一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于砂輪制造工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是傳統(tǒng)砂輪塊制備工藝過(guò)程中勞動(dòng)量大、效率低、人工投入成本高、工藝穩(wěn)定性差，為解決上述問(wèn)題，提供一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝。包括如下步驟：（1）壓制工序：采用臥式整體模具，一次壓制成型磨料層；（2）燒結(jié)：用燒結(jié)爐將磨料層燒結(jié)成磨料塊；（3）切割：將磨料塊放置到專用夾具上，利用激光切割設(shè)備，將磨料塊切割成形狀尺寸符合要求的砂輪用磨料層。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，砂輪塊的壓制成型次數(shù)減少，成型成功率得到提高，保證了成型工藝穩(wěn)定性，同時(shí)減少了勞動(dòng)量，節(jié)約了人工投入成本，較大程度地提高了生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于砂輪制造工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割設(shè)備利用高能量的激光束使工件表面在短時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到極高的溫度，從而使材料熔化或汽化，其輔助的高速氣流將熔融物質(zhì)吹除實(shí)現(xiàn)工件的切割。由于激光切割速度快、精度高，在輕工業(yè)的鈑金加工以及建筑機(jī)械、橋梁、造船等重工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用，尤其是對(duì)于硬脆的陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層的切割，激光切割是一種較為理想的加工方法。
[0003]磨料層是陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪參與磨削加工的主體部分，其制備工藝不僅直接影響砂輪的使用性能和工件的表面質(zhì)量，一定程度上也決定著產(chǎn)品的投入成本和生產(chǎn)效率。通常情況下，陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層生產(chǎn)工藝采用成型模具將混好的粉料壓制成接近成品要求的尺寸和形狀，最后利用燒結(jié)工序制備出砂輪磨料層。
[0004]目前，在陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層的制備工藝中，砂輪塊的壓制工序大多采用手工操作完成。根據(jù)砂輪結(jié)構(gòu)、形狀以及壓制方向的不同，磨料層的成型模具也不同，現(xiàn)有陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層制備工藝的壓制工序通常采用立式分段模具，屬于單塊砂輪塊壓制成型工藝，即一次壓制只能成型一塊砂輪塊。首先，從組裝磨具、添加墊鐵到投料，再到壓制，最后到卸模，整個(gè)壓制成型工藝程序較為復(fù)雜，操作較為繁瑣，尤其是在砂輪塊尺寸較小的條件下，成品率較低，且勞動(dòng)強(qiáng)度較大。其次，此工藝條件下，由于每片砂輪均由若干砂輪塊組成，每塊砂輪塊都要經(jīng)過(guò)壓制成型工藝，批量生產(chǎn)情況下，人工成本投入較高，生產(chǎn)效率較低。最后，由于操作人員的熟練程度、設(shè)備穩(wěn)定性等差異，壓制成型砂輪塊數(shù)量較大的條件下，成型工藝穩(wěn)定性較差，砂輪塊的成型質(zhì)量一致性難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是傳統(tǒng)砂輪塊制備工藝過(guò)程中勞動(dòng)量大、效率低、人工投入成本高、工藝穩(wěn)定性差，為解決上述問(wèn)題，提供一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝。
[0006]本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的:
一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝，包括如下步驟:
(1)壓制工序:采用臥式整體模具，一次壓制成型磨料層；
(2)燒結(jié):用燒結(jié)爐將磨料層燒結(jié)成磨料塊；
(3)切割:將磨料塊放置到專用夾具上，利用激光切割設(shè)備，將磨料塊切割成形狀尺寸符合要求的砂輪用磨料層。
[0007]所述壓制工序?yàn)?，首先調(diào)整模腔的尺寸，然后將混合好的粉料投入模腔內(nèi)，最后上壓頭和下壓頭在壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)向模腔內(nèi)的粉料移動(dòng)施壓。[0008]所述臥式整體模具，包括緊固外殼，緊固外殼內(nèi)部設(shè)置有用于組成模腔的前側(cè)板、后側(cè)板、左側(cè)板和右側(cè)板，模具設(shè)置有上壓頭和下壓頭。
[0009]一種專用夾具，它包括底座，底座上固定隔板，隔板兩側(cè)設(shè)置支撐板，支撐板滑動(dòng)安裝在底座上，且隔板和支撐板的頂端設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階。
