本发明专利技术公开了一种金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置和实验方法，金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置由自动植入机构、支撑架、模具座、水平丝杠、水平丝杠马达、竖直丝杠、竖直丝杠马达、自动植入机构马达、转盘马达和转盘组成，自动植入机构可以在水平丝杠和竖直丝杠的配合下实现水平和竖直方向的运动。本发明专利技术之装置精度较高，自动性强，能通过实验方法使整个实验装置自动植入金刚石颗粒、自动铺料，操作方法简单，能够有效地实现金刚石在切削具中的定位排布和金刚石的持续出刃。
【技术实现步骤摘要】
金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置和实验方法
本专利技术涉及一种金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置和实验方法。
技术介绍
金刚石是目前发现的硬度最高、抗研磨性最强的切削材料。金刚石切削具一般由非工作层钢体和工作层组成，目前广泛应用的金刚石钻头，在其工作层中金刚石是混乱排布的，不能按照金刚石钻头的实际钻进机理严格控制金刚石的排布和实现金刚石的持续出刃，所以金刚石在胎体中会出现扎堆聚集、部分缺少的现象，由于金刚石不能定位排布和不能实现金刚石持续出刃这两大问题，导致金刚石钻头切削效率低，钻进时容易出现打滑现象。实现金刚石在钻头工作层(切削齿)中定位排布能够解决金刚石在胎体中扎堆聚集现象，通过控制金刚石的排列方式能够获得不同的切削效果，因此设计合理的金刚石定位排布植入装置和方法能有效的解决金刚石在切削具中的分布问题。如中国专利技术专利CN102785054A公开了一种“金刚石定位排列切削具冷压成型的装置和方法”，其中设计了一套有底模、盖模、压模、垫片和栅格组成的定位装置，由栅格控制金刚石在胎体料表面的排列，再通过压模将其冷压成型形成金刚石定向排列的切削具生胚。该方案能够实现金刚石定位排列从而解决金刚石分布的问题，但是不能实现切削具在切削过程中金刚石持续出刃。
技术实现思路
本专利技术提供一种金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置和实验方法，该装置精度较高，自动性强，能通过简单的程序设计使整个实验装置自动植入金刚石颗粒、自动铺料，操作方法简单，能够有效地实现金刚石在切削具中的定位排布和金刚石的持续出刃。本专利技术之金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置由自动植入机构、支撑架、模具座、水平丝杠、水平丝杠马达、竖直丝杠、竖直丝杠马达、自动植入机构马达、转盘马达和转盘组成，自动植入机构可以在水平丝杠和竖直丝杠的配合下实现水平和竖直方向的运动。所述的自动植入机构由下料壳体、下料滚柱、刷子、下粒滚柱、下料管、下粒管、过渡槽和下粒壳体组成，下料滚柱在下料壳体内由自动植入机构马达驱动，下粒滚柱和刷子在下粒壳体内由自动植入机构马达驱动同方向转动且相切，刷子转速大于下粒滚柱转速。所述的下粒滚柱表面开有按2mm轴向间距排列的圆坑，每个圆坑的轴向均与下粒滚柱的径向成60°角，圆坑直径为D，d<D<1.5d，d为单颗金刚石直径。改变下粒滚柱表面圆坑的轴向间距可以调整切削齿中径向金刚石浓度。下粒管由10个0.9mm直径的圆空心管组成，下料管为矩形中空管，下料管的宽度比切削齿宽度小1/10，下粒管与下料管在末端交汇形成组合管道。所述下粒滚柱、下料滚柱的材质均为塑料。