專利名稱：釬焊超硬磨料串珠磨料有序排布設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備及布料方法，屬于磨料磨具制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的單層釬焊金 剛石工具中，金剛石是隨機(jī)分布的。在磨削時(shí)，金剛石磨料富集的區(qū)域容屑空間減小，工具易堵塞，鋒利度降低。金剛石磨料稀少的區(qū)域，單顆金剛石承受的工作負(fù)荷過(guò)大，易導(dǎo)致破碎或脫落，磨料利用率下降。因此，具有優(yōu)化地貌的釬焊金剛石工具技術(shù)被發(fā)明并得以發(fā)展。磨料有序排布技術(shù)是利用先進(jìn)制造工藝使磨料在工具表面呈規(guī)則化、序列化分布的技術(shù)。根據(jù)金剛石粒度、制造方式的不同可將有序排布技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法分為復(fù)制技術(shù)、孔模板技術(shù)、激光焊接有序排布技術(shù)以及靜電有序排布技術(shù)等。其中復(fù)制技術(shù)用于小粒度和微粉級(jí)金剛石工具的制造，其制造方法一般采用CVD技術(shù)，形成的是規(guī)則排布的金剛石薄膜層，工具基體可以是任意曲面；孔模板技術(shù)、激光焊接有序排布技術(shù)和靜電有序排布技術(shù)用于大粒度金剛石(50/60目以下)工具的釬焊制造，金剛石磨粒多為單層固定間距排列，布料的表面一般為平面、圓柱面或圓錐面等。目前，磨料有序排布技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程加快，但是國(guó)內(nèi)鮮見(jiàn)可以穩(wěn)定生產(chǎn)的有序布料設(shè)備，而國(guó)外同行業(yè)的設(shè)備(韓國(guó)新韓金剛石工業(yè)公司研制出ARIX金剛石磨粒自動(dòng)排布系統(tǒng))多用于表面積較大的工具，針對(duì)繩鋸串珠的布料設(shè)備和工藝研究皆處于初期階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布料均勻的釬焊超硬磨料串珠磨料有序排布設(shè)備及方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，包括具有導(dǎo)軌的支架，在所述的導(dǎo)軌上設(shè)置有一工作臺(tái)，在支架上還設(shè)置有一電機(jī)，該電機(jī)通過(guò)一絲杠與所述的工作臺(tái)連接，在所述的工作臺(tái)上設(shè)置有一布料模具，在該布料模具上表面分布均勻的槽或孔陣，在所述的支架上還設(shè)置有用于將串珠壓緊并隨布料模具同步轉(zhuǎn)動(dòng)的串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置包括自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)、串珠安裝機(jī)構(gòu)以及壓力機(jī)構(gòu)，所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)固定在所述的支架上，所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)上下可調(diào)的設(shè)置在所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)上，所述的壓力機(jī)構(gòu)的一端設(shè)置在自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)，壓力機(jī)構(gòu)的另一端作用在所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)上下壓所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)。在所述的工作臺(tái)的下端設(shè)置有滑塊，該滑塊位于所述的導(dǎo)軌上。在所述的支架上還連接有一箱體,所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)固定在所述的箱體上。所述的布料模具為具有彈性的模板結(jié)構(gòu)，其表面布所述的槽或孔陣，模板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和寬度范圍10mm到500mm,厚度范圍Imm到30mm。
所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)由軸承，芯棒和連接器組成，所述的連接器固定安裝于軸承內(nèi)孔，連接器通過(guò)螺紋或卡槽固定芯棒，芯棒材質(zhì)為金屬或非金屬，芯棒直徑范圍Imm到20mm,長(zhǎng)度范圍IOmm到500mm。所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)由基座，定位銷，彈簧和承壓片組成，所述的基座為無(wú)蓋箱式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部安裝一組定位銷，所述承壓片為條狀金屬或非金屬，所述的每組彈簧分別安裝于定位銷上，彈簧頂端安裝一條承壓片。所述的壓力機(jī)構(gòu)為手動(dòng)式、機(jī)械式、氣動(dòng)裝置、液壓裝置或電磁動(dòng)力。一種超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備的布料方法，包括以下步驟
步驟一、將一組繩鋸串珠按照相同的規(guī)律依次安裝在串珠安裝機(jī)構(gòu)上，保證每個(gè)繩鋸串珠皆安裝牢固，并在每個(gè)繩鋸串珠表面均勻涂覆一層粘結(jié)劑；
步驟二、利用布料模具將超硬磨料顆粒橫向和縱向皆按照一定的間距均勻分布，將布 料模具固定于工作臺(tái)表面；
