CN102896373B - 超硬磨料线锯磨料有序排布设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超硬磨料螺旋形有序排布设备与方法，其中设备包括金属丝以及依次穿过金属丝的设置在前端的涂胶装置、设置在中部的磨料涂覆装置和设置在后端的粉料涂覆装置，在涂胶装置和磨料涂覆装置之间还设置有一绕线回转装置，在磨料涂覆装置和粉料涂覆装置之间还设置有一放线回转装置，在绕线回转装置和放线回转装置之间连接有一绕线，该绕线均匀的绕制在金属丝上并从磨料涂覆装置中穿过。与现有技术相比，本发明通过绕线回转装置以及放线回转装置的同步转动实现在金属丝进给的过程中，绕线能同步在金属丝上均匀绕出螺旋，从而使得磨料涂覆装置能在螺旋的间隔内涂覆磨料。

Description

超硬磨料线锯磨料有序排布设备与方法

技术领域

本发明属于超硬磨料磨具领域，特别适用于金属丝及金属棒表面磨料的螺旋形有序排布。

背景技术

超硬磨料线锯多用于硬脆材料、金属板材等材料的成型切割，切割精度高，应用前景广，是一种市场潜力巨大的工具。固结超硬磨料线锯其切割主体为排布于线锯表面的超硬磨粒，超硬磨粒的种类，粒度，晶型及其在线锯基体表面的排布方式决定了线锯的加工性能。通过在线锯表面进行磨料有序排布往往能提高其的加工效率及加工质量，并可改善线锯的排屑性能。

日本碍子株式会社发明了一种线锯装置（CN 100358697C），该装置利用用钢丝加加工液进行切割加工。此类发明是光丝加切削液线切割技术的代表，这项技术主要不足之处在于加工效率低。

我国台湾宋健民博士发明了一种超级磨料线锯的制造方法（CN 1852796B），利用该方法制得的超硬磨料线锯突破了光丝切割的限制，实现了固结磨料线切割技术的发展。但是该方案实现的线锯不具备磨料排布优化，很难克服排屑困难的缺点。

该发明所提及的超硬磨料螺旋形有序排布方法可参考发明专利“磨料呈螺旋形有序排布的钎焊金刚石线锯及其制作工艺”（CN 101704276B）。在此专利基础上发明了实现该线锯制作的设备及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题而提出一种结构巧妙、操作简单的超硬磨料线锯磨料有序排布设备与方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种超硬磨料螺旋形有序排布设备，包括金属丝以及依次穿过金属丝的设置在前端的涂胶装置、设置在中部的磨料涂覆装置和设置在后端的粉料涂覆装置，其特征在于：在所述的涂胶装置和磨料涂覆装置之间还设置有一绕线回转装置，在所述的磨料涂覆装置和粉料涂覆装置之间还设置有一放线回转装置，在所述的绕线回转装置和放线回转装置之间连接有一绕线，该绕线均匀的绕制在所述的金属丝上并从所述的磨料涂覆装置中穿过。

在所述的绕线回转装置和放线回转装置均设置有一长度调节装置，所述的绕线连接在两个长度调节装置上。

在所述的绕线回转装置和放线回转装置上均连接有电机驱动机构。

所述的涂胶装置包括一个或数个粘结剂容器和涂覆触头，涂胶装置以金属线为轴心旋转。

其中金属丝为钢、钨、钼或铜元素中的一种，金属丝直径为0.1mm到20mm。

绕线为金属线或非金属线，绕线直径为0.05mm到20mm。

一种超硬磨料螺旋形排布的方法，包括以下步骤：

（1）金属丝张紧，依次穿过绕线回转机构、放线回转机构和粉料涂覆机构；

（2）将绕线一端固定于绕线回转机构长度调节装置的末端，并将绕线均匀绕在金属丝上，绕线另一端固定于放线回转机构长度调节装置末端，依次安装磨料涂覆机构和涂胶装置；

（3）操作控制柜启动电机，通过减速器和传动装置带动收线回转装置和放线回转装置同时等速转动，同时金属丝以匹配的速度匀速进给，涂胶装置亦开始将粘结剂均匀涂覆于金属丝的表面；

