一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置。该摊料装置包括机架，所述机架上设有沿z向延伸的摊料臂和模具安装座，模具安装座用于在油石成型模具长度沿x向延伸、宽度沿y向延伸的姿态下安装油石成型模具，所述摊料臂与模具安装座之间可做沿x向和z向的相对复合往复运动，该复合往复运动的轨迹的两端部分高度高于中间部分高度，所述摊料臂的下端设有摊料头。该摊料装置在布料时使对应待成型油石的待烧结粉料呈现中间部分厚度小，两端部分厚度大的特征，合模烧结时使烧结压力呈现两头大、中间小的特点，平衡了烧结时由于向外热辐射造成的烧结温度两头低、中间高而引起的烧结动力不均，显著提高了油石的硬度均匀性。

Material distribution device for forming uniform hardness super hard abrasive grit stone

The invention relates to a material distribution device for forming uniform hardness super hard abrasive grit stone. The spreading device comprises a frame, the frame is provided with along Z trending spreading arm and mold mounting seat, mold mounting seat used in the stone mold along a length of the X to the Y extension, which extends along the width of the installation posture relative complex mold oilstone, the reciprocating motion of the arm and spreading mold installation seat between can and Z direction along the X, both ends of the composite reciprocating motion trajectory is higher than the height of the middle part of the lower height, spreading arm is provided with a head stand. The spreading device makes the corresponding in the cloth when slipstone to sintering powder shows that the middle part of the small thickness, feature ends of big thickness, mold the sintering sintering pressure has the characteristics of two big middle small, balance during the sintering due to sintering dynamic outward heat radiation caused by the low sintering temperature at both ends, the middle high caused by uneven, significantly improves the hardness uniformity of asphalt.