步驟三、將自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)固定安裝于箱體，將步驟一中已安裝繩鋸串珠的串珠安裝機(jī)構(gòu)安裝于自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)，調(diào)整布料模具與串珠安裝機(jī)構(gòu)之間的位置，使繩鋸串珠處于布料模具進(jìn)給方向初始端。步驟四、通過(guò)壓力機(jī)構(gòu)對(duì)串珠安裝機(jī)構(gòu)兩端軸承施加一定壓力，將串珠安裝機(jī)構(gòu)壓入自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)，保證該組繩鋸串珠與布料模具表面均勻排布的金剛石磨料充分接觸。步驟五、利用控制器啟動(dòng)電機(jī)，通過(guò)減速器帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)和布料模具的勻速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繩鋸串珠通過(guò)與布料模具之間的摩擦力勻速旋轉(zhuǎn)，繩鋸串珠表面粘結(jié)劑將均勻排布的磨料粘結(jié)在串珠表面。步驟六、設(shè)定控制器使繩鋸串珠恰好旋轉(zhuǎn)一周時(shí)停止電機(jī)，松開壓力機(jī)構(gòu)，自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)將串珠安裝機(jī)構(gòu)歸位，繩鋸串珠遠(yuǎn)離布料模具，取下串珠安裝機(jī)構(gòu)并取下均勻布料的繩鋸串珠。超硬磨料為金剛石、CBN、硬質(zhì)合金顆粒其中一種，或其組合的一種。粘結(jié)劑為壓敏膠，為天然橡膠型、合成橡膠型、丙烯酸類、有機(jī)硅類以及聚氨酯類的其中一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用絲杠直線進(jìn)給與串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置自轉(zhuǎn)相結(jié)合的方式，將填充在布料模具上的磨料通過(guò)串珠的自轉(zhuǎn)粘覆上去，這種結(jié)構(gòu)不僅操作簡(jiǎn)單，同時(shí)具有磨料在串珠表面分布均勻的特點(diǎn)。壓力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通過(guò)施壓動(dòng)力的不同，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變，可以適用不同生產(chǎn)條件的需求。通過(guò)改變布料模具可以實(shí)現(xiàn)工具表面磨料排布的方式及濃度的多種變化，可以適合不同的市場(chǎng)需求。本發(fā)明中串珠安裝機(jī)構(gòu)的尺寸可以根據(jù)串珠的尺寸要求進(jìn)行調(diào)整，亦可適應(yīng)不同產(chǎn)品尺寸的生產(chǎn)需求。另外，本發(fā)明中的部件多為完整且獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，每個(gè)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)皆可進(jìn)行改進(jìn)和選配，經(jīng)濟(jì)、高效并且可以實(shí)現(xiàn)部分的柔性制造。


圖I為本發(fā)明裝置的正視 圖2為本發(fā)明裝置的俯視 圖3為串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的正視4為圖3的A-A剖視圖。其中1、電機(jī)，2、減速器，3、控制器，4、絲杠，5、工作臺(tái)，6、布料模具，7、串珠安裝機(jī)構(gòu)，7-a、軸承，7-b、連接器，7-c、芯棒，8、自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)，8_a、基座，8_b、定位銷，8_c、彈簧，8-d、承壓片，9、導(dǎo)軌，10、支架，11、滑塊，12、壓力機(jī)構(gòu)，13、箱體，14、繩鋸串珠。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明
如圖I、圖2所示，一種超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，包括電機(jī)I，減速，2，控制器3，絲杠4，工作臺(tái)5，布料模具6，串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，導(dǎo)軌9，支架10，滑塊11，箱體13以及繩鋸串珠14。其中布料模具為具有彈性的模板結(jié)構(gòu)，其表面布有規(guī)則的分布均勻的槽或孔陣，其長(zhǎng)度和寬度范圍IOmm到1000mm，厚度范圍Imm到30mm。其中串珠安裝機(jī)構(gòu)由軸承，芯棒和軸承固定器組成，軸承安裝于軸承固定器，軸承固定器通過(guò)螺紋或卡槽固定心軸，心軸直徑范圍Imm到20mm,長(zhǎng)度范圍IOmm到500mm。如圖3、圖4所示，串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置包括自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)8、串珠安裝機(jī)構(gòu)7以及壓力機(jī)構(gòu)12，串珠安裝機(jī)構(gòu)由軸承，芯棒和連接器組成，連接器固定安裝于軸承內(nèi)孔，連接器通過(guò)螺紋或卡槽固定芯棒，芯棒材質(zhì)為金屬或非金屬，芯棒直徑范圍1_到20mm,長(zhǎng)度范圍IOmm到500mm。