異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及超硬材料的釬焊制造領(lǐng)域，特別是一種異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]釬焊單層金剛石工具是利用釬料在高溫下的毛細(xì)作用，將金剛石磨粒與基體發(fā)生化學(xué)冶金結(jié)合固定，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度和裸露高度，金剛石制品更加鋒利，容肩空間大，不宜堵塞，磨料的利用率更高，且由于是單層釬焊，滿足更高的磨削速度和工作強(qiáng)度要求。
[0003]由于釬焊單層金剛石制品的優(yōu)異性能，國內(nèi)外對其設(shè)計、制造及其使用方面進(jìn)行了許多有益探索研宄，其中一個熱點問題就是磨料的有序排布問題。傳統(tǒng)金剛石制品的磨料是隨機(jī)分布的，容易形成磨料的偏析和富集，降低了切削效率和工具壽命，磨料不能有序利用。實驗表明，磨料有序排布的金剛石工具制品與隨機(jī)排布相比具有節(jié)約用料，切肩效率更高，改善工件表面加工質(zhì)量，壽命有效延長的優(yōu)良性能，因此磨料的有序排布一直是國內(nèi)外磨具行業(yè)追求的目標(biāo)。
[0004]目前，國內(nèi)外各實驗室和磨具公司對有序排布磨具方法進(jìn)行了實驗和探宄，并總結(jié)和研發(fā)了一系列行之有效的有序排布方法是實驗裝置。我國臺灣中國砂輪公司宋健民博士提出的專利技術(shù)(U.S.Pantent..6，039，641).即用模板法實施金剛石均勾分布/有序排列，該方法可真空或保護(hù)氣氛圍下，帶模板燒制出精確有序排布金剛石有序磨粒。由瑞士ETH機(jī)床與加工研宄所G.Burkhard博士等提出的專利技術(shù)(EP1208345A)，是采用靜電排布法，可在棒料圓盤體上進(jìn)行有序排布。韓國新韓公司開發(fā)的ARIX自動排布系統(tǒng)，可在刀頭中均勻有序排布金剛石磨料，該工藝自動化程度高。
[0005]但是對于異性曲面或復(fù)雜形貌的基體磨料有序排布方面，還沒有提出有效適用的排布方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種排布位置準(zhǔn)確的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置。
[0007]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，包括分隔板和若干垂直穿過分隔板的針式吸附頭，所述分隔板的后側(cè)為抽真空腔，所述各針式吸附頭包括連通的氣體接入口和吸附口，所述氣體接入口位于抽真空腔內(nèi)，所述吸附口位于分隔板的前側(cè)，所述各針式吸附頭具有軸向來回移動的行程。
[0009]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空腔內(nèi)設(shè)有推平器，所述推平器包括將氣體接入口推向分隔板的推平板。
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空腔內(nèi)設(shè)有連通外界的進(jìn)氣口和吸氣口。[0011 ] 作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述推平板上設(shè)有分別連通進(jìn)氣口和吸氣口的連通孔。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分隔板配套設(shè)有震動器，所述震動器的運行使分隔板以及針式吸附頭震動。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型根據(jù)基體異形回轉(zhuǎn)曲面形狀和尺寸，利用可軸向移動的針式吸附頭仿形出待排布磨粒的基體表面后，用針式吸附頭吸附磨粒并粘附于基體表面，由于磨粒被吸附后也形成了仿形面，磨粒粘附在基體表面后可準(zhǔn)確的定位，因此單層磨粒在基體表面有序排布的工藝流程更加簡單方便，從而提高工作效率。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本實用新型的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型仿形步驟的示意圖；
[0017]圖3是本實用新型吸附步驟的示意圖；
[0018]圖4是本實用新型放料步驟的示意圖；
[0019]圖5是圖4中A部分的放大示意圖；
[0020]圖6是本實用新型復(fù)位步驟的示意圖；
[0021 ]圖7是基體表面有序排布的不意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，包括水平布置的分隔板I和若干垂直穿過分隔板I的針式吸附頭2。各針式吸附頭2根據(jù)待排布的基體表面呈矩形陣列地布置在分隔板I上。分隔板I的上方為抽真空腔3，該抽真空腔3由分隔板1、四周的壁10以及頂部的頂蓋9所圍成。
[0023]每個針式吸附頭2均等長、等直徑并呈針管狀，長度在5-30mm，內(nèi)徑在0.1-1mm,其兩端分別是氣體接入口和吸附口，氣體接入口和吸附口相互連通。其中，氣體接入口位于抽真空腔3內(nèi)，吸附口位于分隔板I的下方，在抽真空腔3中抽真空可使吸附口中產(chǎn)生吸力，從而吸附磨粒。實施例中的各針式吸附頭2具有軸向來回移動的行程，即可在分隔板I中來回伸縮移動。另外，每個針式吸附頭2均是裝在分隔板I的孔上，并與這些孔的孔壁緊密貼合，從而產(chǎn)生一定的摩擦，只有在受到較大外力的前提下才能軸向移動，因此針式吸附頭2吸附磨粒后并不會因為自身和磨粒的重力作用而發(fā)生軸向的伸縮移動。
