回转型钎焊超硬磨料工具的布料设备及方法

专利名称：回转型钎焊超硬磨料工具的布料设备及方法
技术领域：
本发明涉及回转型钎焊超硬磨料工具布料设备及方法，属于磨料磨具制造领域。
背景技术：
钎焊超硬磨料工具的原理是利用高温钎焊的方法通过磨料、焊料、基体之间的化学和冶金反应牢固结合在一起，确保对磨粒的牢固把持。目前常用的钎焊超硬磨料工具有钎焊锯片、钎焊磨轮、钎焊钻头等。钎焊超硬磨料工具由于其具有磨粒出露高、磨粒把持强度高、锋利度高以及寿命长等优势，在金属材料加工、硬脆非金属材料加工等领域已得到了较多的应用，并在很多领域成功替代了传统的电镀工具。因此，在未来几十年，凭借钎焊超硬磨料工具的超级优异的性能优势，其在金属材料、硬脆非金属材料加工等领域的应用将会越来越广泛。近年来，国内许多超硬磨料工具制造商和相关科研院所在进行钎焊超硬磨料工具的研发与生产，但对于这种极具优势的新型超硬磨料工具如何进行产业规模化生产问题，尚未较好的解决。目前已经出现一些关于钎焊锯片、钎焊磨轮等回转型钎焊超硬磨料工具的专利， 但其中绝大部分只是关于钎焊超硬磨料工具外观结构的设计，而关于钎焊超硬磨料工具的工艺方法却很少。我国南京航空航天大学提出了具有优化地貌的单层钎焊金刚石固结磨料工具的工艺方法(专利号200310106070. 7)，利用该方法制成的单层金刚石固结磨料工具，同时具有钎焊提供的高结合把持强度和磨料择优排布提供的最佳地貌的双重优势。专利“金刚石锯片的钎焊工艺(专利号201110214698. 3) ”涉及到了一种金刚石锯片的钎焊工艺，包括以下步骤(I)基体的预处理；(2)钎焊材料准备；(3)钎焊材料的预涂覆；(4)真空钎焊。然而由于规模化生产钎焊锯片、磨轮、异型回转件等回转型钎焊超硬磨料工具的专业设备尚未研制成功，采用上述工艺方法制作回转型钎焊超硬磨料工具的生产效率必然很低，生产成本高，且回转型钎焊超硬磨料工具的质量稳定性难以保证。为了解决此问题，本发明提供一种回转型钎焊超硬磨料工具的布料设备，其能大大提高布料的效率和稳定性，实现回转型钎焊超硬磨料工具的规模化稳定生产，具有较大的创造性以及较高的经济价值。

发明内容
本发明的目的是提供一种回转型钎焊超硬磨料工具的布料设备及方法，以实现回转型钎焊超硬磨料工具的高效、批量、稳定生产，同时降低设备成本，以利推广。该设备和方法可实现锯片、磨轮、异型回转件等回转型钎焊超硬磨料工具基体的布料。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下
一种回转型钎焊超硬磨料工具布料设备，其特征在于该设备包括箱体，通过布料轴升降机构安装于箱体上的第一支撑板，通过工作台升降机构安装于箱体上的工作台；该设备还包括通过布料轴倾斜机构安装于上述第一支撑板上的第二支撑板；上述第二支撑板上安装有电机和水平仪，还通过轴承套安装有与所述电机相联的布料轴，所述布料轴伸出部分位于上述工作台上方；上述布料轴上还带有用于定位并夹紧回转型钎焊超硬磨料工具基体的工具基体定位夹紧装置该工具基体定位夹紧装置由位于相邻两回转型钎焊超硬磨料工具基体之间的隔环、位于布料轴末端的夹紧挡板、位于布料轴最末端的回转型钎焊超硬磨料工具基体与夹紧挡板之间的调整环、用于使所述夹紧挡板和调整环固定的并与布料轴固连的夹紧螺钉组成。