一种树脂结合剂磨具挤压成型混合装置及成型方法与流程

本发明涉及磨具制造技术领域，具体涉及一种树脂结合剂磨具挤压成型混合装置及成型方法。

背景技术：

树脂结合剂磨具是超精密磨削加工中最主要的一类磨具，其生产周期和制备精度直接影响磨削加工的生产效率和加工质量。传统树脂结合剂磨具的制作都是通过将磨料、结合剂、添加剂搅拌混合后注入成型模具后高温烧制成型。但是，其混料过程中存在磨料分布不均、磨料沉积等问题会严重影响精密磨具的性能和使用寿命；此外，传统的烧结成型方法还存在生产周期长、成型模具开模成本高、生产灵活性差等问题，无法满足日益增长的精密磨具制造需求。因此，急需开发一种高效灵活的树脂结合剂精密磨具成型方法及装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种树脂结合剂磨具挤压成型混合装置及成型方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种树脂结合剂磨具挤压成型混合装置，包括挤压成型本体，挤压成型本体中间为通孔结构，挤压成型本体下端设有挤压喷嘴，挤压成型本体的通孔内设有挤出螺杆和搅拌杆，挤出螺杆和搅拌杆同轴设置，搅拌杆套设于挤出螺杆内，挤出螺杆位于挤压成型本体通孔内段表面设有挤出螺旋叶，搅拌杆位于挤压成型本体通孔内段表面设有搅拌叶，搅拌叶位于挤出螺旋叶下端，挤压成型本体侧壁开设有至少2个进料口；挤出螺杆的一端和搅拌杆的一端均位于挤压成型本体外部，通过驱动装置驱动。

进一步的，挤压喷嘴轴截面为锥形结构，挤压喷嘴与挤压成型本体为一体成型结构。

进一步的，挤压喷嘴与挤压成型本体通过螺纹连接。

进一步的，搅拌叶和挤出螺旋叶之间设有上隔断法兰，上隔断法兰上设有轴向通孔。

进一步的，搅拌杆上位于搅拌叶下端设有搅拌挤出螺旋叶，搅拌叶与搅拌挤出螺旋叶之间设有下隔断法兰。

进一步的，挤压成型本体外侧设有加热电丝。

进一步的，挤压成型本体表面设有用于固定安装加热电丝的凹槽。

进一步的，驱动装置采用外部驱动轴或者采用固定于挤压成型本体上端的驱动电机，挤出螺杆和搅拌杆上分别设有从动齿轮，驱动电机的输出轴上设有分别与挤出螺杆和搅拌杆上从动齿轮配合传动的驱动齿轮，驱动电机的输出轴连接有齿轮箱，齿轮箱的输出轴分别与挤出螺杆和搅拌杆上的从动齿轮啮合传动。

一树脂结合剂磨具挤压成型方法，包括以下步骤：

步骤1)、将树脂结合剂通过挤压成型本体的进料口送到挤压成型本体(1)内；

步骤2)、以不同转速和转向开启挤出螺杆和搅拌杆进行挤压和搅拌；

步骤3)、经过均匀搅拌的树脂结合剂通过挤出喷嘴挤出，逐步移动挤压成型本体使挤压喷嘴出料口对准成型区，通过紫外光源照射挤压喷嘴的出料，通过光敏聚合反应完成树脂结合剂由液态到固态转化的固化过程。

进一步的，步骤2)成型过程中对挤压成型本体管壁进行恒温加热。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种树脂结合剂磨具挤压成型混合装置及成型方法，通过中间为通孔结构的挤压成型本体，在挤压成型本体下端设有挤压喷嘴，在挤压成型本体的通孔内设有挤出螺杆和搅拌杆，使挤出螺杆和搅拌杆同轴设置，搅拌杆套设于挤出螺杆内，挤出螺杆位于挤压成型本体通孔内段表面设有挤出螺旋叶，搅拌杆位于挤压成型本体通孔内段表面设有搅拌叶，搅拌叶位于挤出螺旋叶下端，挤压成型本体内形成搅拌挤压一体结构，利用挤压成型本体侧壁开设有至少2个进料口，实现多种混合料进行同步混合，通过驱动装置驱动挤出螺杆和搅拌杆实现挤压搅拌，然后通过紫外光源照射挤压喷嘴的出料，通过光敏聚合反应完成树脂结合剂由液态到固态转化的固化过程，本装置结构简单，使用灵活方便，混合料搅拌均匀。

进一步的，挤压喷嘴与挤压成型本体通过螺纹连接，便于挤压喷嘴的更换。

进一步的，设置上隔断法兰能够有效防止物料快速通过挤出螺旋叶段进入搅拌叶段，确保物料搅拌充分。

进一步的，利用搅拌挤出螺旋叶对搅拌后的物料进行二次挤压搅拌，确保物料混合均匀。

进一步的，挤压成型本体外侧设有加热电丝，能够确保树脂结合剂处于最佳成型温度状态，有利于打印成型，提高打印效率。

进一步的，采用固定于挤压成型本体上端的驱动电机结构设计，能够有效缩小装置整体体积，使整个装置小型化，便于灵活打印。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1b-b剖视图。

