质结合剂应用于标准硬度块制造具有以下特点:
[0022]首先，磨料(如刚玉砂、碳化硅等)或碳酸钙的熔点在1000°C以上，在700°C?1000°C的温度下混入玻璃质结合剂熔融后的液体中，磨料或碳酸钙的物理或化学性质不会发生变化，从而保证磨料或碳酸钙在标准硬度块制造过程中物理或化学性质稳定。
[0023]其次，玻璃质结合剂熔融为液体后，其粘度大，磨料或碳酸钙颗粒在其中很容易悬浮，经过简单分散后，不仅使磨料或碳酸钙不易偏析，且分布更均匀。
[0024]通过调整磨料或碳酸钙的粒度和比例，可以制得不同喷砂坑深值的砂轮硬度块。
[0025]上述标准硬度块的制造方法，由以下步骤制造而成:
[0026]I)将玻璃粉、硼砂、氧化锌混合均匀，得到玻璃质结合剂；将玻璃质结合剂加热至完全熔为液体；
[0027]2)将磨料或碳酸钙颗粒加入到步骤I)所述液体中，搅拌至完全分散均匀，得到混合液；
[0028]3)将步骤2)所述混合液加入到模具中，冷却；
[0029]4)脱模、修整，即得标准硬度块。
[0030]上述标准硬度块的制造方法中，步骤I)中，所述加热的温度为700°C?1000°C。
[0031]上述标准硬度块的制造方法中，步骤2)中，所述磨料或碳酸钙的粒度为F4?F500。粒度进一步优选为FlO?F36。所述磨料为刚玉砂或碳化娃砂。所述刚玉砂进一步优选为空心球刚玉。
[0032]上述标准硬度块的制造方法中，步骤2)中，搅拌的时间为3?20min。
[0033]现有技术的标准砂轮硬度块，硬度均匀性差，不能作为校准块使用。上述标准硬度块的制造方法采用液体搅拌工艺保证了磨料或碳酸钙颗粒分布均匀，在后期成型过程中，有助于实现成型密度一致，从而保证砂轮硬度的均匀性差异小。
【附图说明】
[0034]图1为标准硬度块的制造流程图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0036]实施例1
[0037]1.1喷砂硬度机的校准
[0038]采用标准玻璃校准喷砂硬度机(5cm3砂室)，测量五次，每次的坑深值为0.50mm、0.53mm、0.52mm、0.51mm、0.53mm，按照现有技术评价，喷砂硬度机的状态满足要求，记为状态I。
[0039]在状态I下，对粒度F150、5cm3砂室，硬度值为2.66mm的现有标准砂轮硬度块进行校准，测量五次，坑深值分别为4.50mm、3.80mm、2.80mm、3.60mm、3.20mm,五次坑深值的偏差很大，不能确定喷砂硬度机的测定值是否准确。调整喷砂硬度机锥形喷咀和接口咀之间的间隙，使标准砂轮硬度块的喷砂坑深值为2.66mm，但是测定标准玻璃的坑深值为0.45mm，喷砂硬度机已不是正常状态。反复调整数次，喷砂硬度机测定标准玻璃、标准砂轮硬度块坑深值仍不能同时达到规定值的要求。
[0040]本实施例喷砂硬度机的校准方法，包括以下步骤:
[0041]I)选择标准硬度值为2.1Omm的标准硬度块为A校准块，标准硬度值为4.50mm的标准硬度块为B校准块；
[0042]2)利用步骤I)选出的校准块，对喷砂硬度机进行校准；喷砂硬度机在A校准块上测量五次，坑深值分别为2.48mm、2.42mm、2.42mm、2.46mm、2.50mm，五次测量的平均值为2.46mm，与A校准块的标准硬度2.1Omm相比，坑深值偏大；在B校准块上测量五次，坑深值分别为4.85mm、4.82mm、4.84mm、4.86mm、4.90mm,五次测量的平均值4.85mm,与B校准块的标准硬度4.50mm相比，坑深值偏大；
[0043]适当调小喷砂硬度机锥形喷咀和接口咀之间的间隙，再次在A校准块上测量五次，坑深值分别为2.08mm,2.14mm,2.12mm,2.06mm,2.15mm，五次测量的平均值2.11mm，最大偏差0.04mm，符合要求；在B校准块上测量五次，坑深值分别为4.48mm、4.42mm、4.44mm、
4.46mm、4.50mm，五次测量的平均值为4.45mm，最大偏差0.05mm，符合要求；说明喷砂机状态良好、量值稳定，校准工作完毕。
[0044]经过本实施例喷砂硬度机的校准方法校准后的喷砂硬度机状态，记为状态II。在状态II下，对粒度F150、5cm3砂室，标准硬度值为2.66mm的标准硬度块进行检测，测量五次，坑深值分别为2.68mm、2.63mm、2.65mm、2.70mm、2.66mm，五次测量的平均值为2.66mm，最大偏差0.04mm,喷砂硬度机的测定值稳定准确。
[0045]I.2标准硬度块的制备
[0046]5cm3砂室，标准硬度值为2.1Omm的标准硬度块，即A校准块，由以下质量百分比的组分组成:粒度F30的空心球刚玉80 %，玻璃粉17 %，硼砂I %，氧化锌2 %。
[0047]A校准块的制造方法，制造流程图如图1所示，包括以下步骤:
[0048]I)将玻璃粉、硼砂、氧化锌在混料机中混料均匀，得到玻璃质结合剂；
[0049]2)将步骤I)所得玻璃质结合剂加热800°C时，完全熔为液体；
[0050]3)将空心球刚玉加入步骤2)所述液体中，搅拌5min至完全分散均匀，得到混合液；
[0051]4)将步骤3)所述混合液加入模具中，冷却，脱模，修整，经喷砂机定值，即得坑深值为2.1Omm标准硬度块(A校准块)。
[0052]A校准块的硬度均匀性为2.10 ±0.05m