金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置及方法，屬于金剛石切削工具制作技術(shù)領(lǐng)域，金剛石自動定位裝置主要由孔板、金剛石存儲槽、金屬粉末存儲槽、動盤及伺服電機組成，在模具內(nèi)預(yù)先均勻撒落一層金屬粉末，金剛石存儲槽在伺服電機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動將金剛石布入孔板上的金剛石孔中，完畢后，另一個伺服電機驅(qū)動動盤轉(zhuǎn)動，動盤窄縫運動到的位置金剛石便可從金剛石孔內(nèi)自由落下并定位到模具內(nèi)，當(dāng)動盤窄縫運動到對準(zhǔn)金屬粉末存儲槽底部的下料縫時，金屬粉末存儲槽轉(zhuǎn)動將金屬粉末經(jīng)由下料縫和動盤窄縫中落下均勻鋪撒在模具內(nèi)完成布料工序，如此往復(fù)即可完成金剛石和金屬粉末的逐層定位排布、均勻鋪撒，實現(xiàn)金剛石在切削工具中定位排布。

Diamond automatic positioning device and method for diamond cutting tool

Automatic positioning device and the method of the invention of diamond diamond cutting tool, which belongs to the manufacturing technical field of diamond cutting tools, diamond automatic positioning device is mainly composed of a hole plate, diamond storage tank, storage tank, metal powder brake disc and servo motor, in the mold pre evenly scattered a layer of metal powder, diamond storage tank in servo drive the rotation of the motor under the diamond cloth into diamond hole on the board, after another servo motor driving wheel rotation, position of diamond slit movement to the disc will be the diamond hole from falling and positioning of the mold, when the movable disc narrow movement to feed on the metal powder storage tank at the bottom of the slot, the metal powder storage groove of the rotating metal powder material through the slit and moving plate slit falling evenly spread finish fabric procedure in the mold, such as The positioning and arrangement of the diamond and the metal powder can be finished by the reciprocating process, and the diamond can be positioned and arranged in the cutting tool.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置及方法
本專利技術(shù)屬于金剛石切削工具制作
，特別是涉及一種金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置及方法。
技術(shù)介紹
金剛石因其硬度高、抗研磨性強而被廣泛用作切削工具的切削單元。在傳統(tǒng)的金剛石切削工具的制作工藝中，需將金剛石與金屬粉末按比例混合經(jīng)燒結(jié)成型，這就導(dǎo)致在切削工具工作層中金剛石是混亂隨機排布的，因此在工作時不能按照金剛石切削工具的實際切削機理嚴(yán)格控制金剛石的排布和實現(xiàn)金剛石的持續(xù)出刃。例如，利用目前的方法制作孕鑲金剛石鉆頭，先將一定量的金剛石和胎體粉料混勻，然后倒入模具內(nèi)搗實、燒結(jié)成型，制作出來的孕鑲金剛石鉆頭工作層中金剛石會出現(xiàn)扎堆聚集、部分缺少的現(xiàn)象，金剛石扎堆區(qū)胎體對金剛石包裹強度不夠會造成金剛石還未參加碎巖工作便已脫落，另外由于金剛石是隨機分布的，沒有嚴(yán)格按照鉆頭對巖石的切削機理排布，因此鉆頭的鉆進效率和壽命較低，鉆進時容易出現(xiàn)打滑。