CN108747878B - 一种钎焊多层金刚石磨头的制样装置及制样工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钎焊多层金刚石磨头的制样装置，属于超硬磨料工具制造技术领域。该装置包括刀架，刀头，万能夹头，无极变速电动机，底板，二轴工作台，蜂窝板，精密固定螺栓。本装置通过设计刀头的尺寸、形状，调整刀头与金刚石磨头基体的相对位置，并利用电动机360度旋转时产生的离心力，在胶水凝固后完成不同尺寸规格、不同磨粒复合层厚度、不同形状结构金刚石磨头的制样。本专利操作便捷，新型实用，它可实现钎焊多层金刚石磨头的制样工艺。
Description
技术领域
本发明涉及超硬磨料工具制造技术领域，具体是涉及一种钎焊多层金刚石磨头的制样工艺及制样装置。
背景技术
随着社会经济的不断发展，金刚石工具被广泛用于石材工艺品、机械行业、航空航天业、陶瓷和复合非金属硬脆材料加工等行业。钎焊法由于其把持强度大、容屑空间大、自锐性好，切削效率高等优点成为热点技术。目前市场上的钎焊金刚石磨头主要为单层金刚石磨头，钎焊单层金刚石磨头由于其磨粒为单层金刚石，虽然单颗金刚石的使用效率较高，但整体寿命较低。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是提供一种钎焊多层金刚石磨头的制样装置，操作便捷，新型实用，并针对单层金刚石磨头整体寿命不高的问题，实现了钎焊多层金刚石磨头的制样工艺。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种钎焊多层金刚石磨头的制样装置,包括：刀架(1)，刀头(2)，万能夹头(4)，无极变速电动机(5)，底板(6)，二轴工作台(7)，蜂窝板(8)，精密固定螺栓(9)；
所述刀架(1)通过精密固定螺栓(9)固定在蜂窝板(8)的上表面；所述蜂窝板(8)固定在二轴工作台(7)上；通过调整二轴工作台(7)X、Y轴方向坐标值，改变刀架(1)的位置，实现钎焊金刚石磨头不同磨粒复合层厚度的制样环节；
所述刀头(2)通过精密固定螺栓(9)可拆卸地固定在刀架(1)远离蜂窝板(8)的一侧；金刚石磨头基体(3)通过万能夹头(4)安装在无极变速电动机(5)上；
所述刀头(2)分为三个部分，Ⅰ部分为金刚石磨头端面成型区，Ⅱ部分为金刚石磨头侧面成型区，Ⅲ部分为金刚石磨头工作区长度控制区；
所述Ⅰ部分具有平面和斜面两种结构，平面结构保证金刚石磨头端面的形状及平整度，斜面结构一方面是多余材料的排出区，另一方面斜面结构使得多余材料不会立即排出、在磨头基体旋转时及时填充金刚石磨头端面的材料空缺处，实现金刚石磨头端面材料分布的均匀性；
所述Ⅱ部分包括圆曲面和圆斜面两种结构，圆曲面结构为金刚石磨头侧面的四分之一面；圆曲面结构保证金刚石磨头侧面的形状及圆周度，圆斜面结构一方面是多余材料的排出区，另一方面圆斜面结构使得多余材料不会立即排出、在磨头基体旋转时及时填充金刚石磨头侧面的材料空缺处，实现金刚石磨头侧面材料分布的均匀性；
所述Ⅲ部分为陡斜面结构；陡斜面结构保证金刚石磨头尾部材料的快速清理，实现金刚石磨头工作区长度的控制。
在一较佳实施例中：改变刀头(2)不同部分的尺寸和斜面倾斜度可实现不同规格磨头、不同材料的金刚石磨头制样。
在一较佳实施例中：在完成金刚石磨头工作区的成型环节后，通过调整二轴工作台(7)将刀头(2)快速退离金刚石磨头位置，金刚石磨头(3)继续放置在无极变速电动机(5)上并减低电机转速，再50-60min后胶水凝固，完成金刚石磨头的制样工艺，通过电动机360度旋转时产生的离心力使得金刚石、钎料合金均匀地分布在金刚石磨头基体上，保证其形状和金刚石磨头磨粒复合层厚度的均匀性。
本发明还提供了一种利用上述钎焊多层金刚石磨头的制样装置的制样工艺，包括如下步骤：
步骤一：金刚石和钎料合金按一定比例称量、混料，将混料与胶水混合搅拌均匀；
步骤二：将所设计的金刚石磨头基体装配在万能夹头上，相对应的刀头装配在刀架上；
