CN110026848A - 人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具及磨削与倒角装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具及磨削与倒角装置，专用夹具用于具有N个斜面的人造金刚石硬质合金复合片，专用夹具包括夹套和定位套，定位套包括容纳夹套的容纳腔，夹套包括夹持人造金刚石复合片的夹持腔；容纳腔轴线相对于定位套轴线以倾斜角度倾斜；夹持腔轴线与夹套轴线重合；夹套可在第一安装状态至第N安装状态下可拆卸地安装在容纳腔中，从第一安装状态到第N安装状态夹套依次绕夹套轴线旋转大于0°且小于等于180°的旋转角度，使得斜面依次垂直于定位套轴线。本发明能够方便地准确地对人造金刚石硬质合金的斜面进行磨削与倒角。

Description

人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具及磨削与倒角装置

技术领域

本发明涉及人造金刚石硬质合金复合片制造技术领域，具体涉及人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具及倒角装置。

背景技术

人造金刚石硬质合金复合片，又称为聚晶金刚石复合片，是在高温高压下由人造金刚石与硬质合金制成的超硬材料，它不但具有金刚石的高硬度和高耐磨性，还具有硬质合金的高耐冲击性。人造金刚石硬质合金复合片作为高效切削材料被广泛应用于石油钻探、天然气钻探、地质勘探和机械加工等领域。

人造金刚石硬质合金复合片通常具有圆柱形的主体，人造金刚石层上的端面一般为平面。根据人造金刚石硬质合金复合片的不同应用的要求，端面还可以具有不同的形状，例如端面可以包括两个倾斜的斜面，该两个斜面相对于穿过人造金刚石硬质合金主体轴线的平面对称，形成类似于屋顶形状。

为了减少应力集中、去除人造金刚石硬质合金复合片制造时产生的毛刺，通常需要切削端面的棱角，形成倒角。倒角通常采用转动装置通过夹具带动人造金刚石硬质合金复合片转动，并通过磨具切削人造金刚石硬质合金复合片端面的棱角。然而，对于具有上述对称斜面的端面，在对斜面的棱角进行倒角时，一般需要调整转动装置或磨具的角度，以适应斜面。调整转动装置或磨具的角度工作量较大，且存在难以保证角度精确的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种能够方便地准确地对人造金刚石硬质合金复合片进行斜面磨削与倒角的夹具。

本发明的第二目的是提供一种能够方便地准确地对具有斜面的人造金刚石硬质合金复合片进行磨削与倒角的装置。

为实现本发明的第一目的，本发明提供人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，人造金刚石硬质合金复合片包括圆柱形的主体以及设置在主体一端的端面，主体具有主体轴线，端面包括N个斜面，N为大于或等于2的整数，每个斜面与垂直于主体轴线的平面形成相同的倾斜角度；专用夹具包括夹套和定位套，定位套包括容纳腔，夹套包括夹持人造金刚石复合片的夹持腔；夹套具有夹套轴线，定位套具有定位套轴线，容纳腔具有容纳腔轴线，夹持腔具有夹持腔轴线；容纳腔轴线相对于定位套轴线以倾斜角度倾斜；夹持腔轴线与夹套轴线重合；当夹套安装在容纳腔内时，夹套轴线与容纳腔轴线重合；当人造金刚石硬质合金复合片夹持在夹持腔内时，主体轴线与夹持腔轴线重合；所述夹套可在第一安装状态至第N安装状态下可拆卸地安装在所述容纳腔中，从第一安装状态到第N安装状态所述夹套依次绕所述夹套轴线旋转大于0°且小于等于180°的旋转角度，使得所述斜面依次垂直于所述定位套轴线。。

由上可见，本发明的人造金刚石硬质合金复合片专用夹具包括可分离的夹套和定位套两个部分。其中容纳腔轴线与定位套轴线倾斜，夹持腔轴线与夹套轴线重合，夹套安装到容纳腔中时夹套轴线与容纳腔轴线重合，人造金刚石硬质合金复合片安装到夹持腔中时主体轴线与夹持腔轴线重合，使得夹套轴线相对于定位套轴线倾斜，主体轴线相对于定位套轴线倾斜，从而使得人造金刚石硬质合金复合片的一个斜面垂直于定位套轴线。当定位套相对于定位套轴线转动时，该斜面在垂直于定位套轴线的平面上转动，可以不改动现有的针对平面端面的转动装置以及磨具对该斜面的棱角进行磨削。当该斜面完成倒角时，将夹套取出，旋转一定角度后再安装到定位套中，即可对另一斜面进行倒角。本发明不需要调整现有的转动装置以及磨具的角度，倾斜角度已由容纳腔确定，本发明的专用夹具能够方便地准确地对人造金刚石硬质合金的对称斜面进行倒角。

