專利名稱：打標機的金剛石針頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬打標、刻字的技術領域，特別涉及用金剛石條制作的打標機針頭。
背景技術：
1、 金剛石，屬于無機非金屬材料，自然界中最堅硬的物質(zhì)?？梢允翘烊唤?剛石，也可以是化學氣相沉積方法制備的全質(zhì)多晶金剛石。金剛石是制作超硬工 具的理想材料。但金剛石在應用中，由于焊接、鑲嵌具有較高的技術要求，解決 金剛石制品的制備技術十分重要。
2、 打標機針頭目前常用的打標機針頭主要是用碳化鎢(WC、硬質(zhì)合金) 或碳化硅制作，由于硬度較低，在使用過程中，磨損快，壽命短，對高硬度的材 料(例如熱處理后的淬硬鋼零部件)零部件的打標難度大，字符容易變形等。
3、 使用天然金剛石顆粒制作打標機針頭的針尖，工藝苛刻，價格十分昂貴。 金剛石顆粒脫落的現(xiàn)象一直沒有解決。
4、 與本實用新型相關的現(xiàn)有技術主要有打標機用標記針頭實用新型專利，
專利號CN200620137945.9。該針頭是由帶有排氣孔和針孔的針座和針桿組成， 針尖和針桿是同一種材料，不涉及金剛石制做針尖的各項技術。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術問題是，克服背景技術的不足，為打標機設計一種 金剛石針尖，達到打標機針頭結構合理、牢固耐用、針尖可以修磨的目的。
本實用新型的技術方案是 一種打標機的金剛石針頭，由針座l、針桿2和
針尖3組成；針桿2通過針座1上的連接孔4與針座1同軸線連接，針尖3通過 針桿2上的鑲嵌孔5與針桿2同軸線連接；其特征在于，所述的針尖3由金剛石 條構成，頂端表面為球面形狀；在鑲嵌孔5與金剛石條的側面之間充有焊料。
所述的焊料，可以是BAg45CuZnCd、 BAg42CuZnCd、 BAg40CuZnCd、 BAg38CuZnCd、 BAg35CuZnCd、或銀銅509焊料等。
所述的金剛石條，是天然金剛石條或化學氣相沉積(CVD)金剛石條。針 尖3采用天然金剛石條或CVD金剛石條制作?？梢杂眉す馇懈罱饎偸?，使之成為四棱柱或六棱柱形狀或圓柱的形狀。
針座1可采用黃銅或鋼材料制作，連接孔4用于焊接或者熱套方法連接針桿 2。針座1的形狀可與各類打標機相配制作，連接孔4深度為3—6mm，直徑與 針桿2的直徑相同(焊料連接時)或略小(熱套連接時)。
針桿2可以采用鋼材，如45#鋼或類似的金屬材料制作，硬度在HRC30 60。 形狀為圓柱形， 一端帶有鑲嵌金剛石的鑲嵌孔5。
針桿2和針座1之間可以采用高頻焊接或乙炔吹氧等常規(guī)方法焊接，也可以 通過熱套夾緊方式連接在一起。
金剛石條與針桿2的連接針桿2的鑲嵌孔5直徑比金剛石條的截面的對角 線略大，使金剛石條剛好能夠放入，孔5的深度與金剛石的長度相當。采用低熔 點焊料把金剛石條鑲嵌在針桿2的鑲嵌孔5內(nèi)，并使金剛石條與鑲嵌 L 5內(nèi)部底 端接觸，確保使用過程中金剛石針尖3受到針桿2的縱向支撐，針桿2對金剛石 條在橫向上能牢固的固定。
針尖3形狀為了金剛石針尖3具有高的抗沖擊性能，金剛石針尖3磨成帶 有一定R角的圓球面形狀，并保證針尖3的頂端在針桿2的軸線上。針尖的角 度范圍是30"150度，針尖的圓球面的R取值為0.1—l.Omm。
所述的金剛石條，最好是正四棱柱、正六棱柱或圓柱形狀，其長為3-5mm， 橫截面外接圓直徑或橫截面圓的直徑為1.4 3mm。鑲嵌孔(5)的直徑最好比針尖(3〕 橫截面外接圓直徑或橫截面圓的直徑大0.08~0.2mm 。
