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磨具磨料 |
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国内磨料磨具新产品研发的困扰与出路 |
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| http://cn.newmaker.com
10/20/2010 5:43:00 PM
佳工机电网
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磨料磨具新产品的研发与研发战略是磨料磨具企业在激烈的技术竞争中赖以生存和发展的命脉，是实现“生产一代，试制一代，研究一代和构思一代”的磨料磨具产品升级换代宗旨的重要阶段，它对磨料磨具企业产品发展方向、产品优势、开拓新市场、提高经济效益等方面起着决定性的作用。对磨料磨具企业研发战略进行探讨有着十分重要的意义，研发新产品对于我们磨料磨具行业任何艰巨，我们磨料磨具企业对自已的基本要求是持续提高产品质量。剑事磨料磨具技术信息咨询有限公司与企业多年的技术合作中，表述一下磨料磨具新产品研发简单建议，愿与业界朋友共同分享进步。
国内磨料磨具企业对树脂磨具新产品研发的现状
国内树脂磨具生产企业，大多采用低成本战略(不管产品质量，只一味的降成本，降销售价格)，真正的降低成本型新产品是以较低的成本提供同样性能的树脂磨具新产品，主要是指企业利用新科技，改进生产工艺或提高生产效率，削减原产品的成本，但保持原有功能不变的新产品，所以很多对于国内多数磨料磨具企业来说，研发新产品方面投入有限，更多的工作放在稳定产品质量上，这就形成恶性循环，由于产品的不稳定，市场越难做，更没有资金研发新产品，而这种低错误的成本战略是一把双刃剑，一方面产品在低端市场竟争力大，另一方面产品质量也因过度追求低成本而变得起伏不定，如果市场有大的变化，必然会影响到企业的生死存亡。
根据剑事磨料磨具技术信息咨询有限公司的技术服务经验与客户的回馈信息来看，国内很多树脂磨具企业在选择原材料上，要求不明确，不管指标，直接采购，这样是很难把磨具产品做好的。这一点从外国独企业采购中可以明显的看出不同，外国独资企业大多是对原材料供应企业提出明确的产品指标进行采购，经过检验试验合格才会使用，而不会以原材料供应企业规模大小等次要因素或质量无关因素为采购条件。比如国内同样是生产树脂砂轮的企业，他们对树脂粉的选择方式上大不相同。有的磨具企业是不加选择，直接购买规模大的企业；有的磨具企业是多家对比，选择使用感觉稳定的企业产品；有的磨具企业是根据企业的生产经验提出技术指标要求，树脂粉生产企业针对该磨具企业单独配方供应.但长期使用下来的结果是磨具企业对其现在的供应商和过去的供应商的产品质量结果都不太满意。这些低端产品中没有任何一部分的创新、改进，不能给客户带来某种新的满足和更大利益，对磨料磨具企业生存发展，以至于磨料磨具行业发展不是不利的。
当然还有以下几个因素:
国内大型树脂粉生产的企业数量不多；
专供磨具企业的树脂粉生产厂家规模与工艺设备较落后；
进口树脂粉或对国内树脂粉生产企业提出指标要求，存在成本的问题，对于低成本低销价的企业来说不会选择；
国内大的树脂粉生产企业销售额中磨具企业占有的份额较小，所以不愿投入更多的人力物力和资金去研制磨具专用系列树脂粉产品；
国内树脂粉生产企业本身就技术力量不足，尚不能达到针对磨具行业开发系列新产品的能力；
供应商是大批量的生产，也存在质量问题，某批次质量不好，必会有相当的数量，这也是原因之一。