进一步的技术方案是，容纳腔具有第一底面，第一底面相对于垂直于定位套轴线的平面以倾斜角度倾斜。

由上可见，本发明在容纳腔内设置支撑夹套的第一底面，能够进一步提高夹套的安装稳定性，防止夹套沿容纳腔轴线移动。

进一步的技术方案是，夹持腔具有第二底面，第二底面垂直于夹套轴线。

由上可见，本发明在夹持腔内设置支撑人造金刚石硬质合金复合片的第二底面，能够进一步提高人造金刚石硬质合金复合片的安装稳定性，防止人造金刚石硬质合金复合片沿夹持腔轴线移动。

进一步的技术方案是，第二底面上设有贯穿夹持腔底部的贯穿孔。

由上可见，本发明在第二底面上设置贯穿孔，有利于在完成倒角时，通过贯穿孔将人造金刚石硬质合金复合片顶出。

进一步的技术方案是，夹套的外侧面设有凸块，容纳腔的内侧面设有从容纳腔的开口向内延伸的凹槽，凸块与凹槽配合。

由上可见，本发明中夹套与容纳腔通过凸块与凹槽配合进行定位，以进一步避免夹套相对于容纳腔绕夹套轴线转动，并且更明确地限定第一安装状态至第N安装状态。

进一步的技术方案是，凸块的数目为至少一个；凹槽的数目为至少N个，。

由上可见，本发明可以设置多个优选对称的的凸块和凹槽，结构更均匀，有利于改善受力情况。

进一步的技术方案是，夹套的侧面设有连通夹持腔的第一通孔，第一通孔与第一顶丝配合。

由上可见，本发明还可以通过顶丝进一步防止人造金刚石硬质合金复合片相对于夹持腔绕主体轴线转动，并防止人造金刚石硬质合金复合片沿主体轴线移动。

进一步的技术方案是，第一通孔的数目为至少一个；第一顶丝的数目为至少一个。

由上可见，本发明可以设置多个的优选对称的第一通孔与第一顶丝配合，使得紧定结构更均匀，有利于改善受力情况。

进一步的技术方案是，第一通孔穿过凸块。

由上可见，第一通孔优选设置在凸块上，在第一通孔周围形成加强的结构，有利于避免夹套在第一通孔周围损坏。

进一步的技术方案是，夹套的侧面设有连通容纳腔的第二通孔，第二通孔与第二顶丝配合。

由上可见，本发明还可以通过顶丝进一步防止夹套相对于容纳腔绕夹套轴线转动，并且防止夹套沿夹套轴线移动。

进一步的技术方案是，第二通孔设置在定位套的外侧面相对于容纳腔的内侧面在垂直于定位套轴线方向上的最远距离处。

由上可见，由于容纳腔轴线相对于定位套轴线倾斜，容纳腔的内侧面与定位套的外侧面之间形成不同的距离，第二通孔优选设置在最远距离处，避免第二通孔设置在薄弱的壁上导致定位套容易损坏。

为实现本发明的第二目的，本发明提供一种人造金刚石硬质合金复合片的磨削与倒角装置，包括转动装置、夹具和磨具，夹具为上述方案任一项中的专用夹具；转动装置与定位套连接并带动定位套围绕定位套轴线转动；磨具设置在夹持腔外，磨具具有切削边缘，切削边缘相对于定位套轴线以倒角角度倾斜。

由上可见，本发明提供了一种使用上述夹具的磨削与倒角装置，可以采用现有的针对平面端面的转动装置和磨具，在N个安装状态下分别对N个斜面进行磨削与倒角，从而更方便更准确地对具有对称倾斜斜面的人造金刚石硬质合金复合片进行磨削与倒角处理。