本實用新型具有以下特點在使用過程中金剛石不脫落，性能穩(wěn)定，壽命長， 針尖硬度高。不僅可替代傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金針頭或碳化硅針頭，而且能實現(xiàn)上述針 頭無法滿足的硬質(zhì)材料工件的打標，擴展氣動打標和電動打標的應用領域。
a. 采用四棱柱形狀或六棱柱形狀或圓柱狀的的金剛石，使針頭在使用過程 中，金剛石整體受力比較均衡，使整個金剛石不容易產(chǎn)生碎裂，脫落等現(xiàn)象；金 剛石的底端與鑲嵌孔底面接觸，確保針桿對金剛石直接縱向加力，彌補了低熔點 焊料硬度低、金剛石容易松動的缺點。鑲嵌孔的直徑略大于金剛石的橫向最大尺 寸，確保了金剛石在橫向上不易產(chǎn)生活動。
b. 針尖做成了有一定R角的球面形狀，使金剛石針頭打字流暢，并且金剛石 針尖不容易破碎，使金剛石針頭壽命增加，并適合更寬的壓力范圍。
c. 金剛石的長度較大，保證了金剛石針尖磨損后，可修磨， 一支針頭可多次修磨，使用壽命極長。
d.這種針頭適合打標的范圍廣，可對金剛石材料以外的各種材料工件打標， 特別是解決了淬硬鋼、陶瓷、高硅鋁合金、硬質(zhì)合金等硬質(zhì)材料氣動打標和電動 打標的難題。


圖1是本實用新型的整體結構示意圖。 圖2是本實用新型的結構局部放大(針尖部分)示意圖。
具體實施方式

實施例l:結合附圖說明本實用新型的結構
在圖1和圖2中，1為針座，2為針桿，3為針尖，4為連接 L， 5為鑲嵌孔。 連接孔4同軸線的開在針座1上，用于連接針桿2;鑲嵌孔5同軸線的開在針桿 2上，用于連接針尖3。針尖3是由金剛石條構成，打標端的表面磨制成部分球 面形狀，并且球面的頂點在打標機針頭的中軸線上。金剛石條最好是正四棱柱或 正六棱柱或圓柱形狀的。
實施例2:用CVD金剛石條制作打標機針頭
第一步部件的選料加工選用2mm厚的CVD金剛石，激光切割成2mmX 4mm，得到2x2x4mm的正四棱柱金剛石條。選45#鋼的圓柱針桿2，長度50mm， 直徑4mm，表面拋光， 一端鉆03mmx4mm的鑲嵌孔5。并保證鑲嵌孔5與針桿 2同軸。用45#鋼制作帶有連接孔2的針座1，針座1的連接孔4直徑4.1mm， 深度6.0mm，連接孔4與針座1的圓頭同軸。
第二步金剛石條的鑲嵌采用高頻感應加熱使針桿2的帶有鑲嵌孔5的一 端溫度升高至700。C，把焊料放入鑲嵌孔5中，待焊料熔解后，把上述的四棱柱 金剛石條放入鑲嵌孔5，并施加壓力使金剛石條與鑲嵌孔5的底端接觸，同時排 除多余的焊料。冷卻后得到鑲嵌了金剛石條的針桿2。
第三步針尖的刃磨把針桿2裝在旋轉卡盤上，調(diào)整角度，在裝有金剛石 砂輪的磨床上，把鑲嵌金剛石條的一端磨成圓錐尖。把針尖3磨成110.2的圓球 面。完成了針尖3的磨尖。
第四步針桿與針座連接采用高頻感應加熱使針座1的溫度達到800°C， 連接孔4內(nèi)放入焊料(熔點小于700°C)，把針桿2的沒有金剛石條的一端插入 連接孔4，并用濕巾冷卻金剛石條的一端。除去連接孔4里面擠出的多余焊料，冷卻后即得到產(chǎn)品。
表面拋光處理后得到成品的打標機金剛石針頭。
實施例3:采用天然金剛石，制作具有實施例2中CVD金剛石的四棱柱形 狀，并采用實施例2相同的工藝，可制作天然金剛石針頭。 實施例4:熱套方法制作打標機金剛石針頭
第一步部件的選料加工，選用lmm厚的CVD金剛石，激光切割成 lmmx4mm，得到lxlx5的正四棱柱金剛石條。選45#鋼的圓柱針桿2，長度50mm， 直徑3mm，表面拋光， 一端鉆01.5mmx3mm的鑲嵌孔5。并保證鑲嵌孔5與針 桿2同軸。用黃銅制作帶有連接孔4的針座1，針座1的連接孔4直徑2.9mm， 深度5.0mm，連接孔4與針座1的圓頭同軸。
第二步金剛石條的鑲嵌工藝步驟與實施例2相同