【技术实现步骤摘要】
一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置
本专利技术涉及超硬材料制品
，具体涉及一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置。
技术介绍
金属结合剂超硬磨料油石是由超硬磨料100(金刚石或立方氮化硼)和金属结合剂101制成的条状磨削工具(如图1所示)。其中，超硬磨料起磨削作用；结合剂粘结超硬磨料形成油石形状，同时保证磨削时油石的自锐性和一定的耐用度。金属结合剂超硬磨料油石由于具有加工效率高、磨料把持力强、使用寿命长、强度高、磨削精度高等优点，广泛应用于轴承沟道及滚道、内燃机缸、机床导轨、光学器件、电子仪器等精密零件的粗加工、半精及精加工等。硬度均匀性是金属结合剂超硬磨料油石最重要的质量指标之一：通常油石的耐磨性与油石硬度成正比，如油石的硬度均匀性差，则油石不同部位在使用过程中的消耗速率将不一致，这不仅会导致油石的形状及尺寸精度无法保证(此时必须对油石进行修整以保证其形位精度，但由于修整频繁，极大地降低了生产效率)，同时更严重的是会引起加工过程的严重不稳定，造成工件划伤、磨削精度降低、表面粗糙度不均匀等加工问题。因此，对于超硬磨料油石尤其是精加工、超精加工用油石，其硬度均匀性应严格控制，不同位置的硬度值差应在5以内。金属结合剂超硬磨料油石普遍基于热压烧结工艺制备，具体工艺流程如下：①混料，将所需超硬磨料与金属结合剂粉末在三维涡流混料机等设备中混合均匀，得到待烧结粉料；②根据油石尺寸选取合适的石墨模具，石墨模具组装后，向石墨模具型腔投入所需单重的待烧结粉料，并将粉料均匀摊平(如图2所示)，之后盖上模具上压板(上压板与粉料接触面为平面)；③将待烧结模具放到热压烧结机上，按照设定的烧结工艺(烧结温度、烧结压力)进行烧结，得到油石毛坯；④对油石毛坯进行精加工，得到最终产品。以上传统热压烧结工艺制备的金属结合剂超硬磨料油石的硬度均匀性较差，油石不同部位的洛氏硬度值差达10以上，并且通常油石中部硬度高，两端硬度较低，无法满足半精加工、精加工超硬磨料油石要求。出现以上问题的关键原因在于：金属结合剂油石的硬度与烧结压力、烧结温度密切相关，均呈正比例关系；传统热压烧结工艺中，成型粉料均匀分布、表面刮平，烧结时压力分布较为均匀；但油石各部位的烧结温度是不均匀的，这是由于热压烧结基于大电流作用下石墨模具产热形成高温，进而对模具中金属粉末进行烧结，由于烧结过程在敞开环境中进行，石墨模具不可避免的存在对环境的热辐射现象，因此石墨模具的温度从内部向外部逐渐降低，相应油石的烧结温度也是中部高，向两侧逐渐降低，造成烧制后油石硬度不均匀，油石硬度从中部向两端逐渐降低，影响油石质量及精密磨削应用。现有技术中，申请公布号为CN106217273A的专利公开了一种金刚石珩磨油石及其制备方法，金刚石珩磨油石由如下重量百分比的原料制成：粒度为400目～1000目金刚石微粉5～10％和金属结合剂90～95％；所述金属结合剂由铜锡预合金粉45～55％、银粉12～20％、镁粉30～33％和粒度为200目～800目滑石粉2～5％组成；具体制备方法是通过混料、模具成型、烧结、等通道转角挤压等工序制备油石毛坯，最后对油石毛坯进行机械加工，得到尺寸精度合格的成品。该专利通过对油石毛坯进行等通道转角挤压，使油石结合剂晶粒得到充分细化及组织均匀性提高，从而显著提高了油石结合剂的硬度均匀性。但该专利需要采用专用的等通道转角挤压设备，增加了生产成本，生产工序也较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，从而解决现有制备方法存在的生产成本高、生产工序复杂的问题。为实现上述目的，本专利技术的硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置的技术方案是：一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，包括机架，所述机架上设有可沿z向延伸的摊料臂和模具安装座，模具安装座用于在油石成型模具长度沿x向延伸、宽度沿y向延伸的姿态下安装油石成型模具，所述摊料臂与模具安装座之间可做沿x向和z向的相对复合往复运动，该复合往复运动的轨迹的两端部分高度高于中间部分高度，所述摊料臂的下端设有摊料头。本专利技术提供的硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，布料时使待烧结粉料呈现中间部分厚度小，两端部分厚度大的特征，合模烧结时在粉料层厚的位置，烧结时受到上压板传下的压力相对更高，从而提高该位置烧结后的硬度；在烧结时烧结压力呈现两头大、中间小的特点，平衡了烧结时由于向外热辐射造成的烧结温度两头低、中间高而引起的烧结动力不均，显著提高了油石的硬度均匀性，油石不同位置的硬度值差在4以内，完全满足精加工、超精加工对油石硬度均匀性的严格要求。优选的，模具安装座可做沿x向的往复运动，摊料臂可做沿z向的往复运动。进一步优选的，所述摊料臂与机架之间顶装有弹性装置，模具安装座包括用于在往复运动过程中与所述弹性装置一起驱动摊料臂往复运动的凹形模框，所述凹形模框顶部具有与摊料臂配合的两端对称的下凹面。所述两端对称的下凹面的最低点和最高点之间的连线与水平线形成夹角α，所述夹角α的范围为1°～4°。进一步优选的，所述两端对称的下凹面为凹弧面。优选的，超硬磨料油石的长度不大于90mm时，夹角α的范围为2°～4°。超硬磨料油石的长度在90～200mm时，夹角α的范围为1°～2°。夹角α过大或过小均不利于提高油石硬度均匀性，当α小于上述范围时，对烧结后油石两端区域硬度的提高能力有限；当α大于上述范围时，容易造成烧结后油石两端硬度提高过大，导致油石硬度两端大，中间低，引起新的硬度不均匀。所述摊料臂包括与凹形模框的下凹面滚动配合的滚动部件。所述滚动部件为沿y向延伸的滚轴。所述摊料臂的下端设有摊料刀。本专利技术的硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，结构简单，可方便将待烧结粉料的上表面摊铺成凹形面，进而用于制备硬度均匀的超硬磨料油石；可通过更换不同凹形模框得到适宜的摊料形状，满足不同尺寸超硬磨料油石的制作需求。附图说明图1为油石的结构示意图；图2为传统油石摊料状态剖视图；图3为本专利技术的摊料装置的结构示意图；图4为图3的三维结构示意图；图5为图3的正视图；图6为图3的左视图；图7为图3的俯视图；图8为本专利技术的摊料装置在投料作业时的结构示意图；图9为本专利技术的摊料装置在摊料作业时的结构示意图；图10为本专利技术的油石摊料状态剖视图；图11为油石的硬度检测点的分布示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。本专利技术的硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置的具体实施例，如图3至图7所示，包括通过定位销27连接于模具安装座11上的上下设置的凹形模框17、石墨模框15和石墨底板14，石墨底板14和石墨模框15围成油石成型模具，凹形模框17的上表面沿z向的截面为中间低、两端高的两端对称的凹弧面，凹弧面的最低点和最高点之间的连线与水平线形成夹角α，夹角α范围为1°～4°；模具安装座11通过螺母固定块6与滚珠丝杠副的螺母8固定连接；滚珠丝杠副设于机架10上，机架10上位于滚珠丝杠副的两侧间隔平行设有两条导轨13和与各自导轨13配合的滑块7，滑块7的上端与模具安装座11连接，以实现在滚珠丝杠副的带动作用下，凹形模框17、石墨模框15和石墨底板14可沿导轨方向(x向)作往返移动；机架10上还设有用于固定摊料臂套筒21的U型支架22，U型支架2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，其特征在于，包括机架，所述机架上设有沿z向延伸的摊料臂和模具安装座，模具安装座用于在油石成型模具长度沿x向延伸、宽度沿y向延伸的姿态下安装油石成型模具，所述摊料臂与模具安装座之间可做沿x向和z向的相对复合往复运动，该复合往复运动的轨迹的两端部分高度高于中间部分高度，所述摊料臂的下端设有摊料头。

【技术特征摘要】
1.一种硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，其特征在于，包括机架，所述机架上设有沿z向延伸的摊料臂和模具安装座，模具安装座用于在油石成型模具长度沿x向延伸、宽度沿y向延伸的姿态下安装油石成型模具，所述摊料臂与模具安装座之间可做沿x向和z向的相对复合往复运动，该复合往复运动的轨迹的两端部分高度高于中间部分高度，所述摊料臂的下端设有摊料头。2.如权利要求1所述的硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，其特征在于，模具安装座可做沿x向的往复运动，摊料臂可做沿z向的往复运动。3.如权利要求2所述的硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，其特征在于，所述摊料臂与机架之间顶装有弹性装置，模具安装座包括用于在往复运动过程中与所述弹性装置一起驱动摊料臂往复运动的凹形模框，所述凹形模框顶部具有与摊料臂配合的两端对称的下凹面。4.如权利要求3所述的硬度均匀超硬磨料油石成型用摊料装置，其特征在于，所述两端对称的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓磊，赵炯，邵俊永，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41