本专利技术之金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验方法包括以下几个步骤：一、首先称量胎体粉末，将胎体粉末在模具切削齿槽内平铺1mm厚度；二、将称量好的金刚石和胎体粉末分别倒入下粒壳体和下料壳体，通电驱动水平丝杠马达和竖直丝杠马达，使下料管和下粒管组成的组合管道运动至模具内，使组合管道底端对准切削齿部位，距离模具底面8-10mm，调整好后关闭水平丝杠马达和竖直丝杠马达；三、同时启动两个自动植入机构马达，驱动下粒滚柱和下料滚柱转动，下粒滚柱上开有按照一定轴向间距排列的圆坑，圆坑轴向与下粒滚柱径向成60°角，圆坑直径为D，d<D<1.5d，d为单颗金刚石直径，金刚石在下粒壳体一侧进入圆坑，转动至另一侧时倒入下粒管内，刷子的转动可以将圆坑内的露头金刚石刷出来，防止卡住下粒滚柱转动；下料滚柱的转动将胎体料输送至下料管，金刚石和胎体料均匀、按照一定速度输送至组合管道底端；四、在组合管道底端开始有金刚石和胎体料落下时启动转盘马达，驱动转盘以及模具按照一定速度转动，当金刚石和胎体料铺至一个切削齿末端时，通过开关使转盘马达反转，并且通过竖直丝杠使自动植入机构抬升一个微小高度，如此反复直至在一个切削齿内铺至设定高度；五、转动模具一定角度，重复步骤(三)、步骤(四)，开始在下一个切削齿槽内反复铺金刚石和胎体料，实现金刚石在孕镶钻头切削齿中定位排布。本专利技术的有益效果：本专利技术之装置精度较高，自动性强，能通过实验方法使整个实验装置自动植入金刚石颗粒、自动铺料，操作方法简单，能够有效地实现金刚石在切削具中的定位排布和金刚石的持续出刃。附图说明图1为本专利技术的实验装置立体示意图。图2为本专利技术的实验装置剖视图。图3为本专利技术的自动植入机构立体示意图。图4为本专利技术的自动植入机构剖视图。图5为本专利技术的下粒滚柱主视图。图6为图5中的A—A剖视图。具体实施方式请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本专利技术之金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置由自动植入机构、支撑架9、模具座12、水平丝杠13、水平丝杠马达14、竖直丝杠16、竖直丝杠马达17、自动植入机构马达15、转盘马达19和转盘21组成，自动植入机构可以在水平丝杠13和竖直丝杠16的配合下实现水平和竖直方向的运动。所述的自动植入机构由下料壳体1、下料滚柱2、刷子3、下粒滚柱4、下料管5、下粒管6、过渡槽7和下粒壳体8组成，下料滚柱2在下料壳体1内由自动植入机构马达15驱动，下粒滚柱4和刷子3在下粒壳体8内由自动植入机构马达15驱动同方向转动且相切，刷子3转速大于下粒滚柱4转速。所述的下粒滚柱4表面开有按2mm轴向间距排列的圆坑22，每个圆坑22的轴向均与下粒滚柱4的径向成60°角，圆坑22直径为D，d<D<1.5d，d为单颗金刚石直径。改变下粒滚柱4表面圆坑22的轴向间距可以调整切削齿中径向金刚石浓度。下粒管6为10个0.9mm直径的圆空心管组成，下料管5为矩形中空管，下料管5的宽度比切削齿宽度小1/10，下粒管6与下料管5在末端交汇形成组合管道。所述下粒滚柱4、下料滚柱2的材质均为塑料。本专利技术之金刚石在孕镶钻头中定位排布的方法包括以下几个步骤：一、首先称量胎体粉末，将胎体粉末在模具切削齿槽内平铺1mm厚度；二、将称量好的金刚石和胎体粉末分别倒入下粒壳体8和下料壳体1，通电驱动水平丝杠马达14和竖直丝杠马达17，使下料管5和下粒管1组成的组合管道运动至模具内，使组合管道底端对准切削齿部位，距离模具底面8-10mm，调整好后关闭水平丝杠马达14和竖直丝杠马达17；三、同时启动两个自动植入机构马达15，驱动下粒滚柱4和下料滚柱2转动，下粒滚柱4上开有按照一定轴向间距排列的圆坑22，圆坑22轴向与下粒滚柱4径向成60°角，圆坑22直径为D，d<D<1.5d，d为单颗金刚石直径，金刚石在下粒壳体8一侧进入圆坑22，转动至另一侧时倒入下粒管6内，刷子的转动可以将圆坑22内的露头金刚石刷出来