步骤三：通过改变二轴工作台X、Y轴方向坐标值，调整刀头与金刚石磨头基体的相对位置，确定金刚石磨头工作区磨粒复合层厚度；
步骤四：将混料与胶水的混合体添加在刀头处，填充刀头与金刚石磨头基体间的空隙；
步骤五：以较低转速开启无级变速电动机，继续添加混料与胶水的混合体，直至金刚石磨头工作区成型；
步骤六：在刀头各处均匀添加少量混料与胶水的混合体，加大无级变速电动机的转速；
步骤七：10-15min之后，通过调整二轴工作台将刀头快速退离金刚石磨头位置，并降低无级变速电动机的转速；
步骤八：通过电动机360度旋转时产生的离心力使得金刚石、钎料合金均匀地分布在金刚石磨头基体上，保证其形状和金刚石磨头工作区磨粒复合层厚度的均匀性；
步骤九：50-60min后胶水凝固，完成金刚石磨头的制样。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
本发明的有益效果：发明提供了一种钎焊多层金刚石磨头的制样装置,它操作便捷，新型实用，并针对单层金刚石磨头整体寿命不高的问题，实现了钎焊多层金刚石磨头的制样工艺。
附图说明
图1是本发明一种钎焊多层金刚石磨头的制样工艺及制样装置的总体结构示意图；
图2是本发明一种钎焊多层金刚石磨头的制样工艺及制样装置的刀架、刀头部分结构示意图；
图3是本发明一种钎焊多层金刚石磨头的制样工艺及制样装置的刀头结构设计示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
参见附图1-3，一种钎焊多层金刚石磨头的制样装置,包括：刀架1，刀头2，万能夹头4，无极变速电动机5，底板6，二轴工作台7，蜂窝板8，精密固定螺栓9；
所述刀架1通过精密固定螺栓9固定在蜂窝板8的上表面；所述蜂窝板8固定在二轴工作台7上；通过调整二轴工作台7X、Y轴方向坐标值，改变刀架1的位置，实现钎焊金刚石磨头不同磨粒复合层厚度的制样环节；
所述刀头2通过精密固定螺栓9可拆卸地固定在刀架1远离蜂窝板8的一侧；金刚石磨头基体3通过万能夹头4安装在无极变速电动机5上；
所述刀头2分为三个部分，Ⅰ部分为金刚石磨头端面成型区，Ⅱ部分为金刚石磨头侧面成型区，Ⅲ部分为金刚石磨头工作区长度控制区；
所述Ⅰ部分具有平面和斜面两种结构，平面结构保证金刚石磨头端面的形状及平整度，斜面结构一方面是多余材料的排出区，另一方面斜面结构使得多余材料不会立即排出、在磨头基体旋转时及时填充金刚石磨头端面的材料空缺处，实现金刚石磨头端面材料分布的均匀性；
所述Ⅱ部分包括圆曲面和圆斜面两种结构，圆曲面结构为金刚石磨头侧面的四分之一面；圆曲面结构保证金刚石磨头侧面的形状及圆周度，圆斜面结构一方面是多余材料的排出区，另一方面圆斜面结构使得多余材料不会立即排出、在磨头基体旋转时及时填充金刚石磨头侧面的材料空缺处，实现金刚石磨头侧面材料分布的均匀性；
所述Ⅲ部分为陡斜面结构；陡斜面结构保证金刚石磨头尾部材料的快速清理，实现金刚石磨头工作区长度的控制。
改变刀头2不同部分的尺寸和斜面倾斜度可实现不同规格磨头、不同材料的金刚石磨头制样。
在完成金刚石磨头工作区的成型环节后，通过调整二轴工作台7将刀头2快速退离金刚石磨头位置，金刚石磨头3继续放置在无极变速电动机5上并减低电机转速，再50-60min后胶水凝固，完成金刚石磨头的制样工艺，通过电动机360度旋转时产生的离心力使得金刚石、钎料合金均匀地分布在金刚石磨头基体上，保证其形状和金刚石磨头磨粒复合层厚度的均匀性。
具体来说，利用上述的装置进行制样时，包括如下的步骤：
步骤一：金刚石和钎料合金按一定比例称量、混料，将混料与胶水环氧树脂混合搅拌均匀；
步骤二：将所设计的金刚石磨头基体装配在万能夹头上，相对应的刀头装配在刀架上；
步骤三：通过改变二轴工作台X、Y轴方向坐标值，调整刀头与金刚石磨头基体的相对位置，确定金刚石磨头工作区磨粒复合层厚度；
步骤四：将混料与胶水的混合体添加在刀头处，填充刀头与金刚石磨头基体间的空隙；
步骤五：以较低转速开启无级变速电动机，继续添加混料与胶水的混合体，直至金刚石磨头工作区成型；