—种利用上述回转型钎焊超硬磨料工具布料设备的布料方法，其特征在于包括以下步骤步骤I、回转型钎焊超硬磨料工具基体依次安装在布料轴上，相邻两回转型钎焊超硬磨料工具基体被隔环间隔开，并通过布料轴末端的夹紧螺钉使回转型钎焊超硬磨料工具基体被固定和夹紧；步骤2、通过布料轴倾斜机构并利用水平仪调整布料轴使其处于水平位置；步骤3、装有压敏胶的容器置于工作台上，通过布料轴升降机构和工作台升降机构，使回转型钎焊超硬磨料工具基体停留在其外圆面置于压敏胶液面以下3_-8_的位置；步骤4、通过电机控制布料轴的转速使得回转型钎焊超硬磨料工具基体外圆面和两侧面均匀粘附压敏胶；移出装有压敏胶的容器，装有磨料的容器置于工作台上，通过工作台升降机构调整工作台高度后通过布料轴倾斜机构使布料轴依次上下倾斜，通过电机控制布料轴的转速，使磨料均匀分布在回转型钎焊超硬磨料工具基体的两侧面上；通过布料轴倾斜机构并 利用水平仪调整布料轴使其处于水平位置，使磨料均匀分布在回转型钎焊超硬磨料工具基体的外圆面上；步骤5、移出装有磨料的容器，装有焊料的容器置于工作台上，通过工作台升降机构调整工作台高度，使焊料完全覆盖回转型钎焊超硬磨料工具基体上的磨料，通过电机控制布料轴的转速使焊料均匀附着在回转型钎焊超硬磨料工具基体上；步骤6、根据实际需要重复步骤2-步骤5。上述布料轴升降机构或/和工作台升降机构是由驱动电机、丝杠螺母副和导轨滑块组成。该机构能实现布料轴或/和工作台在竖直方向升降等动作，并具有自锁动能。上述布料轴升降机构或/和工作台升降机构是由方向阀、压力阀、流量阀、导轨、滑块与气缸或液压缸组成。该机构能实现布料轴或/和工作台在竖直方向升降等动作，并具有自锁动能。上述布料轴倾斜机构包括安装于第一支撑板上的蜗杆与蜗轮，以及与蜗杆相连的手柄或电机；还包括与上述第二支撑板固连的转动轮；还包括传动轴，该传动轴通过固定于第一支撑板的辅助支承板上的轴承孔支持，其一端与所述蜗轮固连，另一端与所述转动轮固连。该机构通过蜗杆蜗轮传动实现布料轴的上下倾斜等动作，并具有自锁动能。上述布料轴倾斜机构包括安装于第一支撑板上的棘轮；还包括顶推装置，该顶推装置还带有使所述棘轮固定的顶锥，该顶推装置与固定于第一支撑板的辅助支承板顶端上的台阶孔固连；还包括与上述第二支撑板固连的转动轮；还包括传动轴，该传动轴通过所述辅助支承板上的轴承孔支持，其一端与所述棘轮(33)固连，另一端与所述转动轮固连。该机构通过棘轮实现布料轴的上下倾斜等动作，并通过顶推装置中顶锥实现自锁功能。本发明能够完成锯片、磨轮、异型回转件等回转型钎焊超硬磨料工具基体的整个布料过程，与现有的回转型钎焊超硬磨料工具布料技术相比，本发明具有以下特点
①高效率，以锯片为例，设备工作一次可制作20片以上，每一次工作时间为15分钟，每个工作日可制作600片以上，而采用现有钎焊超硬磨料工具布料技术仅可制作80片，本设备是目前生产效率最高的回转型钎焊超硬磨料工具布料设备；②自动化程度高，设备布料的关键动作由设备联动完成；
③布料质量稳定，设备自动化程度高，关键动作均由设备联动完成，保证了各回转型钎焊超硬磨料工具基体布料的一致性和布料质量的稳定性；
④设备成本低，易于推广。


图I为回转型钎焊超硬磨料工具布料设备结构示意 图2为回转型钎焊超硬磨料工具布料设备中布料轴倾斜示意 图3为蜗轮蜗杆传动示意 图4为棘轮传动和自锁示意图。图中1、箱体，2、第一驱动电机,3、布料轴升降机构,4、第一丝杠螺母副,5、第一导轨和滑块，6、轴承套，7、电机，8、手柄，9、蜗杆，10、布料轴倾斜机构，11、第一支撑板，12、转动轮，13、第二支撑板，14、水平仪，15、布料轴，16、调整环，17、夹紧挡板，18、夹紧螺钉，19、工作台，20、工作台升降机构，21、第二导轨和滑块，22、第二丝杠螺母副，23、操作面板，24、第二驱动电机，25、轴承，26、传动轴，27、转动轮，28、蜗轮，29、拔塞，30、顶推装置，31、弹簧，32、顶锥，33、棘轮。