国外的专业材料供应厂家会根据磨具特点，研制出各种规格型号的产品，这些型号的产品有着不同的指标与应用范围，磨具企业可根据不同产品需要做出选择.例如:剑事磨料磨具技术信息咨询有限公司多次接到树脂切割片生产企业咨询切割片出炉后成批发软的原因，时间发生在夏季多些，但最近春季也时常出现，百思不得其解。以多年技术合作的经验针对性的分析和系列调整，大大降低了出现废品的机会，保证了企业正常运转。
国外磨料磨具公司对树脂磨具新产品的研发经验
磨料磨具因为原料和工艺上的客观因素，我们不能把以更的理论数据还完成质量稳定和新产品研发，更多的需要实际经验与不断的实验，才能稳定产品质量，并不断研发新产品。
从各方面的报导看来用酚醛树脂作为树脂砂轮的结台剂几乎是世界一致的。某公司除去在负载最重的钢坯荒磨砂轮采用苯环树脂(一种环氧改性的酚醛树脂)外，基本均采用酚醛树脂，并且基本树脂的配方和工艺均已定型。但是这里所说的结合剂是广义的，即除结合剂本身外还包括填料和添加剂，添加剂却是千变万化很有讲究的。添加剂的成分配方，实际代表什么只有砂轮制造厂掌握，其基本的结合剂却无多大的变化。某公司和其他砂轮制造厂在添加剂(填料)上专利非常之多，甚至到八十年代仍然层出不穷，值得我们特别注意。
最初砂轮所用填料是一些惰性物质，如粘土、燧石等，目的在于降成本。以后发现格陵兰产的冰晶石，一种铝氟化钠矿石，其主要成分为加进去后能大大改善磨削效率于是便很快在树脂砂轮中得到推广。应该指出的是到今天冰晶石仍然是主要的活性填料之一。在磨削界面的温度下，特别在存在碳和由于树脂分解而产生的水汽条件下，冰晶石可能热分解而产生氟氢酸，填料在磨削界面温度下参加反应。这些反应可以发生在两种或多种填料间，填料与结合剂间或填料与被磨金属表面间。这些反应可发生填料处于固态、熔化或分解状态时。通常使用多种填料的混合物，其中的一种填料起其他填料的易熔剂作用或与其他填料形成低熔点的共熔体。分解填料可能削弱结合剂从而使磨损的磨粒脱落，最大限度地减少砂轮滞钝和打滑。这种填料可以用于组织紧密的砂轮来提高金属切除率同时又保持适当的寿命。分解的填料可以提供效率更高的酸性磨削大气。试验证明在惰性大气例如：氨气下磨削效率是低的。众所周知使用能在磨削界面产生硫、氯或氟的填料可以提高磨削不锈钢的效率。由此可见，活性填料在磨削中所起的作用是非常复杂的，在很多方面仍有待探索，然而它的效果却是无庸置疑的。将各种专利填料的成分加以分析，发现它们中多数含有氟、氯．溴、硫锑，鍗或磷各元素。
磨具新产品研发与磨削技术的研究密不可分
研发新产品必须从客户需求出发，而客户需求就是对磨料磨具产品的磨削提出更高要求。
与过去传统的精磨工艺不同，高速磨削是一种金属切除率非常高的加工方法。如果回顾一下磨削技术的发展历史，不难发现高速磨削技术是从铜坯整修开始的。在翻造钢材的过程中，从浇锭到轧制，坯件的表面上会产生各种各样的缺陷，如裂纹、褶皱、缝隙、夹层等。如果不在下道工序前除去这些表面缺陷，势必严重地影响成品的质量。整修方法。过去采用冷凿，这种方法噪音大(如用气凿)、劳动强度高而且不彻底，无法得到高质量的最终成品。
二次大战后开始采用磨削工艺，从诺顿公司的专利题录看，五十年代前期集中精力于开拓这一新的应用领域，其内容包括设计制造出各种荒磨机床和高速砂轮。为了得到最高的磨削效率，机床一反传统的恒定磨削深度和走刀量的方式，而采用恒压(磨削法向力恒定)或恒功率(磨削切向力恒定)的设计。砂轮方面则通过采用高强度磨料，苯环树脂结合剂，热压制造方法和采用增强填料等一系列措施，使其工作速率从35—48m/s，提高到6O一80m/s。这些努力的结果非常成功，到六十年代初在工业发达国家的钢材整修和铸件清理上，磨削工艺已完全取代了冷凿工艺。到七十年代的中期，荒磨粗磨砂轮的年销售额已经和精磨砂轮并驾齐驱，荒磨机床的主轴功率巳高达近370KW。很明显，钻头磨槽的高速磨削技术正是在这个基础上发展起来的，因此在研制钻头磨槽的高速砂轮时，借鉴荒磨砂轮的经验是非常有益的。