[0024]優(yōu)選的，真空腔內(nèi)設(shè)有推平器，推平器包括推平板4和連接推平板4的推拉桿11，推拉桿11從頂蓋9的上端伸出，而推平板4位于抽真空腔3的最上端時將頂蓋9的開口封堵。操作人員可采用推拉桿11和推平板4同時將各針式吸附頭2的氣體接入口推向分隔板1，但不推出分隔板1，從而使各針式吸附頭2復(fù)位。
[0025]優(yōu)選的，頂蓋9設(shè)有連通外界的進(jìn)氣口 5和吸氣口 6，吸氣口 6連接抽真空設(shè)備，對抽真空腔3抽氣；進(jìn)氣口 5連接氣體壓縮機(jī)，對抽真空腔3供氣。
[0026]優(yōu)選的，推平板4上設(shè)有分別連通進(jìn)氣口 5和吸氣口 6的連通孔7，兩個連通孔7將抽真空腔3、進(jìn)氣口 5和吸氣口 6連通起來。
[0027]優(yōu)選的，抽真空腔3的壁10上安設(shè)有震動器8。震動器8啟動后帶動壁10和與壁10連接的分隔板I震動，那么針式吸附頭2也隨之震動，若針式吸附頭2吸附了兩顆或兩顆以上的顆粒，那么多余的顆粒就因震動重新掉落回磨粒層，保持針式吸附頭2僅有一顆磨粒。
[0028]下面結(jié)合附圖及上述的裝置描述有序排布的方法。
[0029]a.準(zhǔn)備步驟:取20?60目的金剛石100g，超聲清洗后烘干備用，形成磨料層；帶曲面基體12 —個，清洗去污除銹干燥；
[0030]b.仿形步驟:如圖2所示，將各針式吸附頭2的吸附口壓覆待排布磨粒的基體12表面，利用針式吸附頭2的軸向移動仿形出基體12表面形狀，將裝置移離基體12，由于針式吸附頭2與分隔板I之間存在摩擦，針式吸附頭2被定位；
[0031]c.吸附步驟:如圖3所示，仿形后的針式吸附頭2插入金剛石的磨料層13中，通過吸氣口 6對抽真空腔3抽氣，使抽真空腔3中負(fù)壓在40-100Pa，開啟震動器8去除多余的磨粒，震動頻率ΙΟ-ΙΟΟΗζ，保證每個針式吸附頭2只吸附一顆金剛石磨粒；
[0032]d.放料步驟:如圖4和圖5所示，保持抽真空狀態(tài)，將裝置移動至基體12上方，針式吸附頭2上的磨粒在基體12表面的原仿形位置輕觸基體12表面的粘附劑14，停止吸氣口 6抽氣，進(jìn)氣口 5開始進(jìn)氣，使磨粒粘附基體12表面；上述的粘附劑可在仿形步驟之后開始進(jìn)行，具體是在預(yù)排布區(qū)域涂抹一層粘附劑，優(yōu)選的粘附劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%聚乙烯醇和5%的黃糊精粘附劑；
[0033]e.復(fù)位步驟:如圖6所示，裝置移離基體12表面，向下推動推平板4，使各針式吸附頭2上端面與下端面分別平齊，準(zhǔn)備下次吸附磨粒；
[0034]f.如圖7所示，檢查排布情況后旋轉(zhuǎn)基體12，重復(fù)上述步驟a至e，對下一區(qū)域進(jìn)行有序排布，直到鋪滿預(yù)排布區(qū)域；
[0035]g.撒粉后將排布好的基體高溫真空燒結(jié)。
[0036]實施例中磨粒不僅限于金剛石，也可以為硬度能夠比擬金剛石的超硬材料，例如立方氮化硼等。
[0037]以上所述只是本實用新型優(yōu)選的實施方式，其并不構(gòu)成對本實用新型保護(hù)范圍的限制。
【主權(quán)項】
1.一種異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，其特征在于:包括分隔板和若干垂直穿過分隔板的針式吸附頭，所述分隔板的后側(cè)為抽真空腔，所述各針式吸附頭包括連通的氣體接入口和吸附口，所述氣體接入口位于抽真空腔內(nèi)，所述吸附口位于分隔板的前側(cè)，所述各針式吸附頭具有軸向來回移動的行程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，其特征在于:所述真空腔內(nèi)設(shè)有推平器，所述推平器包括將氣體接入口推向分隔板的推平板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，其特征在于:所述真空腔內(nèi)設(shè)有連通外界的進(jìn)氣口和吸氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，其特征在于:所述推平板上設(shè)有分別連通進(jìn)氣口和吸氣口的連通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，其特征在于:所述分隔板配套設(shè)有震動器，所述震動器的運行使分隔板以及針式吸附頭震動。
【專利摘要】本實用新型涉及一種異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，包括分隔板和若干垂直穿過分隔板的針式吸附頭，分隔板的后側(cè)為抽真空腔，各針式吸附頭包括連通的氣體接入口和吸附口，氣體接入口位于抽真空腔內(nèi)，吸附口位于分隔板的前側(cè)，各針式吸附頭具有軸向來回移動的行程。本實用新型根據(jù)基體異形回轉(zhuǎn)曲面形狀和尺寸，利用可軸向移動的針式吸附頭仿形出待排布磨粒的基體表面后，用針式吸附頭吸附磨粒并粘附于基體表面，由于磨粒被吸附后也形成了仿形面，磨粒粘附在基體表面后可準(zhǔn)確的定位，因此單層磨粒在基體表面有序排布的工藝流程更加簡單方便，從而提高工作效率。本實用新型可應(yīng)用于釬焊中模具磨粒的有序排布。
【IPC分類】B24D18-00
【公開號】CN204450259
【申請?zhí)枴緾N201420872615
【發(fā)明人】張鳳林, 牛亮, 周玉梅, 黃惠平, 盧家鋒
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月31日