图3为本发明立体图。

图4为本发明驱动电机安装原理图。

图5为挤压喷嘴挤压成型本体安装结构示意图。

图中：1-挤压成型本体，2-挤压喷嘴，3-挤出螺杆，4-搅拌杆，5-挤出螺旋叶，6-搅拌叶，7-进料口，8-上隔断法兰，9-搅拌挤出螺旋叶，10-下隔断法兰，11-加热电丝，12-驱动电机，13-齿轮箱；14、散热片；15、从动齿轮；16、驱动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1至图4所示，一种树脂结合剂磨具挤压成型混合装置，包括挤压成型本体1，挤压成型本体1中间为通孔结构，挤压成型本体1下端设有挤压喷嘴2，挤压成型本体1的通孔内设有挤出螺杆3和搅拌杆4，挤出螺杆3和搅拌杆4同轴设置，搅拌杆4套设于挤出螺杆3内，挤出螺杆3位于挤压成型本体1通孔内段表面设有挤出螺旋叶5，搅拌杆4位于挤压成型本体1通孔内段表面设有搅拌叶6，搅拌叶6位于挤出螺旋叶5下端，挤压成型本体1侧壁开设有至少2个进料口7，进料口7与挤出螺旋叶5上端螺旋起始口对其；挤出螺杆3和搅拌杆4一端位于挤压成型本体1外部，通过驱动装置驱动，挤出螺杆3与挤压成型本体1端部设有密封圈，实现挤压成型本体1与挤出螺杆3之间的密封。

挤压喷嘴2轴截面为锥形结构，挤压喷嘴2与挤压成型本体1采用两种连接方式，具体的：如图1所示，挤压喷嘴2与挤压成型本体1为一体成型结构，挤压喷嘴2与挤压成型本体1一体成型；或者如图5所示，挤压喷嘴2与挤压成型本体1通过螺纹连接，便于挤压喷嘴1的更换。

搅拌叶6和挤出螺旋叶5之间设有上隔断法兰8，上隔断法兰8上设有轴向通孔，用于挤出螺旋叶5挤压物体通过通孔进入搅拌叶6搅拌空间内；设置上隔断法兰8能够有效防止物料快速通过挤出螺旋叶5段进入搅拌叶6段，确保物料搅拌充分；

搅拌杆4上位于搅拌叶6下端设有搅拌挤出螺旋叶9，搅拌叶6与搅拌挤出螺旋叶9之间设有下隔断法兰10；利用搅拌挤出螺旋叶9对搅拌后的物料进行二次挤压搅拌，确保物料混合均匀。

挤出螺旋叶5与挤压成型本体1内壁形成混料腔上段；搅拌叶6与挤压成型本体1内壁形成搅拌腔；搅拌挤出螺旋叶9与挤压成型本体1内壁形成混料腔下段。挤出螺旋叶5和搅拌挤出螺旋叶9旋向相反；

挤压成型本体1表面设有加热电丝11；挤压成型本体1表面设有用于固定安装加热电丝11的凹槽；能够确保树脂结合剂处于最佳成型温度状态，有利于打印成型，提高打印效率。

挤压成型本体1位于进料口处外侧设有散热片14，防止进料口处物料挤压过热；

驱动装置采用外部驱动轴，即外部驱动电机，或者采用固定于挤压成型本体1上端的驱动电机12，挤出螺杆3和搅拌杆4上分别设有从动齿轮15，驱动电机12的输出轴上设有分别与挤出螺杆3和搅拌杆4上从动齿轮配合传动的驱动齿轮16；驱动电机12的输出轴通过齿轮箱13传动，实现挤出螺杆3和搅拌杆4不同转向和转速。能够有效缩小装置整体体积，使整个装置小型化，便于灵活打印。

本发明所述的即时混合快速成型方法，包括以下步骤：

1)结合图1至图4，将不同成分及磨料浓度的液态树脂及磨料混合物通过挤压成型本体1的进料口被送到混料腔上段进行预混合，混料腔内混合物磨料浓度，即磨具的磨料浓度可由不同送料口的进料速率进行调节；

2)光固化树脂及磨料的液态混合物进入混料腔上段，挤出螺旋叶5开始旋转，树脂结合剂开始进行预混合，并且混合物在螺杆的转动下沿螺杆沟槽向下通过搅拌腔上隔断法兰上的开孔被挤入搅拌腔；

3)安装在搅拌轴上的搅拌叶片以特定转速旋转，对树脂结合剂进行充分混合；同时，安装在搅拌腔外壁的电热丝对搅拌腔进行加热以增强树脂结合剂的流动性，提高搅拌效率。

4)不断从混料腔上段挤入搅拌腔的树脂结合剂被均匀混合后又通过搅拌腔下隔断法兰上的开孔被挤入混料腔下段，下段挤出螺杆将混合物进一步混合并通过螺纹以一定速率向下挤出；

搅拌过程中，挤出螺杆3和搅拌杆4的搅拌方向相反，挤出螺杆3和搅拌杆4的搅拌速率根据打印速度进行调整；

5)经过均匀搅拌的液态树脂结合剂通过挤出喷嘴挤出，并在紫外光源的照射下，通过光敏聚合反应完成树脂结合剂由液态到固态转化的固化过程，并通过打印喷头的移动逐步完成打印过程。