日常生活中的新产品研发启示
日常生活中我们的经常会磨刀，磨刀时需要加水，而我们如果把磨削技术融入进去，我们会发现把用钝的菜刀，先放在盐水中泡20分钟，然后再磨，边磨边浇盐水。这样既容易磨，磨得锋利，又可延长菜刀的使用寿命.当然在企业研发产品过程中还要深入的分析其原因所在。个人原因分析)：1.由于盐的主要成份是NaCl，溶于水后可以分解出Clˉ，具有弱酸性，对钢铁有活化作用，便于磨蚀，达到锋利的目的。增加涩度;2.盐水有腐蚀性，可以将被磨表面微观高度上的高峰，通过腐蚀的办法去掉，提高了表面光洁度;3.在高速切削时，盐水能更快得带走热量。原理和淬火时的原理一样，能够快速消灭气泡，提高接触面积;4.盐水表面张力小，降低了刀与磨粒之间的距离，增加切削效率;5.磨料都是有气孔的，一旦气孔堵塞，磨刀时就“打滑”，切削力降低.而盐对很多金属有腐蚀性，磨刀时加盐水，磨下来的金属屑在磨具气孔中有一定的锈蚀性，由颗粒变成更小易清洗的颗粒或粉末，磨料气孔通畅，磨刀就容易了。估计此法对普通碳钢有效，对不锈钢类效果未必明显;6.由于盐的主要成份是NaCl，溶于水后可以分解出Clˉ，具有弱酸性，对钢铁有活化作用，便于磨蚀，达到锋利的目的。增加涩度;7.磨刀剪时，它的刃部要同磨刀石发生磨擦，这样就会生热而退火，因此，磨刀剪时要蘸上一些水来冷却。但是，水的沸点低，在磨刀时往往会由于磨擦所产生的热而局部蒸干，失失冷却作用，使得刀刃局部过热发生退火变软，影响刀刃的质量。食盐溶液的沸点高于水的沸点，而且它的温度比水低，因此，蘸盐水磨刀剪，不仅能起冷却作用，而且不易蒸干。所以，用盐水磨刀剪，磨出的刀刃质量较好。
销售工作在磨具新产品研发中的作用
研发新产品，销售工作有占有相当重要的地位.剑事磨料磨具技术信息咨询有限公司在与客户的合作中，会在业务方面提出如下几点，加强产品质量信息管理，从而达到持续稳定地改进产品质量，根据市场需要开发适销对路的产品。
1、销售制度
除制定提成工资管理办法，成本计价，奖励制度管理标准，具体细节规定外，还要求销售人员在不断提高磨具知识的学习，还要加强磨具选择方面的知识，这样才能更准确反馈回来对产品质量有价值的信息;
2、销售人员培训:
技术，质量与销售等专业培训;
3、销售渠道:
批发商(建立良好的朋友关系)，全国各地的经销商均保持有效沟通，掌握畅销产品市场用量与市场变化。
零售商方面.要与磨具磨料销售商，轴承销售商，柴油机销售商等交朋友，掌握全面信息。
磨具同行企业销售人员建立朋友关系:与钢球厂销售人员，砂轮厂销售人员，磨料设备结合剂模具窑炉工量器具等相关企业销售人员的交流，会让你掌握到不同市场不同企业的最新产品信息。
客户企业关系(建立与采购人员，技术人员，操作人员等各种人员关系):汽车厂，拖拉机厂，钢厂，机床厂，轴承厂，矿山机器，重机，柴油机，油泵油嘴厂，模具，工量器具刀具厂，五金厂等等，更要有详细的价格，人员变动，机器更换，生产状况，技术革新等方方面的信息。
贸易公司(建立朋友关系):外贸公司，国内贸易公司。经销磨料，辅料，设备等。了解国际市场的需求。
现介绍几种市场较好的有机磨具产品，可以作为企业的新产品开发方向:
树脂结合剂金刚石超簿切割砂轮片
这种切割片其厚度为0.04~0.3毫米不等.生产的因难在于其厚度比一张纸还要薄，而且厚薄的均匀要控制几微米之内;锯片还要不太柔软和有足够的刚性，足以切入坚硬的物质;它还必须有充分的强度，足以支承在高转速而磨耗率低等要求。要达到这样的要求，取决于所用的结合剂和工艺。
PVA砂轮.
