CN106064354B - 金刚石磨料排布系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金刚石磨料排布系统，属于磨削工具制造的技术领域。本发明的金刚石磨料排布系统，包括取料装置和工作台，所述取料装置包括腔体，所述腔体的上部通过抽气口连接真空装置，所述腔体的下部固定安装有排布模板组件，所述排布模板组件包括铁磁性排布孔板、高弹性板和安装板，所述排布孔板的边缘粘结在高弹性板上，所述高弹性板安装在所述安装板上；所述铁磁性排布孔板上设置有多个用于吸附固定金刚石磨料的孔。本发明的金刚石磨料排布系统通过设置铁磁性排布孔板，不仅可以省略振动器，而且显著提高了排布精度。

Description

金刚石磨料排布系统

技术领域

本发明涉及磨削工具制造的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种金刚石磨料排布系统。

背景技术

花岗岩、大理石、混凝土、沥青等材料是采用金刚石锯片切割的典型例子。金刚石锯片在锯片基体周边上有着金刚石磨料的切削层。锯片刀头通常由金刚石颗粒和把持住金刚石的金属胎体组成。目前，金刚石锯片刀头普遍采用的生产工艺：将金属结合剂(如铁粉、铜粉、锡粉、镍粉、钴粉等)加上一定浓度的金刚石，采用机械混料的方式，将金刚石与金属结合剂混合在一起，装入模具内进行制坯和烧结。该工艺存在以下问题：(1)机械混料无法保证金刚石磨料在金属结合剂中均匀分布，致使一些区域金刚石磨料浓度过高，一些区域过低，一些区域无金刚石磨料；(2)因金刚石磨料分布不均，锯片切割效能下降，金刚石磨料浓度高的区域切割阻力大，切屑易堵塞，切割效率低。在金刚石稀少区，金刚石也不能有效锯切，由于承受工作负荷过大，冲击力大，金刚石易于破碎与脱落。无金刚石的区域，结合剂磨损快，切割阻力大；(3)因切割阻力大，切割温度高，结合剂与金刚石易烧伤。总之，金刚石磨料在刀头中的无序排布常导致锯片切割效率低、切割寿命短、切割质量差等问题。采用制粒工艺后，虽然金刚石磨料的分布有所改善，但是仍然不能从根本上解决问题。

近年来，在金刚石工具行业中，推出了刀头金刚石磨料有序排布的新工艺，提高了锯切效率，延长了工具寿命。同时，可节约金刚石，降低金刚石浓度，节约了成本。韩国新韩(Shinhan)金刚石工业公司开发的ARIX自动排布系统，可在刀头中均匀有序排布金刚石磨料。其工艺是在压制胎体薄坯的同时，在薄坯中冲出有序排布的孔，然后将金刚石磨料填充到孔中。该工艺自动化程度高，但由于是逐片排布，生产效率低，另外，设备价格昂贵，不易推广。我国台湾省的中国砂轮公司宋健民博士首先将金刚石有序排布应用于锯片刀头，其提出的专利技术(U.S.6039641)是用模板法实施金刚石磨料的有序排布。该法的第一步：将胎体粉末混合均匀，加上适当的有机粘结剂和溶剂的混合物，做成“面团”，然后通过滚压的方法做成薄层。第二步，按金刚石磨料的粒径与排布方式制作带有通孔的模板，孔径大于单颗金刚石粒径，小于两颗金刚石磨料粒径和，确保单颗金刚石进入模板孔中，模板厚度为金刚石平均粒径的1/3-2/3。第三步，将金刚石布于模板通孔中。第四步，移去模板，孔中的金刚石落在薄层的表面，形成有序排布阵列，多余的金刚石随同模板一起移去。第五步，用平钢板将金刚石压入胎体薄层中。该工艺可精确有序排布金刚石磨料，但每道工序人工操作，费时费力，效率低。瑞士ETH机床与加工研究所G.Burkhard博士提出的专利技术(EP1208345A)是利用点胶工艺排布磨料，点胶装置由贮胶瓶、输胶管、微计量头组成，当施加一个电压脉冲，微计量头排出一个胶滴，可有序排布胶点，然后将金刚石撒布在胶滴上，形成金刚石的有序排布。该工艺生产效率低，一个胶滴易粘附不等的磨料数，排布精度差。本申请的申请人提出的专利技术CN101786263B公开了一种金刚石磨料有序排布系统，其设置有排布孔板，并利用真空吸附和解吸附，以及振动方式来布置金刚石磨料，虽然振动会帮助金刚石磨料从排布孔板上脱离，减少漏排，但同时也会降低排布精度。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种金刚石磨料排布系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明所述的金刚石磨料排布系统，包括取料装置和工作台，所述取料装置包括腔体，所述腔体的上部通过抽气口连接真空装置，所述腔体的下部固定安装有排布模板组件，其特征在于：所述排布模板组件包括铁磁性排布孔板、高弹性板和安装板，所述排布孔板的边缘粘结在高弹性板上，所述高弹性板安装在所述安装板上；所述铁磁性排布孔板上设置有多个用于吸附固定金刚石磨料的孔。