附图说明

图1是本发明专用夹具实施例的结构示意图。

图2是本发明专用夹具实施例中定位套的结构示意图。

图3是本发明专用夹具实施例中定位套的俯视图。

图4是图3中A－A截面的剖视图。

图5是本发明专用夹具实施例中夹套的结构示意图。

图6是本发明专用夹具实施例中夹套的俯视图。

图7是图6中B－B截面的剖视图。

图8是本发明倒角装置实施例的结构示意图。

图9是经本发明倒角装置实施例倒角后的人造金刚石硬质合金复合片的结构示意图。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

专用夹具实施例

如图1所示，本实施例的专用夹具用于夹持人造金刚石硬质合金复合片100进行倒角处理。人造金刚石硬质合金复合片100的结构可以参考图9，其包括圆柱形的主体110，主体110具有主体轴线L1。主体110由硬质合金基体111和人造金刚石层112组成，人造金刚石层112从主体110末端凸起形成脊120以及分别位于脊120两侧的第一斜面121和第二斜面122，脊120位于穿过主体轴线L1的平面上，且第一斜面121和第二斜面122相对于该平面对称。第一斜面121和第二斜面122分别相对于垂直于主体轴线L1的平面以倾斜角度θ1倾斜。人造金刚石硬质合金复合片100需要在第一斜面121和第二斜面122的棱角处切削成倒角123。

专用夹具包括夹套200和定位套300，夹套200具有夹套轴线L2，定位套300具有定位套轴线L3。

如图2至图4所示，定位套300包括容纳腔310，容纳腔310具有开口并从开口向定位套300内部延伸，容纳腔310具有容纳腔轴线L4，容纳腔轴线L4与定位套轴线L3以倾斜角度θ1倾斜。

定位套300的外侧面与定位套轴线L3平行，容纳腔310的内侧面与容纳腔轴线L4，因而在垂直于定位套轴线L3方向上，定位套300的外侧面与容纳腔310的内侧面的距离是变化的。在定位套300的外侧面与容纳腔310的内侧面在垂直于定位套轴线L3方向上的最远距离处设有第二通孔320，第二通孔320与容纳腔310连通，第二通孔320可以与第二顶丝配合。

容纳腔310的内侧面设有从容纳腔310的开口向内延伸的凹槽311。凹槽311的数目为2个，2个凹槽311相对于容纳腔轴线L4对称地设置在容纳腔310的内侧面。

容纳腔310还具有第一底面312，第一底面312相对于垂直于定位套轴线L3的平面以倾斜角度θ1倾斜。

如图5至图7所示，夹套200包括夹持腔210，夹持腔210具有开口并从开口向夹套200内部延伸，夹持腔210具有夹持腔轴线，夹持腔轴线与夹套轴线L2重合。

夹持腔210的外侧面设有凸块220，凸块220可以与凹槽311配合。凸块220的数目为2个，2个凸块220相对于夹套轴线L2对称设置在夹套200的外侧面。

夹套200的侧面设有第一通孔230，第一通孔230连通夹持腔210，第一通孔230可以与第一顶丝配合。

夹持腔210具有第二底面211，第二底面211垂直于夹套轴线L2。第二底面211上设有贯穿夹持腔210底部的贯穿孔212。

第一顶丝和第二顶丝未在途中示出，第一顶丝可以具有现有技术中常规的顶丝的结构。

倾斜角度θ1可以是15°、30°或其他合适的角度，倾斜角度θ1根据人造金刚石硬质合金复合片的具体应用而确定。

当对人造金刚石硬质合金复合片100进行倒角时，先将人造金刚石硬质合金复合片100放入夹持腔210内，人造金刚石硬质合金复合片100与夹持腔210可以采用过盈配合。此时主体轴线L1与夹持腔轴线即夹套轴线L2重合，再将第一顶丝通过第一通孔230将人造金刚石硬质合金复合片100固定。

如图1所示，夹套200能够以第一安装状态安装在容纳腔310内，夹套200与容纳腔310可以采用过盈配合。安装时，夹套轴线L2与容纳腔轴线L4重合，凸块220沿凹槽311移动，直至夹套200的底部与容纳腔310的第一底面312接触，再将第二顶丝通过第二通孔320将夹套200固定。由于容纳腔轴线L4与定位套轴线L3以倾斜角度θ1倾斜，夹套轴线L2与定位套轴线L3之间的夹角等于倾斜角度θ1，可以使得第一斜面121垂直于定位套轴线L3，可以采用现有的用于平面端面的倒角装置对第一斜面121的棱角进行倒角处理。