具体实施例方式如图I、图2所示。回转型钎焊超硬磨料工具布料设备中电机7控制布料轴15的转动，所述电机7的转速可以调节，操作面板23操控所述回转型钎焊超硬磨料工具布料设备中所有电机，包括第一驱动电机2、电机7和第二驱动电机24，从而实现布料轴15的旋转、升降以及工作台19升降等动作。用于定位并夹紧回转型钎焊超硬磨料工具基体的工具基体定位夹紧装置中隔环和调整环16的内孔直径为I. ld-2d，夹紧螺钉18的螺纹直径为O. 2d-0. 6d，其中d为布料轴15的直径，回转型钎焊超硬磨料工具基体内孔与布料轴15间隙配合。待布料的回转型钎焊超硬磨料工具基体依次安装在布料轴15上，相邻两回转型钎焊超硬磨料工具基体被隔环间隔开，回转型钎焊超硬磨料工具基体的安装位置接近布料轴15末端后，选用合适长度的调整环16，调整环16套于布料轴15末端，注意调整环16—部分伸出布料轴15外(调整环16伸出布料轴15部分的长度不应过长，要保证夹紧螺钉18与布料轴15末端螺纹连接)，通过夹紧挡板17的夹紧螺钉18与布料轴15末端螺纹连接，实现工具基体的固定与夹紧。工具基体的数量根据布料轴15的长度、工具基体的厚度以及隔环和调整环16的长度确定。回转型钎焊超硬磨料工具布料设备中通过布料轴倾斜机(10使布料轴15处于近水平位置，并通过水平仪14调整布料轴15，使布料轴15处于水平位置，保证回转型钎焊超硬磨料工具基体布料厚度一致。回转型钎焊超硬磨料工具布料设备的操作步骤为
步骤I、回转型钎焊超硬磨料工具基体依次安装在布料轴15上，相邻两回转型钎焊超硬磨料工具基体被隔环间隔开，并通过布料15末端的夹紧螺钉18使回转型钎焊超硬磨料工具基体被固定和夹紧；步骤2、通过手柄8并利用水平仪14调整布料轴15使其处于水平位置；
步骤3、装有压敏胶的容器置于工作台19上，通过第一驱动电机2和第二驱动电机24分别控制布料轴15和工作台19的升降，使回转型钎焊超硬磨料工具基体停留在其外圆面置于压敏胶液面以下3mm-8_的位置；
步骤4、通过电机7控制布料轴15的转速使得回转型钎焊超硬磨料工具基体外圆面和两侧面均匀粘附压敏胶；移出装有压敏胶的容器，装有磨料的容器置于工作台19上，通过第二驱动电机24调整工作台19高度后通过手柄8使布料轴15依次上下倾斜，通过电机7控制布料轴15的转速，使磨料均匀分布在回转型钎焊超硬磨料工具基体的两侧面上；通过手柄8并利用水平仪14调整布料轴15使其处于水平位置，使磨料均匀分布在回转型钎焊超硬磨料工具基体的外圆面上；
步骤5、移出装有磨料的容器，装有焊料的容器置于工作台19上，通过第二驱动电机24调整工作台19高度，使焊料完全覆盖回转型钎焊超硬磨料工具基体上的磨料，通过电机7·控制布料轴15的转速使焊料均匀附着在回转型钎焊超硬磨料工具基体上；
步骤6、根据实际需要重复步骤2-步骤5。
权利要求
1.一种回转型钎焊超硬磨料工具布料设备，其特征在干 该设备包括箱体(I)，通过布料轴升降机构(3)安装于箱体(I)上的第一支撑板(11)，通过工作台升降机构(20)安装于箱体(I)上的工作台(19)； 该设备还包括通过布料轴倾斜机构(10)安装于上述第一支撑板(11)上的第二支撑板(13)； 上述第二支撑板(13)上安装有电机(7)和水平仪(14)，还通过轴承套(6)安装有与所述电机(7)相联的布料轴(15),所述布料轴(15)伸出部分位于上述工作台(19)上方； 上述布料轴(15)上还带有用于定位并夹紧回转型钎焊超硬磨料工具基体的工具基体定位夹紧装置该工具基体定位夹紧装置由位于相邻两回转型钎焊超硬磨料工具基体之间的隔环、位于布料轴(15)末端的夹紧挡板(17)、位于布料轴最末端的回转型钎焊超硬磨料工具基体与夹紧挡板(17)之间的调整环(16)、用于使所述夹紧挡板(17)和调整环(16)固定的并与布料轴(15)固连的夹紧螺钉(18)组成。
2.根据权利要求I所述的回转型钎焊超硬磨料工具布料设备，其特征在于上述布料轴升降机构(3)或/和工作台升降机构(20)是由驱动电机、丝杠螺母副和导轨滑块组成。