其中，所述工作台上设置有电磁铁。

其中，所述铁磁性排布孔板上设置有多个有序排列的多个用于吸附固定金刚石磨料的孔。

其中，所述排布模板组件的安装板通过螺钉安装在所述腔体的底部。

其中，所述铁磁性排布孔板的孔径为金刚石磨料平均粒径的1/3～1/2，较佳地，所述铁磁性排布孔板的孔径为金刚石磨料平均粒径的1/3。

其中，所述工作台内嵌有多个可通电的电磁铁组件。

本发明的第二方面还涉及一种金刚石磨料的有序排布方法，其利用上述金刚石磨料排布系统。

具体来说，本发明所述的有序排布方法包括以下步骤：

①将胎体金属粉末冷压成冷压坯体；

②将冷压坯体设置在工作台的上表面上；

③在冷压坯体上表面涮涂压敏胶；

④对取料装置进行抽真空，将金刚石磨料吸附固定于铁磁性排布孔板的孔中；

⑤将所述电磁铁通电，使得铁磁性排布孔板靠近所述冷压坯体，并使所述金刚石磨料与所述压敏胶接触；

⑥将所述电磁铁断电，并破真空使得所述金刚石磨料与铁磁性排布孔板分离，从而将所述金刚石磨料留在所述压敏胶上。

其中，所述步骤②、步骤③的先后顺序可以互换，步骤④与步骤①、步骤②、步骤③的先后顺序可以互换。

与最接近的现有技术相比，本发明所述的金刚石磨料排布系统具有以下有益效果：

本发明的金刚石磨料排布系统通过设置铁磁性排布孔板，不仅可以省略振动器，而且显著提高了排布精度；另外本发明的排布系统工作一次可排布40片以上，每分钟可工作2次，排布80片以上，而且设备成本低，易于推广。

附图说明

图1为本发明所述的金刚石磨料排布系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明所述的金刚石磨料排布系统做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解；需要指出的是实施例中有关结构、功能以及材料等的描述都是示例性的，而并不是指对发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明的金刚石磨料排布系统，包括取料装置10和工作台30，所述取料装置10包括腔体，所述腔体的上部通过抽气口连接真空装置12，所述腔体的下部固定安装有排布模板组件20。所述排布模板组件20包括铁磁性排布孔板21、高弹性板22和安装板23，所述铁磁性排布孔板21的边缘粘结在高弹性板22上，所述高弹性板22安装在所述安装板23上；所述铁磁性排布孔板21上设置有多个用于吸附固定金刚石磨料的孔。所述高弹性板例如可以采用高弹性体材料制成，例如高弹性橡胶、高弹性聚氨酯材料等。所述工作台30内嵌有多个可通电的电磁铁组件32。所述铁磁性排布孔板上设置有多个有序排列的多个用于吸附固定金刚石磨料的孔，所述排布模板组件20的安装板23通过螺钉11安装在所述腔体的底部。所述铁磁性排布孔板的孔径为金刚石磨料平均粒径的1/3～1/2，较佳地，所述铁磁性排布孔板的孔径为金刚石磨料平均粒径的1/3。本发明所述的金刚石磨料的有序排布方法，包括以下步骤：①将胎体金属粉末冷压成冷压坯体；②将冷压坯体1设置在工作台30的上表面上；③在冷压坯体1上表面涮涂压敏胶2；④对取料装置进行抽真空，将金刚石磨料3吸附固定于铁磁性排布孔板的孔中；⑤将所述电磁铁通电，使得铁磁性排布孔板靠近所述冷压坯体，并使所述金刚石磨料与所述压敏胶接触；⑥将所述电磁铁断电，并破真空使得所述金刚石磨料与铁磁性排布孔板分离。所述步骤②、步骤③的先后顺序可以互换，步骤④与步骤①、步骤②、步骤③的先后顺序可以互换。