自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)由基座,定位銷,彈簧和承壓片組成,基座為無(wú)蓋箱式結(jié)構(gòu),其 內(nèi)部安裝一組定位銷，所述承壓片為條狀金屬或非金屬，所述的每組彈簧分別安裝于定位銷上，彈簧頂端安裝一條承壓片。壓力機(jī)構(gòu)為手動(dòng)式、機(jī)械式、氣動(dòng)裝置、液壓裝置或電磁動(dòng)力。其中自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)外部壓力撤消后可以恢復(fù)到初始狀態(tài)。其中壓力機(jī)構(gòu)將壓力平穩(wěn)加載于串珠安裝機(jī)構(gòu)兩端的軸承。其中繩鋸串珠包括鋼、鎢、鑰、銅元素組成的一種，形狀可以為圓柱形、圓錐形、曲面圓柱形等組成的其中一種，串珠外徑為Imm到200mm,內(nèi)徑為O. 5mm 到 160mm。本發(fā)明超硬磨料串珠有序化布料方法，包括以下操作步驟
(I)將一組繩鋸串珠14按照相同的規(guī)律依次按照在串珠安裝機(jī)構(gòu)7上，保證每個(gè)繩鋸串珠14皆安裝牢固，并在每個(gè)繩鋸串珠14表面均勻涂覆一層粘結(jié)劑。(2)利用布料模具6將超硬磨料顆粒橫向和縱向皆按照一定的間距均勻分布，將布料模具6固定于工作臺(tái)5表面。(3)將自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)7固定安裝于箱體13，將步驟(I)中已安裝繩鋸串珠14的串珠安裝機(jī)構(gòu)7安裝于自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)8，調(diào)整布料模具6與串珠安裝機(jī)構(gòu)7之間的位置，使繩鋸串珠14處于布料模具6進(jìn)給方向一端。(4)加載一定的機(jī)械力按壓壓力機(jī)構(gòu)12，利用其將串珠安裝機(jī)構(gòu)7壓入自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)8，保證該組繩鋸串珠14與布料模具6表面均勻排布的金剛石磨料充分接觸。(5)利用控制器3啟動(dòng)電機(jī)1，通過(guò)減速器2帶動(dòng)絲杠4旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)5和布料模具6的勻速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繩鋸串珠14通過(guò)與布料模具6之間的摩擦力均勻旋轉(zhuǎn)，繩鋸串珠14表面粘結(jié)劑將均勻排布的磨料粘結(jié)在串珠表面。(6)設(shè)定控制器3使繩鋸串珠14恰好旋轉(zhuǎn)一周時(shí)停止電機(jī)1，松開壓力機(jī)構(gòu)12，自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)12將串珠安裝機(jī)構(gòu)7歸位，繩鋸串珠14遠(yuǎn)離布料模具6，取下串珠安裝機(jī)構(gòu)7并取下均勻布料的繩鋸串珠14。 至此，繩鋸串珠的有序化布料過(guò)程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，包括具有導(dǎo)軌(9)的支架(10)，在所述的導(dǎo)軌(9 )上設(shè)置有工作臺(tái)(5 )，在支架(10 )上還設(shè)置有電機(jī)(I)，該電機(jī)(I)通過(guò)絲杠(4 )與所述的工作臺(tái)(5)連接，其特征在于在所述的工作臺(tái)上固定布料模具(6)，在該布料模具上表面分布均勻的規(guī)則排布的槽或孔陣，在所述的支架(10)上還設(shè)置有用于將串珠壓緊并隨布料模具的運(yùn)動(dòng)而同步轉(zhuǎn)動(dòng)的串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置包括自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)(8)、串珠安裝機(jī)構(gòu)(7)以及壓力機(jī)構(gòu)(12)，所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)(8)固定在所述的支架(10)上，所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)(7)上下可調(diào)的設(shè)置在所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)(8)上，所述的壓力機(jī)構(gòu)(12)的一端設(shè)置在自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)(8)，壓力機(jī)構(gòu)(12)的另一端作用在所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)(7)上并可以施加一定壓力于所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)(J)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，其特征在于在所述的工作臺(tái)(5)的下端設(shè)置有滑塊(11)，該滑塊(11)安裝于所述的導(dǎo)軌(9)上。
