CN102896592A - 钎焊超硬磨料串珠磨料有序排布设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超硬磨料串珠有序化布料设备及方法，其中设备包括具有导轨的支架，在导轨上设置有一工作台，在支架上还设置有一电机，该电机通过一丝杠与工作台连接，在工作台上设置有一布料模具，在该布料模具上表面分布均匀的槽或孔阵，在支架上还设置有用于将串珠压紧并随布料模具同步转动的串珠调节驱动装置，串珠调节驱动装置包括自动归位机构、串珠安装机构以及压力机构。与现有技术相比，本发明采用丝杠直线进给与串珠调节驱动装置自转相结合的方式，将填充在布料模具上的磨料通过串珠的自转粘覆上去，这种结构不仅操作简单，同时具有磨料在串珠表面分布均匀的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种超硬磨料串珠有序化布料设备及布料方法，属于磨料磨具制造领域。
背景技术
在常规的单层钎焊金刚石工具中，金刚石是随机分布的。在磨削时，金刚石磨料富集的区域容屑空间减小，工具易堵塞，锋利度降低。金刚石磨料稀少的区域，单颗金刚石承受的工作负荷过大，易导致破碎或脱落，磨料利用率下降。因此，具有优化地貌的钎焊金刚石工具技术被发明并得以发展。
磨料有序排布技术是利用先进制造工艺使磨料在工具表面呈规则化、序列化分布的技术。根据金刚石粒度、制造方式的不同可将有序排布技术的实现方法分为复制技术、孔模板技术、激光焊接有序排布技术以及静电有序排布技术等。其中复制技术用于小粒度和微粉级金刚石工具的制造，其制造方法一般采用CVD技术，形成的是规则排布的金刚石薄膜层，工具基体可以是任意曲面；孔模板技术、激光焊接有序排布技术和静电有序排布技术用于大粒度金刚石(50/60目以下)工具的钎焊制造，金刚石磨粒多为单层固定间距排列，布料的表面一般为平面、圆柱面或圆锥面等。
目前，磨料有序排布技术的工业化进程加快，但是国内鲜见可以稳定生产的有序布料设备，而国外同行业的设备（韩国新韩金刚石工业公司研制出ARIX金刚石磨粒自动排布系统）多用于表面积较大的工具，针对绳锯串珠的布料设备和工艺研究皆处于初期阶段。
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的不足，而提供一种结构简单、布料均匀的钎焊超硬磨料串珠磨料有序排布设备及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种超硬磨料串珠有序化布料设备，包括具有导轨的支架，在所述的导轨上设置有一工作台，在支架上还设置有一电机，该电机通过一丝杠与所述的工作台连接，在所述的工作台上设置有一布料模具，在该布料模具上表面分布均匀的槽或孔阵，在所述的支架上还设置有用于将串珠压紧并随布料模具同步转动的串珠调节驱动装置，所述的串珠调节驱动装置包括自动归位机构、串珠安装机构以及压力机构，所述的自动归位机构固定在所述的支架上，所述的串珠安装机构上下可调的设置在所述的自动归位机构上，所述的压力机构的一端设置在自动归位机构，压力机构的另一端作用在所述的串珠安装机构上下压所述的串珠安装机构。
在所述的工作台的下端设置有滑块，该滑块位于所述的导轨上。
在所述的支架上还连接有一箱体，所述的自动归位机构固定在所述的箱体上。
所述的布料模具为具有弹性的模板结构，其表面布所述的槽或孔阵，模板结构的长度和宽度范围10mm到500mm，厚度范围1mm到30mm。
所述的串珠安装机构由轴承，芯棒和连接器组成，所述的连接器固定安装于轴承内孔，连接器通过螺纹或卡槽固定芯棒，芯棒材质为金属或非金属，芯棒直径范围1mm到20mm，长度范围10mm到500mm。
所述的自动归位机构由基座，定位销，弹簧和承压片组成，所述的基座为无盖箱式结构，其内部安装一组定位销，所述承压片为条状金属或非金属，所述的每组弹簧分别安装于定位销上，弹簧顶端安装一条承压片。
所述的压力机构为手动式、机械式、气动装置、液压装置或电磁动力。
一种超硬磨料串珠有序化布料设备的布料方法，包括以下步骤：
步骤一、将一组绳锯串珠按照相同的规律依次安装在串珠安装机构上，保证每个绳锯串珠皆安装牢固，并在每个绳锯串珠表面均匀涂覆一层粘结剂；
步骤二、利用布料模具将超硬磨料颗粒横向和纵向皆按照一定的间距均匀分布，将布料模具固定于工作台表面；
步骤三、将自动归位机构固定安装于箱体，将步骤一中已安装绳锯串珠的串珠安装机构安装于自动归位机构，调整布料模具与串珠安装机构之间的位置，使绳锯串珠处于布料模具进给方向初始端。