（4）涂有粘结剂的金属丝通过磨料涂覆装置时，其表面绕线间隔的缝隙内布满磨料颗粒，金属丝通过放线回转机构时，绕线撤下，金属丝表面布满呈螺旋形排布的磨料；

（5）表面布有螺旋形磨料的金属丝通过粉料涂覆装置，金属丝表面均匀涂覆一层粉末状焊料形成复合体。

其中复合体表面磨料至少60%被粉末状焊料包埋。

金属丝的进给速度v和收线回转装置以及放线回转装置的转速ω存在以下关系：

$\tan \mathrm{\α}=\frac{2v}{\mathrm{\ωd}}$

其中：d=(d1+d2)/2，d1为金属丝直径，d2为绕线后外径，α为绕线螺旋升角，P为绕线螺距。

$P=v\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\ω}}$

又知：

P=πd tanα

则：

$v\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\ω}}=\mathrm{\π}d\tan \mathrm{\α}$

即：

$\tan \mathrm{\α}=\frac{2v}{\mathrm{\ωd}}$

其中：d=(d1+d2)/2。

由以上推算可知，绕线的螺旋升角α与螺距P是由绕线的角速度ω及金属丝轴向移动速度v共同决定的，通过确定绕线的角速度ω及金属丝轴向移动速度v即可控制磨料螺旋形排布的形状和螺距。

与现有技术相比，本发明在涂胶装置和磨料涂覆装置之间设置绕线回转装置，在磨料涂覆装置和粉料涂覆装置之间设置放线回转装置，在绕线回转装置和放线回转装置之间连接绕线，并将绕线均匀的绕制在金属丝上并穿过磨料涂覆装置，通过绕线回转装置以及放线回转装置的同步转动实现在金属丝进给的过程中，绕线能同步在金属丝上均匀绕出螺旋，从而使得磨料涂覆装置能在螺旋的间隔内涂覆磨料。

附图说明

图1为磨料有序排布机构示意图。

其中：1-金属丝，2-涂胶装置，3-绕线回转装置，4-长度调节装置，5-磨料涂覆装置，6-绕线，7-长度调节装置，8-放线回转装置，9-粉料涂覆装置，10-复合体，11-控制柜，12-电机，13-减速器，14-传动装置。

具体实施方式

本发明是一种通用的磨料螺旋形有序排布机构。以其涉及到的固结磨料工具包括线锯、磨棍等任意一种为例，其磨料螺旋形有序排布都可以按照下述方式组织实施：

如图1所示，本发明超硬磨料螺旋形有序排布设备，包括金属丝1以及依次穿过金属丝的设置在前端的涂胶装置2、设置在中部的磨料涂覆装置5和设置在后端的粉料涂覆装置9，其特征在于：在所述的涂胶装置2和磨料涂覆装置5之间还设置有一绕线回转装置3，在所述的磨料涂覆装置5和粉料涂覆装置9之间还设置有一放线回转装置8，在绕线回转装置3和放线回转装置8均设置有一长度调节装置，绕线6连接在两个长度调节装置上，该绕线6均匀的绕制在金属丝1上并从所述的磨料涂覆装置5中穿过。绕线回转装置3和放线回转装置8均由电机12驱动。

本发明螺旋形有序排布的方法是：

1、金属丝1张紧，依次穿过绕线回转机构3、放线回转机构8和粉料涂覆机构9。

2、将绕线6一端固定于绕线回转机构3的长度调节装置4的末端，并将绕线6均匀绕在金属丝1上，绕线6另一端固定于放线回转装置8的长度调节装置7末端，依次安装磨料涂覆机构5和涂胶装置2。

