ZnO电阻片磨片工序的工艺创新

ZnO电阻片磨片工序的工艺创新

——M76—350双端面通过式自动磨片机

王崇新沈锋

（上海电瓷厂200241）

『提要』

本文分析了ZnO电阻片的磨片工序中对电阻片使用磨削工艺比研磨工艺更合理有效。

M76—350双端面通过式自动磨片机磨削电阻片的效率、成本、电性能等综合指标都优于传统的研磨机。

并对适用于电阻片磨削加工的金刚石砂轮进行介绍。

『关键词』ZnO电阻片磨片金刚石砂轮

磨片工序是ZnO电阻片（以下简称阀片）制造工序中一个不可忽视的环节。该工序主要作用是将烧成后的阀片上、下端面，磨削平整并达到相应的厚度，端面的表面粗糙度能有利于喷铝工序的工艺要求。

一、目前阀片磨片工序中的研磨设备使用情况

国内大多数阀片生产厂家进行磨片工序，都采用双面研磨机（以下简称研磨机），作为加工设备。研磨机原先主要是半导体行业用，硅锗片的精密研磨，使用时在上、下磨盘上涂抹少量的研磨膏成品，使加工元件能获得较高的平行度和较高的表面粗糙度，是属于精密研磨范畴的研磨设备。因研磨介质是研磨膏体，所以对研磨机的内外齿轮，及上、下磨盘的磨损很微小，如选用合适的研磨膏体，该设备还

可以对元件起到抛光作用。

但阀片制造行业，从使用研磨机研磨阀片的情况看，实在是精机粗用了会导致研磨机的维修工作量增加，磨片的质量也因蹦边掉角和侧面高阻层得不到保护而受到影响，磨片成本高，间隙式操作不但效率低，而阀片厚度也不容易控制，就很容易形成阀片制造过程中的瓶颈工序。造成原因有以下几条：

1．研磨阀片时，因不用精密的成品研磨膏，而是用80目左右的碳化硅研磨砂。将研磨砂和水搅拌混合一起灌入上、下磨盘间，带砂液体无孔不入，流入内外齿轮和行星轮，时间长了还会经过主轴转动进入主轴箱体内的蜗轮蜗杆。研磨砂在研磨阀片二个端面的同时也间接研磨上、下磨盘、内外齿轮、行星轮和主转动轴箱内的蜗轮、蜗杆，将这些机械零件变成了特别容易损坏的易损件，维修工作量也就可想而知了。

2、为增加研磨效率，在上、下磨盘上加工了纵横交错的很多沟槽由于沟槽的顶角和阀片圆周角有周期性的碰撞，尤其开始时阀片还不平整，更容易造成边角的蹦掉现象，严重影响外观质量。

3、为了使阀片能自转，由行星轮板带动，阀片侧面和行星轮板内孔产生相对的滑动，使涂覆在阀片侧面上的高阻层磨损而影响性能。因此，不得不要给每片阀片套上防护圈，研磨后又要卸掉，降低了磨片效率。

4、研磨阀片的厚度，靠时间多少来模拟估算的。因每次加装砂量不等，砂中含新砂量也不同，即使用等同的时间也很难磨出相同厚

度的阀片来，这样势必影响直流1mA的电压。要想将直流1mA电压值范围控制的窄些就更加困难了。

5．每台研磨机一年约用5000公斤碳化硅研磨砂，重复利用率很低，流入下水道污染环境，也容易堵塞下水道，加大了清除疏通的工作量。

二、新型磨片机——M76—350 ZnO阀片双端面通过式自动磨片机（以下简称新型自动磨片机）

我们认为，研磨和磨削是两种不同加工工艺。

研磨：对工件去除极其微量的表面余量。使用不同粗细牌号的研磨膏对工件研磨、抛光使表面获得较高的平行度和粗糙度。

磨削：对工件以去除较多表面余量为主要目的。类似于切削方法，只是用砂轮作为刀具进行磨削，使工件去除较多的表面余量并获得带有磨削痕迹的表面。阀片的磨片工序，主要将阀片烧结收缩时产生的端面变形和坯件周边的倒角等磨掉，又为了得到相应的阀片厚度以保证压敏电压也要磨削，磨削量相对要多一些，所以阀片磨片工序应是磨削而不应研磨。在目前市场尚无适合阀片的磨片机，我们就自行设计制造适用ZnO电阻片行业磨片工序的高效专用设备。