3.3、根據(jù)權(quán)利要求I所述的超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，其特征在于在所述的支架(IO )上還連接有一箱體(13 )，所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)(8 )固定在所述的箱體(13 )上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，其特征在于所述的布料模具為具有彈性的模板結(jié)構(gòu)，其表面布有槽或孔陣，模板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和寬度范圍IOmm到500mm,厚度范圍1_到30_。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，其特征在于所述的串珠安裝機(jī)構(gòu)由軸承，芯棒和連接器組成，所述的連接器固定安裝于軸承內(nèi)孔，連接器通過(guò)螺紋或卡槽固定芯棒，芯棒材質(zhì)為金屬或非金屬，芯棒直徑范圍Imm到20mm,長(zhǎng)度范圍IOmm到500mmo
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，其特征在于所述的自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)由基座，定位銷，彈簧和承壓片組成，所述的基座為無(wú)蓋箱式結(jié)構(gòu)，基座內(nèi)部安裝一組定位銷，所述承壓片為條狀金屬或非金屬，所述的每組彈簧分別安裝于定位銷上，彈簧頂端安裝一條承壓片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備，其特征在于所述的壓力機(jī)構(gòu)為手動(dòng)式，機(jī)械式、氣動(dòng)裝置、液壓裝置或電磁動(dòng)力。
8.一種采用權(quán)利要求I所述的超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備的布料方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一、將一組繩鋸串珠按照相同的規(guī)律依次安裝在串珠安裝機(jī)構(gòu)上，保證每個(gè)繩鋸串珠皆安裝牢固，并在每個(gè)繩鋸串珠表面均勻涂覆一層粘結(jié)劑； 步驟二、利用布料模具將超硬磨料顆粒橫向和縱向皆按照一定的間距均勻分布，將布料模具固定于工作臺(tái)表面； 步驟三、將自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)固定安裝于箱體，將步驟一中已安裝繩鋸串珠的串珠安裝機(jī)構(gòu)安裝于自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)，調(diào)整布料模具與串珠安裝機(jī)構(gòu)之間的位置，使繩鋸串珠處于布料模具進(jìn)給方向初始端； 步驟四、通過(guò)壓力機(jī)構(gòu)對(duì)串珠安裝機(jī)構(gòu)兩端軸承施加一定壓力，將串珠安裝機(jī)構(gòu)壓入自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)，保證該組繩鋸串珠與布料模具表面均勻排布的金剛石磨料充分接觸； 步驟五、利用控制器啟動(dòng)電機(jī)，通過(guò)減速器帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)和布料模具的勻速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繩鋸串珠通過(guò)與布料模具之間的摩擦力勻速旋轉(zhuǎn)，繩鋸串珠表面粘結(jié)劑將均勻排布的磨料粘結(jié)在串珠表面； 步驟六、設(shè)定控制器使繩鋸串珠恰好旋轉(zhuǎn)一周時(shí)停止電機(jī)，松開壓力機(jī)構(gòu)，自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)將串珠安裝機(jī)構(gòu)歸位，繩鋸串珠遠(yuǎn)離布料模具，取下串珠安裝機(jī)構(gòu)并取下均勻布料的繩鋸串珠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于超硬磨料為金剛石、CBN、硬質(zhì)合金顆粒其中一種，或其組合的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于粘結(jié)劑為壓敏膠，為天然橡膠型、合成橡膠型、丙烯酸類、有機(jī)硅類以及聚氨酯類的其中一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超硬磨料串珠有序化布料設(shè)備及方法，其中設(shè)備包括具有導(dǎo)軌的支架，在導(dǎo)軌上設(shè)置有一工作臺(tái)，在支架上還設(shè)置有一電機(jī)，該電機(jī)通過(guò)一絲杠與工作臺(tái)連接，在工作臺(tái)上設(shè)置有一布料模具，在該布料模具上表面分布均勻的槽或孔陣，在支架上還設(shè)置有用于將串珠壓緊并隨布料模具同步轉(zhuǎn)動(dòng)的串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置包括自動(dòng)歸位機(jī)構(gòu)、串珠安裝機(jī)構(gòu)以及壓力機(jī)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用絲杠直線進(jìn)給與串珠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置自轉(zhuǎn)相結(jié)合的方式，將填充在布料模具上的磨料通過(guò)串珠的自轉(zhuǎn)粘覆上去，這種結(jié)構(gòu)不僅操作簡(jiǎn)單，同時(shí)具有磨料在串珠表面分布均勻的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B24D18/00GK102896592SQ20121035348
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者肖冰, 張子煜, 王波, 段端志 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)