步骤四、通过压力机构对串珠安装机构两端轴承施加一定压力，将串珠安装机构压入自动归位机构，保证该组绳锯串珠与布料模具表面均匀排布的金刚石磨料充分接触。
步骤五、利用控制器启动电机，通过减速器带动丝杠旋转，实现工作台和布料模具的匀速进给运动，同时绳锯串珠通过与布料模具之间的摩擦力匀速旋转，绳锯串珠表面粘结剂将均匀排布的磨料粘结在串珠表面。
步骤六、设定控制器使绳锯串珠恰好旋转一周时停止电机，松开压力机构，自动归位机构将串珠安装机构归位，绳锯串珠远离布料模具，取下串珠安装机构并取下均匀布料的绳锯串珠。
超硬磨料为金刚石、CBN、硬质合金颗粒其中一种，或其组合的一种。
粘结剂为压敏胶，为天然橡胶型、合成橡胶型、丙烯酸类、有机硅类以及聚氨酯类的其中一种。
与现有技术相比，本发明采用丝杠直线进给与串珠调节驱动装置自转相结合的方式，将填充在布料模具上的磨料通过串珠的自转粘覆上去，这种结构不仅操作简单，同时具有磨料在串珠表面分布均匀的特点。压力机构的设计通过施压动力的不同，可以实现自动化和半自动化的转变，可以适用不同生产条件的需求。通过改变布料模具可以实现工具表面磨料排布的方式及浓度的多种变化，可以适合不同的市场需求。本发明中串珠安装机构的尺寸可以根据串珠的尺寸要求进行调整，亦可适应不同产品尺寸的生产需求。另外，本发明中的部件多为完整且独立的机构，每个独立的机构皆可进行改进和选配，经济、高效并且可以实现部分的柔性制造。
附图说明
图1为本发明装置的正视图；
图2为本发明装置的俯视图；
图3为串珠调节驱动装置的正视图
图4为图3的A-A剖视图。
其中：1、电机，2、减速器，3、控制器，4、丝杠，5、工作台，6、布料模具，7、串珠安装机构，7-a、轴承，7-b、连接器，7-c、芯棒，8、自动归位机构，8-a、基座，8-b、定位销，8-c、弹簧，8-d、承压片，9、导轨，10、支架，11、滑块，12、压力机构，13、箱体，14、绳锯串珠。
具体实施方式
下面结合附图，本发明作详细说明：
如图1、图2所示，一种超硬磨料串珠有序化布料设备，包括电机1，减速,2，控制器3，丝杠4，工作台5，布料模具6，串珠调节驱动装置，导轨9，支架10，滑块11，箱体13以及绳锯串珠14。其中布料模具为具有弹性的模板结构，其表面布有规则的分布均匀的槽或孔阵，其长度和宽度范围10mm到1000mm，厚度范围1mm到30mm。
其中串珠安装机构由轴承，芯棒和轴承固定器组成，轴承安装于轴承固定器，轴承固定器通过螺纹或卡槽固定心轴，心轴直径范围1mm到20mm，长度范围10mm到500mm。
如图3、图4所示，串珠调节驱动装置包括自动归位机构8、串珠安装机构7以及压力机构12，串珠安装机构由轴承，芯棒和连接器组成，连接器固定安装于轴承内孔，连接器通过螺纹或卡槽固定芯棒，芯棒材质为金属或非金属，芯棒直径范围1mm到20mm，长度范围10mm到500mm。自动归位机构由基座，定位销，弹簧和承压片组成，基座为无盖箱式结构，其内部安装一组定位销，所述承压片为条状金属或非金属，所述的每组弹簧分别安装于定位销上，弹簧顶端安装一条承压片。压力机构为手动式、机械式、气动装置、液压装置或电磁动力。
其中自动归位机构外部压力撤消后可以恢复到初始状态。其中压力机构将压力平稳加载于串珠安装机构两端的轴承。其中绳锯串珠包括钢、钨、钼、铜元素组成的一种，形状可以为圆柱形、圆锥形、曲面圆柱形等组成的其中一种，串珠外径为1mm到200mm，内径为0.5mm到160mm。
本发明超硬磨料串珠有序化布料方法，包括以下操作步骤：
（1）将一组绳锯串珠14按照相同的规律依次按照在串珠安装机构7上，保证每个绳锯串珠14皆安装牢固，并在每个绳锯串珠14表面均匀涂覆一层粘结剂。
（2）利用布料模具6将超硬磨料颗粒横向和纵向皆按照一定的间距均匀分布，将布料模具6固定于工作台5表面。
（3）将自动归位机构7固定安装于箱体13，将步骤（1）中已安装绳锯串珠14的串珠安装机构7安装于自动归位机构8，调整布料模具6与串珠安装机构7之间的位置，使绳锯串珠14处于布料模具6进给方向一端。
（4）加载一定的机械力按压压力机构12，利用其将串珠安装机构7压入自动归位机构8，保证该组绳锯串珠14与布料模具6表面均匀排布的金刚石磨料充分接触。
（5）利用控制器3启动电机1，通过减速器2带动丝杠4旋转，实现工作台5和布料模具6的匀速进给运动，同时绳锯串珠14通过与布料模具6之间的摩擦力均匀旋转，绳锯串珠14表面粘结剂将均匀排布的磨料粘结在串珠表面。
（6）设定控制器3使绳锯串珠14恰好旋转一周时停止电机1，松开压力机构12，自动归位机构12将串珠安装机构7归位，绳锯串珠14远离布料模具6，取下串珠安装机构7并取下均匀布料的绳锯串珠14。