為了解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了用于實現(xiàn)金剛石在切削工具工作層切削齒中定位排布金剛石的方法，如公告號為“CN102672188B”的中國專利文獻，公開的一種“實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法及其布料器”，其中設(shè)計的布料器通過抽真空在沉頭孔中吸附金剛石，然后輸入氣流再將金剛石吹出到壓坯上進行定位，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)金剛石在刀具中定位排布，但是制作每一層壓坯工藝復(fù)雜且不能自動化操作。再如公布號為“CN102785054A”的中國專利文獻，公開了一種“金剛石定位排列切削具冷壓成型的裝置和方法”，其中設(shè)計了一套由底模、蓋模、壓模、墊片和柵格組成的定位裝置，由柵格控制金剛石在胎體粉料表面的排布，再通過壓模將其冷壓成型形成金剛石定向排布的切削具生胚，再將數(shù)個切削具生胚組合一塊燒結(jié)成型。該方案能夠?qū)崿F(xiàn)金剛石定位排布從而解決金剛石排布的問題，但是不能實現(xiàn)切削具在切削過程中金剛石持續(xù)出刃并且制作切削具生坯效率不高，很難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。再如公告號為“CN101569903B”的中國專利文獻，公開的一種“實現(xiàn)金剛石在刀頭中定向有序排布的方法”，其采用帶圓孔結(jié)構(gòu)的下壓模，并用針棒與之配合，將金剛石預(yù)先定位到圓孔中，然后裝入胎體粉料壓制成單層刀頭生坯。這種方法依舊采用制作單層生坯的思路，操作過程中對操作者的熟練度要求較高，因此加工效率不高，定位精度也很難保證。除此之外，少數(shù)公司如美國3M(US05092910)、韓國ShinhanKOREA10-0645748-0000、EwhaKOREA10-0502573-0000等公司均實現(xiàn)了刀頭中金剛石的自動排布，但這些方法通常是一個系統(tǒng)工程，需要采用專門的機器設(shè)備，因此維護和制造費用較高，國內(nèi)科研院所很難承擔(dān)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對金剛石切削工具中金剛石混亂隨機分布導(dǎo)致的金剛石在切削工具工作層中出現(xiàn)扎堆、部分缺少的問題，為了實現(xiàn)金剛石在切削工具中嚴(yán)格按照切削機理自動定位排布，并且在實際工作中持續(xù)出刃，提高切削工具的工作效率和使用壽命，提供一種金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置及方法，可以實現(xiàn)金剛石等增強性材料顆粒在切削工具中的定位排布，從而使得切削工具在各種硬脆材料如巖石、玻璃、陶瓷及鋼筋混凝土?xí)r，獲得高的工作效率和使用壽命。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提出了一種金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置，其特征在于：包括橫梁、支架、電控箱、第一伺服電機、執(zhí)行機構(gòu)、模具、模具座及第一步進電機,所述橫梁兩端通過螺母固定在支架上；所述電控箱內(nèi)部布置有集成電路，電控箱分別與第一伺服電機、第一步進電機、第二伺服電機及第三伺服電機、距離傳感器及紅外傳感器連接；所述執(zhí)行機構(gòu)通過角接觸軸承裝配在橫梁中部，執(zhí)行機構(gòu)與第一伺服電機的動力輸出端連接，通過第一伺服電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，執(zhí)行機構(gòu)由固定架、金屬粉末倉、軟管、金屬粉末存儲槽、孔板、動盤、第二伺服電機、連接桿、內(nèi)殼體、第三伺服電機、第二伺服電機座、金剛石存儲槽和外殼體組成，所述金屬粉末倉位于固定架和連接桿之間，并通過螺栓固定在固定架上；所述軟管一端與金屬粉末倉底端連通，另一端置于金屬粉末存儲槽內(nèi)；所述金屬粉末存儲槽設(shè)置在金屬粉末倉正下方，并位于內(nèi)殼體和外殼體之間，金屬粉末存儲槽底部開有下料縫；所述孔板為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，孔板設(shè)置在內(nèi)殼體和外殼體之間，并通過卡耳裝配在內(nèi)殼體和外殼體上，孔板的厚度為h，其與單顆金剛石的粒徑d相等，孔板的表面開設(shè)有按切削機理排列的金剛石孔，其中金剛石孔直徑為D，且d<D<1.5d，孔板上對稱布置有兩條孔板窄縫，且孔板窄縫寬度與下料縫的寬度相等；所述動盤置于孔板下方，動盤與第三伺服電機的動力輸出端連接，通過第三伺服電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，動盤上開有兩條對稱設(shè)置的動盤窄縫，動盤窄縫的寬度為b,且d<b<1.5d，動盤的下表面安裝有紅外傳感器；所述第二伺服電機通過第二伺服電機座固定在固定架上；所述第三伺服電機固定在內(nèi)殼體上；所述內(nèi)殼體通過連接桿固定在固定架上；所述金剛石存儲槽數(shù)量為兩個，兩個金剛石存儲槽呈對稱布置，兩個金剛石存儲槽均由第二伺服電機驅(qū)動且同步轉(zhuǎn)動，金剛石存儲槽的下通孔寬度為1.5d；所述模具放置在模具座中間，并通過第一步進電機驅(qū)動其升降；所述模具座的上表面安裝有距離傳感器。