第三步針尖的刃磨與實施例2相同
第四步針桿與針座連接，采用熱套連接用高頻感應加熱使針座1的溫度 達到600'C，把針桿2的沒有金剛石條的一端插入連接孔4，同時用濕巾冷卻針 桿2鑲嵌金剛石條的一端。冷卻后即得到產(chǎn)品。
實施例5:正六棱柱金剛石條
選用3mm厚的CVD金剛石，激光切割成正六邊形，邊長lmm，得到邊長 lmm，高3mm的六棱柱金剛石條；選45#鋼的圓柱針桿2，長度50mm，直徑 4mm， 一端鉆<D2.2mmx3mm的鑲嵌孔5，并保證鑲嵌孔5與針桿2同軸；用45# 鋼制作帶有連接孔4的針座1，針座1的連接孔4直徑4.1mm，深度6.0mm，連 接孔4與針座1的圓頭同軸。同實施例2過程制作產(chǎn)品。
實施例6:圓柱形金剛石條
選用3mm厚的CVD金剛石，激光切割成03rnrn的圓柱，得到<D3mm，高 3mm的圓柱狀金剛石條；選45#鋼的圓柱針桿2，長度50mm，直徑4mm， 一端 鉆03.2mmx3mm的鑲嵌孔5，并保證鑲嵌孔5與針桿2同軸；用45#鋼制作帶 有連接孔4的針座1 ，針座1的連接孔4直徑4.1mm，深度6.0mm，連接孔4與 針座1的圓頭同軸。
實施例7:使用舉例
把打標機針頭安裝在氣動打標機上，針尖3與工件的距離2-3mm，工件硬 度HRC58，開啟打標機，振動頻率50-200Hz。可打字符5萬個。
權利要求1、一種打標機的金剛石針頭，由針座(1)、針桿(2)和針尖(3)組成；針桿(2)通過針座(1)上的連接孔(4)與針座(1)同軸線連接，針尖(3)通過針桿(2)上的鑲嵌孔(5)與針桿(2)同軸線連接；其特征在于，所述的針尖(3)由金剛石條構成，頂端表面為球面形狀；在鑲嵌孔(5)與金剛石條的側面之間充有焊料。
2、 按照權利要求l所述的打標機的金剛石針頭，其特征在于，所述的金剛 石條是化學氣相沉積金剛石條或天然金剛石條，其形狀為四棱柱、六棱柱或圓柱 的。
3、 按照權利要求1或2所述的打標機的金剛石針頭，其特征在于，所述的 焊料，是BAg45CuZnCd、 BAg42CuZnCd、 BAg40CuZnCd、 BAg38CuZnCd、 BAg35CuZnCd、或銀銅509焊料。
4、 按照權利要求1或2所述的打標機的金剛石針頭，其特征在于，所述的 金剛石條，是正四棱柱、正六棱柱或圓柱形狀，其長為3-5mm，橫截面的外接 圓直徑或橫截面圓的直徑為1.4 3rnrn;鑲嵌孔(5)的直徑比針尖(3)橫截面外接圓 直徑或橫截面圓的直徑大0.08 0.2mm;金剛石條鑲嵌在針桿(2)—端的鑲嵌孔(5) 內(nèi)時，金剛石條的一端與鑲嵌孔(5)的底面接觸。
專利摘要本實用新型的打標機的金剛石針頭及其制作方法屬于打標、刻字的技術領域。由針座(1)、針桿(2)、針尖(3)以及連接孔(4)、鑲嵌孔(5)組成；針尖(3)由金剛石條構成，頂端表面為球面形狀；在鑲嵌孔(5)與金剛石條的側面之間充有焊料。制作有部件的選料加工、金剛石條的鑲嵌、針尖的刃磨、針桿與針座連接的過程。本實用新型在使用過程中金剛石不脫落，性能穩(wěn)定，壽命長，針尖硬度高，可多次修磨。不僅可替代傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金針頭或碳化硅針頭，而且能實現(xiàn)上述針頭無法滿足的硬質(zhì)材料工件的打標，擴展氣動打標和電動打標的應用領域。
文檔編號B41J2/22GK201309305SQ20082007288
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權日2008年12月10日
發(fā)明者呂憲義, 姜志剛, 張淑玲, 林志偉 申請人:吉林大學;長春八方金剛石科技有限公司