步骤六：在刀头各处均匀添加少量混料与胶水的混合体，加大无级变速电动机的转速；
步骤七：10-15min之后，通过调整二轴工作台将刀头快速退离金刚石磨头位置，并降低无级变速电动机的转速；
步骤八：通过电动机360度旋转时产生的离心力使得金刚石、钎料合金均匀地分布在金刚石磨头基体上，保证其形状和金刚石磨头工作区磨粒复合层厚度的均匀性；
步骤九：50-60min后胶水凝固，完成金刚石磨头的制样。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (2)
1.一种钎焊多层金刚石磨头的制样装置,其特征在于包括：刀架（1），刀头（2），万能夹头（4），无极变速电动机（5），底板（6），二轴工作台（7），蜂窝板（8），精密固定螺栓（9）；
所述刀架（1）通过精密固定螺栓（9）固定在蜂窝板（8）的上表面；所述蜂窝板（8）固定在二轴工作台（7）上；通过调整二轴工作台（7）X、Y轴方向坐标值，改变刀架（1）的位置，实现钎焊金刚石磨头不同磨粒复合层厚度的制样环节；
所述刀头（2）通过精密固定螺栓（9）可拆卸地固定在刀架（1）远离蜂窝板（8）的一侧；金刚石磨头基体（3）通过万能夹头（4）安装在无极变速电动机（5）上；
所述刀头（2）分为三个部分，Ⅰ部分为金刚石磨头端面成型区，Ⅱ部分为金刚石磨头侧面成型区，Ⅲ部分为金刚石磨头工作区长度控制区；
所述Ⅰ部分具有平面和斜面两种结构，平面结构保证金刚石磨头端面的形状及平整度，斜面结构一方面是多余材料的排出区，另一方面斜面结构使得多余材料不会立即排出、在磨头基体旋转时及时填充金刚石磨头端面的材料空缺处，实现金刚石磨头端面材料分布的均匀性；
所述Ⅱ部分包括圆曲面和圆斜面两种结构，圆曲面结构为金刚石磨头侧面的四分之一面；圆曲面结构保证金刚石磨头侧面的形状及圆周度，圆斜面结构一方面是多余材料的排出区，另一方面圆斜面结构使得多余材料不会立即排出、在磨头基体旋转时及时填充金刚石磨头侧面的材料空缺处，实现金刚石磨头侧面材料分布的均匀性；
所述Ⅲ部分为陡斜面结构；陡斜面结构保证金刚石磨头尾部材料的快速清理，实现金刚石磨头工作区长度的控制；
改变刀头（2）不同部分的尺寸和斜面倾斜度可实现不同规格磨头、不同材料的金刚石磨头制样；
在完成金刚石磨头工作区的成型环节后，通过调整二轴工作台（7）将刀头（2）快速退离金刚石磨头位置，金刚石磨头基体（3）继续放置在无极变速电动机（5）上并减低电机转速，再50-60min后胶水凝固，完成金刚石磨头的制样工艺，通过电动机360度旋转时产生的离心力使得金刚石、钎料合金均匀地分布在金刚石磨头基体上，保证其形状和金刚石磨头磨粒复合层厚度的均匀性。
2.一种利用权利要求1所述钎焊多层金刚石磨头的制样装置的制样工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：金刚石和钎料合金按一定比例称量、混料，将混料与胶水混合搅拌均匀；
步骤二：将所设计的金刚石磨头基体装配在万能夹头上，相对应的刀头装配在刀架上；
步骤三：通过改变二轴工作台X、Y轴方向坐标值，调整刀头与金刚石磨头基体的相对位置，确定金刚石磨头工作区磨粒复合层厚度；
步骤四：将混料与胶水的混合体添加在刀头处，填充刀头与金刚石磨头基体间的空隙；
步骤五：以较低转速开启无级变速电动机，继续添加混料与胶水的混合体，直至金刚石磨头工作区成型；
步骤六：在刀头各处均匀添加少量混料与胶水的混合体，加大无级变速电动机的转速；
步骤七：10-15min之后，通过调整二轴工作台将刀头快速退离金刚石磨头位置，并降低无级变速电动机的转速；
步骤八：通过电动机360度旋转时产生的离心力使得金刚石、钎料合金均匀地分布在金刚石磨头基体上，保证其形状和金刚石磨头工作区磨粒复合层厚度的均匀性；
步骤九：50-60min后胶水凝固，完成金刚石磨头的制样。
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