進一步，所述執(zhí)行機構(gòu)還包括第二步進電機和往復(fù)針，所述第二步進電機固定在固定架上并與電控箱連接，第二步進電機的輸出軸與往復(fù)針連接，以驅(qū)動往復(fù)針做往復(fù)運動。進一步，所述金屬粉末倉和金屬粉末存儲槽數(shù)量相同，數(shù)量為兩個，且兩個對稱布置。進一步，所述金屬粉末倉和金屬粉末存儲槽數(shù)量相同，數(shù)量為2n個，n>1,且等間距間隔布置。進一步，所述動盤的厚度為0.2mm～0.4mm。進一步，所述下料縫的寬度與孔板窄縫的寬度均為0.5mm～1.25mm。進一步，所述單顆金剛石的粒徑d為30/35目。進一步，所述金剛石存儲槽底端出口處兩側(cè)設(shè)置有防卡片。進一步，所述第一伺服電機通過第一伺服電機座安裝在橫梁中部。一種金剛石切削工具的金剛石自動定位方法，該方法采用所述的金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置，其特征在于：包括以下步驟，步驟一、向金剛石存儲槽中裝入金剛石，金屬粉末倉和金屬粉末存儲槽中分別裝入金屬粉末，初始時金剛石存儲槽和金屬粉末存儲槽相互貼靠，下料縫和孔板窄縫對準(zhǔn)，下料縫與動盤窄縫錯開1mm；步驟二、啟動第一步進電機帶動模具上升，模具內(nèi)部下表面與動盤下表面之間的距離為5mm，關(guān)閉第一步進電機；步驟三、啟動第三伺服電機驅(qū)動動盤轉(zhuǎn)動，動盤窄縫與下料縫對準(zhǔn)時，關(guān)閉第三伺服電機；步驟四、啟動第一伺服電機驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)動，在模具內(nèi)均勻撒落一層金屬粉末，厚度為0.5mm～1mm，同時啟動第二伺服電機驅(qū)動金剛石存儲槽轉(zhuǎn)動，在金剛石孔內(nèi)布入金剛石，使得每個金剛石孔內(nèi)布入一顆金剛石，完成一層金屬粉末的鋪撒和一層金剛石的布入后，關(guān)閉第一伺服電機和第二伺服電機；步驟五、啟動第三伺服電機驅(qū)動動盤轉(zhuǎn)動，將步驟四中布入到金剛石孔內(nèi)的金剛石經(jīng)由動盤窄縫落入并定位到模具內(nèi)的金屬粉末上，動盤窄縫與下料縫對準(zhǔn)時，金剛石落入完畢，關(guān)閉第三伺服電機并同時啟動第一步進電機驅(qū)動模具下落一定高度，模具下落高度與單層金剛石的高度相等，制得單層金剛石定向有序排布的金剛石切削工具生坯；步驟六、重復(fù)步驟四及步驟五，制得具本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置，其特征在于：包括橫梁(1)、支架(2)、電控箱(3)、第一伺服電機(4)、執(zhí)行機構(gòu)(5)、模具(6)、模具座(7)及第一步進電機(8),所述橫梁(1)兩端通過螺母固定在支架(2)上；所述電控箱(3)內(nèi)部布置有集成電路，電控箱(3)分別與第一伺服電機(4)、第一步進電機(8)、第二伺服電機(17)及第三伺服電機(22)、距離傳感器及紅外傳感器連接；所述執(zhí)行機構(gòu)(5)通過角接觸軸承(10)裝配在橫梁(1)中部，執(zhí)行機構(gòu)(5)與第一伺服電機(4)的動力輸出端連接，通過第一伺服電機(4)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，執(zhí)行機構(gòu)(5)由固定架(11)、金屬粉末倉(12)、軟管(13)、金屬粉末存儲槽(14)、孔板(15)、動盤(16)、第二伺服電機(17)、連接桿(18)、內(nèi)殼體(21)、第三伺服電機(22)、第二伺服電機座(23)、金剛石存儲槽(26)和外殼體(30)組成，所述金屬粉末倉(12)位于固定架(11)和連接桿(18)之間，并通過螺栓固定在固定架(11)上；所述軟管(13)一端與金屬粉末倉(12)底端連通，另一端置于金屬粉末存儲槽(14)內(nèi)；所述金屬粉末存儲槽(14)設(shè)置在金屬粉末倉(12)正下方，并位于內(nèi)殼體(21)和外殼體(30)之間，金屬粉末存儲槽(14)底部開有下料縫(25)；所述孔板(15)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，孔板(15)設(shè)置在內(nèi)殼體(21)和外殼體(30)之間，并通過卡耳裝配在內(nèi)殼體(21)和外殼體(30)上，孔板(15)的厚度為h，其與單顆金剛石的粒徑d相等，孔板(15)的表面開設(shè)有按切削機理排列的金剛石孔(27)，其中金剛石孔(27)直徑為D，且d<D<1.5d，孔板(15)上對稱布置有兩條孔板窄縫(28)