3.根据权利要求I所述的回转型钎焊超硬磨料工具布料设备，其特征在于上述布料轴升降机构(3)或/和工作台升降机构(20)是由方向阀、压カ阀、流量阀、导轨、滑块与气缸或液压缸组成。
4.根据权利要求I所述的回转型钎焊超硬磨料工具布料设备，其特征在于 上述布料轴倾斜机构(10)包括安装于第一支撑板(11)上的蜗杆(9)与蜗轮(28)，以及与蜗杆(9)相连的手柄⑶或电机；还包括与上述第二支撑板(13)固连的转动轮(12)；还包括传动轴(26)，该传动轴(26)通过固定于第一支撑板(11)的辅助支承板上的轴承孔支持，其一端与所述蜗轮(28)固连，另一端与所述转动轮(12)固连。
5.根据权利要求I所述的回转型钎焊超硬磨料工具布料设备，其特征在于上述布料轴倾斜机构(10)包括安装于第一支撑板(11)上的棘轮(33);还包括顶推装置(30)，该顶推装置(30)还带有使所述棘轮(33)固定的顶锥(32)，该顶推装置(30)与固定于第一支撑板(11)的辅助支承板顶端上的台阶孔固连；还包括与上述第二支撑板(13)固连的转动轮(12);还包括传动轴(26)，该传动轴(26)通过所述辅助支承板上的轴承孔支持，其一端与所述棘轮(33)固连，另一端与所述转动轮(12)固连。
6.ー种利用权利要求I所述回转型钎焊超硬磨料工具布料设备的布料方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I、回转型钎焊超硬磨料工具基体依次安装在布料轴(15)上，相邻两回转型钎焊超硬磨料工具基体被隔环间隔开，并通过布料轴(15)末端的夹紧螺钉(18)使回转型钎焊超硬磨料工具基体被固定和夹紧； 步骤2、通过布料轴倾斜机构(10)并利用水平仪(14)调整布料轴(15)使其处于水平位置； 步骤3、装有压敏胶的容器置于工作台(19)上，通过布料轴升降机构(3)和工作台升降机构(20)，使回转型钎焊超硬磨料工具基体停留在其外圆面置于压敏胶液面以下3mm-8mm的位置； 步骤4、通过电机(7)控制布料轴(15)的转速使得回转型钎焊超硬磨料工具基体外圆面和两侧面均匀粘附压敏胶；移出装有压敏胶的容器，装有磨料的容器置于工作台(19)上，通过工作台升降机构(20)调整工作台(19)高度后通过布料轴倾斜机构(10)使布料轴(15)依次上下倾斜，通过电机(7)控制布料轴(15)的转速，使磨料均匀分布在回转型钎焊超硬磨料工具基体的两侧面上；通过布料轴倾斜机构(10)并利用水平仪(14)调整布料轴 (15)使其处于水平位置，使磨料均匀分布在回转型钎焊超硬磨料工具基体的外圆面上； 步骤5、移出装有磨料的容器，装有焊料的容器置于工作台(19)上，通过工作台升降机构(20)调整工作台(19)高度，使焊料完全覆盖回转型钎焊超硬磨料工具基体上的磨料，通过电机(7)控制布料轴(15)的转速使焊料均匀附着在回转型钎焊超硬磨料工具基体上； 步骤6、根据实际需要重复步骤2-步骤5。
全文摘要
一种回转型钎焊超硬磨料工具布料设备及方法，属磨料磨具制造领域。该设备包括箱体(1)，通过布料轴升降机构(3)安装于箱体(1)上的第一支撑板(11)，通过工作台升降机构(20)安装于箱体(1)上的工作台(19)；该设备还包括通过布料轴倾斜机构(10)安装于上述第一支撑板(11)上的第二支撑板(13)；上述第二支撑板(13)上安装有电机(7)和水平仪(14)，还通过轴承套(6)安装有与所述电机(7)相联的布料轴(15。该设备自动化程度高，可实现钎焊锯片、磨轮、异型回转件等回转型钎焊超硬磨料工具的高效、批量、稳定生产，同时设备成本低，便于推广。
文档编号B23K3/06GK102814765SQ201210282698
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者肖冰, 段端志, 张子煜, 王波, 刘思幸 申请人:南京航空航天大学