，防止卡住下粒滚柱4转动；下料滚柱2的转动将胎体料输送至下料管5，金刚石和胎体料均匀、按照一定速度输送至组合管道底端；四、在组合管道底端开始有金刚石和胎体料落下时启动转盘马达19，驱动转盘21以及模具按照一定速度转动，当金刚石和胎体料铺至一个切削齿末端时，通过开关使转盘马达19反转，并且通过竖直丝杠16使自动植入机构抬升一个微小高度，如此反复直至在一个切削齿内铺至设定高度；五、转动模具一定角度，重复步骤(三)、步骤(四)，开始在下一个切削齿槽内反复铺金刚石和胎体料，实现金刚石在孕镶钻头切削齿中定位排布。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置，其特征在于：由自动植入机构、支撑架(9)、模具座(12)、水平丝杠(13)、水平丝杠马达(14)、竖直丝杠(16)、竖直丝杠马达(17)、自动植入机构马达(15)、转盘马达(19)和转盘(21)组成，自动植入机构可以在水平丝杠(13)和竖直丝杠(16)的配合下实现水平和竖直方向的运动；所述的自动植入机构由下料壳体(1)、下料滚柱(2)、刷子(3)、下粒滚柱(4)、下料管(5)、下粒管(6)、过渡槽(7)和下粒壳体(8)组成，下料滚柱(2)在下料壳体(1)内由自动植入机构马达(15)驱动，下粒滚柱(4)和刷子(3)在下粒壳体(8)内由自动植入机构马达(15)驱动同方向转动且相切，刷子(3)转速大于下粒滚柱(4)转速；所述的下粒滚柱(4)表面开有按2mm轴向间距排列的圆坑(22)，每个圆坑(22)的轴向均与下粒滚柱(4)的径向成60°角，圆坑(22)直径为D，d<D<1.5d，d为单颗金刚石直径；所述下粒管(6)为10个0.9mm直径的圆空心管组成，下料管(5)为矩形中空管，下料管(5)的宽度比切削齿宽度小1/10，下粒管(6)与下料管(5)在末端交汇形成组合管道。...
【技术特征摘要】
1.一种金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置，其特征在于：由自动植入机构、支撑架(9)、模具座(12)、水平丝杠(13)、水平丝杠马达(14)、竖直丝杠(16)、竖直丝杠马达(17)、自动植入机构马达(15)、转盘马达(19)和转盘(21)组成，自动植入机构可以在水平丝杠(13)和竖直丝杠(16)的配合下实现水平和竖直方向的运动；所述的自动植入机构由下料壳体(1)、下料滚柱(2)、刷子(3)、下粒滚柱(4)、下料管(5)、下粒管(6)、过渡槽(7)和下粒壳体(8)组成，下料滚柱(2)在下料壳体(1)内由自动植入机构马达(15)驱动，下粒滚柱(4)和刷子(3)在下粒壳体(8)内由自动植入机构马达(15)驱动同方向转动且相切，刷子(3)转速大于下粒滚柱(4)转速；所述的下粒滚柱(4)表面开有按2mm轴向间距排列的圆坑(22)，每个圆坑(22)的轴向均与下粒滚柱(4)的径向成60°角，圆坑(22)直径为D，d<D<1.5d，d为单颗金刚石直径；所述下粒管(6)为10个0.9mm直径的圆空心管组成，下料管(5)为矩形中空管，下料管(5)的宽度比切削齿宽度小1/10，下粒管(6)与下料管(5)在末端交汇形成组合管道。2.根据权利要求1所述的一种金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验装置，其特征在于：所述下粒滚柱(4)和下料滚柱(2)的材质均为塑料。3.一种金刚石在孕镶钻头中定位排布的实验方法，包括以下步骤：一、首先称量胎体粉末，将胎...
【专利技术属性】
技术研发人员：高科，刘召，葛东，韩君鹏，张鹏飞，许桐，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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