，且孔板窄縫(28)寬度與下料縫(25)的寬度相等；所述動盤(16)置于孔板(15)下方，動盤(16)與第三伺服電機(22)的動力輸出端連接，通過第三伺服電機(22)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，動盤(16)上開有兩條對稱設(shè)置的動盤窄縫(29)，動盤窄縫(29)的寬度為b,且d<b<1.5d，動盤(16)的下表面安裝有紅外傳感器；所述第二伺服電機(17)通過第二伺服電機座(23)固定在固定架(11)上；所述第三伺服電機(22)固定在內(nèi)殼體(21)上；所述內(nèi)殼體(21)通過連接桿(18)固定在固定架(11)上；所述金剛石存儲槽(26)數(shù)量為兩個，兩個金剛石存儲槽(26)呈對稱布置，兩個金剛石存儲槽(26)均由第二伺服電機(17)驅(qū)動且同步轉(zhuǎn)動，金剛石存儲槽(26)的下通孔寬度為1.5d；所述模具(6)放置在模具座(7)中間，并通過第一步進電機(8)驅(qū)動其升降；所述模具座(7)的上表面安裝有距離傳感器。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置，其特征在于：包括橫梁(1)、支架(2)、電控箱(3)、第一伺服電機(4)、執(zhí)行機構(gòu)(5)、模具(6)、模具座(7)及第一步進電機(8),所述橫梁(1)兩端通過螺母固定在支架(2)上；所述電控箱(3)內(nèi)部布置有集成電路，電控箱(3)分別與第一伺服電機(4)、第一步進電機(8)、第二伺服電機(17)及第三伺服電機(22)、距離傳感器及紅外傳感器連接；所述執(zhí)行機構(gòu)(5)通過角接觸軸承(10)裝配在橫梁(1)中部，執(zhí)行機構(gòu)(5)與第一伺服電機(4)的動力輸出端連接，通過第一伺服電機(4)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，執(zhí)行機構(gòu)(5)由固定架(11)、金屬粉末倉(12)、軟管(13)、金屬粉末存儲槽(14)、孔板(15)、動盤(16)、第二伺服電機(17)、連接桿(18)、內(nèi)殼體(21)、第三伺服電機(22)、第二伺服電機座(23)、金剛石存儲槽(26)和外殼體(30)組成，所述金屬粉末倉(12)位于固定架(11)和連接桿(18)之間，并通過螺栓固定在固定架(11)上；所述軟管(13)一端與金屬粉末倉(12)底端連通，另一端置于金屬粉末存儲槽(14)內(nèi)；所述金屬粉末存儲槽(14)設(shè)置在金屬粉末倉(12)正下方，并位于內(nèi)殼體(21)和外殼體(30)之間，金屬粉末存儲槽(14)底部開有下料縫(25)；所述孔板(15)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，孔板(15)設(shè)置在內(nèi)殼體(21)和外殼體(30)之間，并通過卡耳裝配在內(nèi)殼體(21)和外殼體(30)上，孔板(15)的厚度為h，其與單顆金剛石的粒徑d相等，孔板(15)的表面開設(shè)有按切削機理排列的金剛石孔(27)，其中金剛石孔(27)直徑為D，且d<D<1.5d，孔板(15)上對稱布置有兩條孔板窄縫(28)，且孔板窄縫(28)寬度與下料縫(25)的寬度相等；所述動盤(16)置于孔板(15)下方，動盤(16)與第三伺服電機(22)的動力輸出端連接，通過第三伺服電機(22)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，動盤(16)上開有兩條對稱設(shè)置的動盤窄縫(29)，動盤窄縫(29)的寬度為b,且d<b<1.5d，動盤(16)的下表面安裝有紅外傳感器；所述第二伺服電機(17)通過第二伺服電機座(23)固定在固定架(11)上；所述第三伺服電機(22)固定在內(nèi)殼體(21)上；所述內(nèi)殼體(21)通過連接桿(18)固定在固定架(11)上；所述金剛石存儲槽(26)數(shù)量為兩個，兩個金剛石存儲槽(26)呈對稱布置，兩個金剛石存儲槽(26)均由第二伺服電機(17)驅(qū)動且同步轉(zhuǎn)動，金剛石存儲槽(26)的下通孔寬度為1.5d；所述模具(6)放置在模具座(7)中間，并通過第一步進電機(8)驅(qū)動其升降；所述模具座(7)的上表面安裝有距離傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石切削工具的金剛石自動定位裝置，其特征在于：所述執(zhí)行機構(gòu)(5)還包括第二步進電機(19)和往復(fù)針(20)，所述第二步進電機(19)固定在固定架(11)上并與控制箱(3)連接，第二步進電機(19)的輸出軸與往復(fù)針(20)連接，以驅(qū)動往復(fù)針(20)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫友宏，劉召，高科，李夢，
申請(專利權(quán))人：吉林大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：吉林,22