至此，绳锯串珠的有序化布料过程结束。
Claims (10)
1.一种超硬磨料串珠有序化布料设备，包括具有导轨（9）的支架（10），在所述的导轨（9）上设置有工作台（5），在支架（10）上还设置有电机（1），该电机（1）通过丝杠（4）与所述的工作台（5）连接，其特征在于：在所述的工作台上固定布料模具（6），在该布料模具上表面分布均匀的规则排布的槽或孔阵，在所述的支架（10）上还设置有用于将串珠压紧并随布料模具的运动而同步转动的串珠调节驱动装置，所述的串珠调节驱动装置包括自动归位机构（8）、串珠安装机构（7）以及压力机构（12），所述的自动归位机构（8）固定在所述的支架（10）上，所述的串珠安装机构（7）上下可调的设置在所述的自动归位机构（8）上，所述的压力机构（12）的一端设置在自动归位机构（8），压力机构（12）的另一端作用在所述的串珠安装机构（7）上并可以施加一定压力于所述的串珠安装机构（7）。
2.根据权利要求1所述的超硬磨料串珠有序化布料设备，其特征在于：在所述的工作台（5）的下端设置有滑块（11），该滑块（11）安装于所述的导轨（9）上。
3.根据权利要求1所述的超硬磨料串珠有序化布料设备，其特征在于：在所述的支架（10）上还连接有一箱体（13），所述的自动归位机构（8）固定在所述的箱体（13）上。
4.根据权利要求1所述的超硬磨料串珠有序化布料设备，其特征在于：所述的布料模具为具有弹性的模板结构，其表面布有槽或孔阵，模板结构的长度和宽度范围10mm到500mm，厚度范围1mm到30mm。
5.根据权利要求1所述的超硬磨料串珠有序化布料设备，其特征在于：所述的串珠安装机构由轴承，芯棒和连接器组成，所述的连接器固定安装于轴承内孔，连接器通过螺纹或卡槽固定芯棒，芯棒材质为金属或非金属，芯棒直径范围1mm到20mm，长度范围10mm到500mm。
6.根据权利要求1所述的超硬磨料串珠有序化布料设备，其特征在于：所述的自动归位机构由基座，定位销，弹簧和承压片组成，所述的基座为无盖箱式结构，基座内部安装一组定位销，所述承压片为条状金属或非金属，所述的每组弹簧分别安装于定位销上，弹簧顶端安装一条承压片。
7.根据权利要求1所述的超硬磨料串珠有序化布料设备，其特征在于：所述的压力机构为手动式，机械式、气动装置、液压装置或电磁动力。
8.一种采用权利要求1所述的超硬磨料串珠有序化布料设备的布料方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将一组绳锯串珠按照相同的规律依次安装在串珠安装机构上，保证每个绳锯串珠皆安装牢固，并在每个绳锯串珠表面均匀涂覆一层粘结剂；
步骤二、利用布料模具将超硬磨料颗粒横向和纵向皆按照一定的间距均匀分布，将布料模具固定于工作台表面；
步骤三、将自动归位机构固定安装于箱体，将步骤一中已安装绳锯串珠的串珠安装机构安装于自动归位机构，调整布料模具与串珠安装机构之间的位置，使绳锯串珠处于布料模具进给方向初始端；
步骤四、通过压力机构对串珠安装机构两端轴承施加一定压力，将串珠安装机构压入自动归位机构，保证该组绳锯串珠与布料模具表面均匀排布的金刚石磨料充分接触；
步骤五、利用控制器启动电机，通过减速器带动丝杠旋转，实现工作台和布料模具的匀速进给运动，同时绳锯串珠通过与布料模具之间的摩擦力匀速旋转，绳锯串珠表面粘结剂将均匀排布的磨料粘结在串珠表面；
步骤六、设定控制器使绳锯串珠恰好旋转一周时停止电机，松开压力机构，自动归位机构将串珠安装机构归位，绳锯串珠远离布料模具，取下串珠安装机构并取下均匀布料的绳锯串珠。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：超硬磨料为金刚石、CBN、硬质合金颗粒其中一种，或其组合的一种。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：粘结剂为压敏胶，为天然橡胶型、合成橡胶型、丙烯酸类、有机硅类以及聚氨酯类的其中一种。
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| CN106735251A (zh) * | 2017-02-06 | 2017-05-31 | 吉林大学 | 金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置和实验方法 |
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