由于夹套200的对称结构，将夹套200相对于夹套轴线L2旋转180°后，夹套200仍能够以图1相同的方式与容纳腔310配合，此为第二安装状态。此时第二斜面122垂直于定位套轴线L3，可以采用现有的用于平面端面的倒角装置对第二斜面122的棱角进行倒角处理。

倒角装置实施例

如图8所示，本实施例的倒角装置包括上述实施例中的夹具和磨具，还包括转动装置(未在图中示出)。转动装置通过定位套300底部的定位块330与定位套300固定连接。磨具设置在夹持腔210外，磨具具有切削边缘400，切削边缘400相对于定位套轴线L3以倒角角度θ2倾斜。倒角角度θ2可以是30°、45°或60°。

当倒角装置工作时，转动装置带动定位套300围绕定位套轴线L3转动，切削边缘400对人造金刚石硬质合金复合片100的第一斜面121以及第二斜面122分别进行倒角，从而得到如图9所示的人造金刚石硬质合金复合片100端面的倒角123。

由上可见，本发明的夹具包括可分离的夹套和定位套两个部分，并设置了倾斜的容纳腔，能够方便地准确地对人造金刚石硬质合金的斜面进行磨削与倒角。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，例如人造金刚石硬质合金复合片可以具有三个斜面或更多斜面、夹套可以具有多于两种安装状态等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，所述人造金刚石硬质合金复合片包括圆柱形的主体以及设置在所述主体一端的端面，所述主体具有主体轴线，所述端面包括N个斜面，N为大于或等于2的整数，每个所述斜面与垂直于所述主体轴线的平面形成相同的倾斜角度；其特征在于：

所述专用夹具包括夹套和定位套，所述定位套包括容纳腔，所述夹套包括夹持腔；所述夹套具有夹套轴线，所述定位套具有定位套轴线，所述容纳腔具有容纳腔轴线，所述夹持腔具有夹持腔轴线；

所述容纳腔轴线相对于所述定位套轴线以所述倾斜角度倾斜；所述夹持腔轴线与所述夹套轴线重合；当所述夹套安装在所述容纳腔内时，所述夹套轴线与所述容纳腔轴线重合；当所述人造金刚石硬质合金复合片夹持在所述夹持腔内时，所述主体轴线与所述夹持腔轴线重合；

所述夹套可在第一安装状态至第N安装状态下可拆卸地安装在所述容纳腔中，从第一安装状态到第N安装状态所述夹套依次绕所述夹套轴线旋转大于0°且小于等于180°的旋转角度，使得N个所述斜面依次垂直于所述定位套轴线。

2.根据权利要求1所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述容纳腔具有第一底面，所述第一底面相对于垂直于所述定位套轴线的平面以所述倾斜角度倾斜；

所述夹持腔具有第二底面，所述第二底面垂直于所述夹套轴线。

3.根据权利要求2所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述第二底面上设有贯穿所述夹持腔底部的贯穿孔。

4.根据权利要求1至3任一项所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述夹套的外侧面设有凸块，所述容纳腔的内侧面设有从所述容纳腔的开口向内延伸的凹槽，所述凸块与所述凹槽配合。

5.根据权利要求4所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述凸块的数目为至少一个；所述凹槽的数目为至少N个。

6.根据权利要求1至3任一项所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述夹套的侧面设有连通所述夹持腔的第一通孔，所述第一通孔与第一顶丝配合。

7.根据权利要求6所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述第一通孔的数目为至少一个；所述第一顶丝的数目为至少一个。

8.根据权利要求1至3任一项所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述定位套的侧面设有连通所述容纳腔的第二通孔，所述第二通孔与第二顶丝配合。

9.根据权利要求8所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具，其特征在于：

所述第二通孔设置在所述定位套的外侧面相对于所述容纳腔的内侧面在垂直于所述定位套轴线方向上的最远距离处。

10.人造金刚石硬质合金复合片的磨削与倒角装置，包括转动装置、夹具和磨具，其特征在于：

所述夹具为权利要求1至9任一项所述的人造金刚石硬质合金复合片的专用夹具；

所述转动装置与所述定位套连接并带动所述定位套围绕所述定位套轴线转动；

所述磨具设置在所述夹持腔外，所述磨具具有切削边缘，所述切削边缘相对于所述定位套轴线以倒角角度倾斜。