3、操作控制柜11启动电机12，通过减速器13和传动装置14带动绕线回转装置3和放线回转装置8同时等速转动，同时金属丝1以匹配的速度匀速进给，同时涂胶装置2将粘结剂均匀涂覆于金属丝1的表面。

4、涂有粘结剂的金属丝1通过磨料涂覆装置5时，其表面绕线6间隔的缝隙内布满磨料颗粒，金属丝1通过放线回转机构8时，表面布满呈螺旋形排布的磨料。

5、表面布有螺旋形排布磨料的金属丝1通过粉料涂覆装置9，金属丝表面磨料周围均匀涂覆一层粉状焊料形成复合体。

Claims (9)

1.一种超硬磨料螺旋形有序排布设备，包括金属丝以及所述金属丝依次穿过的设置在前端的涂胶装置（2）、设置在中部的磨料涂覆装置（5）和设置在后端的粉料涂覆装置（9），其特征在于：在所述的涂胶装置（2）和磨料涂覆装置（5）之间还设置有一绕线回转装置（3），在所述的磨料涂覆装置（5）和粉料涂覆装置（9）之间还设置有一放线回转装置（8），在所述的绕线回转装置（3）和放线回转装置（8）之间连接有一绕线（6），该绕线（6）均匀的绕制在所述的金属丝上并从所述的磨料涂覆装置（5）中穿过。

2.根据权利要求1 所述的超硬磨料螺旋形有序排布设备，其特征在于：在所述的绕线回转装置（3）和放线回转装置（8）均设置有一长度调节装置，所述的绕线连接在两个长度调节装置上。

3.根据权利要求1 或2 所述的超硬磨料螺旋形有序排布设备，其特征在于：在所述的绕线回转装置（3）和放线回转装置（8）上均连接有电机驱动机构。

4.根据权利要求3 所述的超硬磨料螺旋形有序排布设备，其特征在于：所述的涂胶装置包括一个或数个粘结剂容器和涂覆触头，涂胶装置以金属丝为轴心旋转。

5.根据权利要求1 所述的超硬磨料螺旋形有序排布设备，其特征在于：其中金属丝材质为钢、钨、钼或铜元素中的一种，金属丝直径为0.1mm 到20mm。

6.根据权利要求1 所述的超硬磨料螺旋形有序排布设备，其特征在于：绕线为金属线或非金属线，绕线直径为0.05mm 到20mm。

7.一种采用权利要求1 所述的超硬磨料螺旋形有序排布设备形成超硬磨料螺旋形排布的方法，其包括以下步骤：

（1）金属丝张紧，依次穿过绕线回转装置、放线回转装置和粉料涂覆装置；

（2）将绕线一端固定于绕线回转装置长度调节装置的末端，并将绕线均匀绕在金属丝上，绕线另一端固定于放线回转装置长度调节装置末端，依次安装磨料涂覆装置和涂胶装置；

（3）操作控制柜启动电机，通过减速器和传动装置带动绕线回转装置和放线回转装置同时等速转动，同时金属丝以匹配的速度匀速进给，涂胶装置亦开始将粘结剂均匀涂覆于金属丝的表面；

（4）涂有粘结剂的金属丝通过磨料涂覆装置时，其表面绕线间隔的缝隙内布满磨料颗粒，金属丝通过放线回转装置时，绕线撤下，金属丝表面布满呈螺旋形排布的磨料；

（5）表面布有螺旋形磨料的金属丝通过粉料涂覆装置，金属丝表面均匀涂覆一层粉末状焊料形成复合体。

8.根据权利要求7 所述的方法，其特征在于：其中复合体表面磨料至少60% 被粉末状焊料包埋。

9.根据权利要求7 所述的方法，其特征在于：金属丝的进给速度v 和绕线回转装置以及放线回转装置的转速ω 存在以下关系：

其中：d=(d1+d2)/2，d1 为金属丝直径，d2 为绕线后外径，α 为绕线螺旋升角。