在本实施例中，所述铁磁性排布孔板例如可以通过不锈钢薄板通过掩膜化学蚀刻而成，例如可以选择磁性较好的SUS430不锈钢薄板作为基板，但SUS430不锈钢薄板的耐腐蚀性较差，蚀刻加工而成的铁磁性排布孔板其表面缺陷较多，而通过控制Cr含量，并添加适量的Cu和Mn，既可以保证耐蚀性，又可以提高蚀刻加工(通常包含盐酸、硝酸和双氧水的蚀刻液)后可以显著提高表面质量，例如所述不锈钢薄板含有0.01～0.10wt％的C、0.05～2.0wt％的Si、0.90～1.2wt％的Mn、1.5～2.50wt％的Cu、13.5～15.0wt％的Cr、0.02～0.20wt％的Mo，并且P＜0.05wt％，S＜0.005wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。所述的不锈钢薄板在950～1000℃进行退火可以得到晶粒度为6～9的铁素体结构，如此不仅可以保证良好的磁性，而且蚀刻后的表面粗糙度可以保证在0.1μm以下，可以有效保证蚀刻加工后所述铁磁性排布孔板的表面质量。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种金刚石磨料排布系统，包括取料装置和工作台，所述取料装置包括腔体，所述腔体的上部通过抽气口连接真空装置，所述腔体的下部固定安装有排布模板组件，其特征在于：所述排布模板组件包括铁磁性排布孔板、高弹性板和安装板，所述排布孔板的边缘粘结在高弹性板上，所述高弹性板安装在所述安装板上；所述铁磁性排布孔板上设置有多个用于吸附固定金刚石磨料的孔；所述工作台内嵌有多个可通电的电磁铁组件。

2.根据权利要求1所述的金刚石磨料排布系统，其特征在于：所述铁磁性排布孔板上设置有多个有序排列的用于吸附固定金刚石磨料的孔。

3.根据权利要求1所述的金刚石磨料排布系统，其特征在于：所述排布模板组件的安装板通过螺钉安装在所述腔体的底部。

4.根据权利要求1所述的金刚石磨料排布系统，其特征在于：所述铁磁性排布孔板的孔径为金刚石磨料平均粒径的1/3～1/2。

5.根据权利要求4所述的金刚石磨料排布系统，其特征在于：所述铁磁性排布孔板的孔径为金刚石磨料平均粒径的1/3。

6.一种金刚石磨料的有序排布方法，其特征在于：利用了权利要求1～5任一项所述的金刚石磨料排布系统。

7.根据权利要求6所述的金刚石磨料的有序排布方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将胎体金属粉末冷压成冷压坯体；

②将冷压坯体设置在工作台的上表面上；

③在冷压坯体上表面涮涂压敏胶；

④对取料装置进行抽真空，将金刚石磨料吸附固定于铁磁性排布孔板的孔中；

⑤将所述电磁铁通电，使得铁磁性排布孔板靠近所述冷压坯体，并使所述金刚石磨料与所述压敏胶接触；

⑥将所述电磁铁断电，并破真空使得所述金刚石磨料与铁磁性排布孔板分离，从而将所述金刚石磨料留在所述压敏胶上。