PVA砂轮由于具有缓冲性和气孔的可调节性，在提高被加工工件的表面粗糙度等级方面，尤其在不改变原设备、原加工工艺的条件下，有一定的优越性。加工不锈钢时，表面粗糙度Ra最高达到0．01μm。加工38CrMoTi时，表面粗糙度Ra最高达到0．07μm。加工GCr15时，表面粗糙度Ra可以达到0．17μm。锌板的加工，表面粗糙度Ra可以达到0．7μm。加工印刷铜辊，表面粗糙度Ra达到0．02μm。
单层高温钎焊金刚石砂轮与单层高温钎焊CBN砂轮.
与传统的多层烧结超硬磨料工具和磨具的单层电镀超硬相比，钎焊超硬料工具具有以下特点：①磨料，钎料和基地之间实现化学冶金结合，以改善磨料，结合剂(钎焊合金材料)，基体三者间的结合力度和刀具寿命长;②磨料暴露高度大(高达高度磨料70%~~80%)，在某种程度上可与静电植砂的砂带相媲美的理想锋利效果;③由于砂轮更锋利，容屑空间大，不易堵塞，与电镀砂轮相同的条件下，磨削力，功率消耗，磨削温度更低，有人也提出可以实现接近冷态切削;④环境方面的意义，当前倡导的绿色制造，钎焊工艺代替传统的电镀砂轮是种无法抗拒的必然趋势。
高速树脂强力磨砂轮
磨削时间短，加工效率高：由于强力磨削一次切除量大，砂轮与工件接触弧比常规磨削接触弧长，金属去除率高，可由铸锻件毛坯直接磨削成形，从而缩短了磨削周期。同时，磨削深度大，工件往复的次数减少，节约了工作台换向和空磨时间，加工效率比普通磨削高3-5倍，使得强力磨削更能充分发挥机床设备与砂轮的潜力，提高工效。
砂轮不易破碎磨损、工具磨耗小：由于工作台进给速度低，磨削的厚度较薄，砂轮单颗有效磨粒上所承受的磨削力小，虽然砂轮轮廓的尖角部分受力较大，且结合软弱，但磨削力仍不足以使单颗磨粒产生破碎磨损，而只能产生磨损磨耗，能够较长久地保持砂轮的形状，从而保证工件较高的形状精度。当采用CBN砂轮时，可使工件的形状精度得到进一步提高。
工件精度稳定、加工精度高：由于砂轮上的磨粒是缓慢地逐步切入工件材料，可大大改善磨削条件，减少磨削振动。加工砂轮与工件接触弧长，可使磨削振动衰减，减少颤振，使工件表面波纹及表面应力减少，不易产生磨削裂纹。因此，工件的精度比较稳定，加工精度高，型面磨削精度可达2-51．zm，粗糙度一般可达Ra0．631．zm，有的可达a0．161．zm。
磨削力和磨削热较大：
缓进给磨削在加工淬硬材料、耐磨合金和陶瓷材料等难加工材料方面具有独特优势，且加工过程中不会产生毛刺。
工具费用低：
节约加工费用，缩短交货周期：
重负荷砂轮
重负荷砂轮主要使用树脂结合剂，树脂重负荷的磨削效率居其它各种磨具之首。它主要用于钢铁工业中对钢锭、钢坯、钢板的修磨以及各种铸件的表面清理等。故又把这种砂轮称之为荒磨砂轮或磨钢坯砂轮，它的发展依赖于钢铁工业的发展，以及相应的高效磨床的发展。
从前钢坯修磨作业采用陶瓷结合剂砂轮和树脂结合剂砂轮。由于陶瓷结合剂砂轮回转强度、冲击强度都不如树脂结合剂砂轮高，故后来逐步由树脂结合剂砂轮代替了陶瓷结合剂砂轮。
齿轮珩磨轮
珩磨轮是以金属或塑料作基体，采用白刚玉，铬刚玉，或绿碳化硅磨料，环氧树脂作结合剂，直接原模浇注成型的，专用于精加工淬火齿轮的磨具.
结束语
按一般规律，新产品上市后，随着技术扩散，市场逐渐趋于饱和，其生产成本不断降低，平均利润也逐步下降。所以任何一个磨具企业率先开发和引进最新技术成果，领先于其它竞争者，占据市场领导者的地位，处于有利的竞争地位，在市场上获得“先入为主”的优势，甚至在一定时期内独占市场。由于暂时没有或很少竞争者，该磨具企业可获得超额利润。
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