据国外资料和轴承制造行业加工轴承两个端面的设备启发。以及长期使用，维修研磨机的体会。我厂自主开发了适合阀片磨削工艺的M76—350ZnO阀片双端面通过式自动磨片机。

该机的设计指导思想：立足于提高阀片的外观质量，以求得棱角完整，提高磨片工序的效率，降低磨片工序的成本支出，节能环保尽

量避免维修。

通过式磨削原理示意俯视图如下：

通过式磨削工艺：是由二只转速相同，转向相反的金刚石砂轮①②，并同时作用于阀片③上的旋转力相互抵消，使阀片不转动。阀片在输送带④的推动下，依次排列连续直线地通过金刚石砂轮①②之间，而获得磨削地目的。

从通过式磨削原理上分析，这就从根本上克服传统研磨机间隙式操作和周期性碰撞问题。由于连续高效磨片，阀片生产效率高、厚度控制一致性好。磨削时阀片不转动有效保护侧面高阻层的完好。

要使这些适用的特点在新型自动磨片机上实现，在设计上就要对通过式自动送料系统、数字显示进给装置、金刚石砂轮、主轴稳定性等方面进行创新思考。使这些方面的功能都能满足阀片磨削的特殊要求。下面对这些方面的创新点分别简述。

1、通过式自动送料系统

通过式自动送料系统有喂料装置、输送装置、导轨和调节支架组成。如示意图所示：

由于阀片磨片工作量很大，为提高生产效率该机设计了自动喂料系统。即将码放堆好的阀片放在料斗①内，喂料电机②能按照加工节拍将阀片一片一片的喂入到输送装置③中去。再由输送带③将阀片沿导轨⑥推入到砂轮⑤中去进行磨削。

输送装置③有一对主、被动输送带组成。主动输送带运行速度可无级调速，保证能得到最佳的磨削推进量。被动输送带能起到调节阀片厚薄和输送力大小等作用。

导轨⑥安装在调节支架④上，可视阀片的直径大小调整上、下导轨的距离。便于阀片沿导轨⑥进入砂轮⑤，经磨削后又沿着导轨⑥被送出。

导轨⑥设有几种宽度系列，便于磨削不同厚度阀片选用。

2、数字显示进给装置

砂轮的进给磨削使阀片达到相应的厚度。由于直流1mA电压和阀片的厚度成线性比例关系，一般为了达到阀片直流1mA电压，也可以利用阀片的厚薄进行微调，所以对阀片厚度的控制就显得尤为重

要。考虑到这个要求在设计砂轮进给量时，运用数显表能直接读出0.01mm精度的功能，便于砂轮进给磨削对阀片厚度能精确的得到控制。

这功能实际上也起到阀片厚度值的直接显示作用。避免操作工人满手是水和研磨砂，对游标卡尺的损坏，也防止对卡尺刻度值读错机会的发生。现在操作工一看数显表就知晓阀片经磨削后的实际厚度是多少。如果要增减阀片厚度能直观的操作进给手轮，看着数显表上的数值后方便正确的实现，提高了磨片工作效率。

另外，进给装置有手动和电动两种操作，由于采用特殊机械结构，手动和电动转换能自动实现，用不着以往的要用换档手柄来分离结合等操作顺序，使操作方便自如。

3、金刚石砂轮

选用合适的金刚石砂轮是双端面通过式自动磨片机成败的关键。它直接影响被加工阀片的质量和产量，而金刚石砂轮技术参数的合理选用，又左右着阀片的磨削质量和加工成本。可见金刚石砂轮重要性，根据磨削工件的材料和磨削方式，选用不同种类的金刚石和结合剂。我们在开发新型自动磨片机同时也就金刚石砂轮进行了以下方面的了解。

⑴金刚石是世界上最硬的材料，所以金刚石砂轮是磨削陶瓷等硬度高脆性大的非金属材料最佳磨具，因其制造工艺不同，其晶体形态、颗粒粗细也不同，也令金刚石有不同的强度、热稳定性和破碎特性。

⑵粒度