[0010]所述底座上還設(shè)置有用于壓緊支撐板的壓板。
[0011]所述壓板滑動(dòng)安裝在底座上。
[0012]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用了壓制成型-燒結(jié)固化-切割高效制備工藝，在壓制成型工序中利用臥式整體模具取代了立式分段模具，操作簡(jiǎn)便，砂輪塊的壓制成型次數(shù)減少，成型成功率得到提高，保證了成型工藝穩(wěn)定性，同時(shí)減少了勞動(dòng)量，節(jié)約了人工投入成本，較大程度地提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是臥式整體模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是不帶有壓頭的臥式整體模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是專用夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是圖3的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝，包括如下步驟:
(1)壓制工序:采用臥式整體模具，首先調(diào)整模腔的尺寸，然后將混合好的粉料投入模腔內(nèi)，最后上壓頭和下壓頭在壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)向模腔內(nèi)的粉料移動(dòng)施壓，一次壓制成型磨料層；
(2)燒結(jié):用燒結(jié)爐將磨料層燒結(jié)成磨料塊；根據(jù)不同的產(chǎn)品來(lái)確定溫度工藝曲線主要有升溫階段、保溫階段、冷卻階段組成。
[0018](3)切割:將磨料塊放置到專用夾具上，利用激光切割設(shè)備，將磨料塊切割成形狀尺寸符合要求的砂輪用磨料層。
[0019]如圖1和圖2所不,臥式整體模具，包括緊固外殼1，緊固外殼I內(nèi)部設(shè)置有用于組成模腔的前側(cè)板2、后側(cè)板3、左側(cè)板4和右側(cè)板5，模具設(shè)置有上壓頭6和下壓頭7。
[0020]如圖3和圖4所示，一種專用夾具，它包括底座9，底座9上固定隔板10，隔板10兩側(cè)設(shè)置支撐板11，支撐板11滑動(dòng)安裝在底座9上，且隔板和支撐板的頂端設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階12。底座上還設(shè)置有用于壓緊支撐板的壓板13。壓板13滑動(dòng)安裝在底座上。
[0021]本發(fā)明采用臥式整體模具壓制磨料層，臥式整體模具由模腔、壓頭和緊固機(jī)構(gòu)組成。模腔由左側(cè)板、右側(cè)板、前側(cè)板、后側(cè)板組成，模腔的尺寸可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，壓制出的磨料層的尺寸具有成品磨料層尺寸的整數(shù)倍的疊加，即一次壓制成型的磨料層可切割為整數(shù)塊成品砂輪磨料層。壓頭由上壓頭和下壓頭組成，上壓頭和下壓頭均具有一定弦長(zhǎng)的圓弧，通過(guò)上下壓頭保證壓制的磨料塊具有與成品砂輪磨料層相同的形狀。成型過(guò)程中，將混合好的粉料投至到模腔內(nèi)，經(jīng)攤料、刮料使粉料8在模腔內(nèi)分布均勻，由于模腔空間較大，投料、刮料工序能夠方便進(jìn)行；上下壓頭在壓機(jī)驅(qū)動(dòng)下同時(shí)向模腔中部的粉料8移動(dòng)施壓，由于壓制厚度較小，保證了壓實(shí)密度均勻性；壓制結(jié)束后將模腔內(nèi)的整體磨料層取出。[0022]在相同批量磨料層生產(chǎn)條件下，與傳統(tǒng)采用立式模具制備砂輪磨料層工藝相比，采用臥式整體模具大大減少了成型次數(shù)，減少了壓制工序的勞動(dòng)量，減少了人為因素的影響，簡(jiǎn)便了后續(xù)的燒結(jié)工序，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高了成型效率。同時(shí)臥式整體模具具有投料方便、刮料均勻的優(yōu)點(diǎn)，降低了操作難度，保證了成型工藝穩(wěn)定性。
[0023]利用臥式整體模具壓制出的磨料層在燒結(jié)后需經(jīng)過(guò)切割處理成為成品砂輪塊。根據(jù)磨料層的形狀和激光切割工藝，本發(fā)明專利采用專用夾具實(shí)現(xiàn)了磨料層的高效切割。
[0024]如圖3和圖4所示，專用夾具由底座、側(cè)板、隔板、支撐板等組成。在使用過(guò)程中，將工件14置于隔板和支撐板的臺(tái)階12上，并將工件排列整齊，隔板位置固定，支撐板可沿著底座的導(dǎo)向槽進(jìn)行移動(dòng)。通過(guò)壓板施壓使支撐板向隔板靠近，從而將工件夾緊，避免在激光切割過(guò)程中壓縮空氣改變工件的位置。隔板和支撐板均有臺(tái)階，并且具有一定的高度，便于觀察激光能否切穿工件，同時(shí)避免激光損傷底座。此專用夾具，一次裝夾條件下，激光光束按照設(shè)定的軌跡，可實(shí)現(xiàn)較大數(shù)量工件的切割，且切割精度較高。切割后的磨料層即為形狀尺寸符合要求的磨料層。利用磨料層燒結(jié)后的激光切割工序可實(shí)現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)尺寸磨料層的制備。
[0025]本發(fā)明對(duì)陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層壓制成型-燒結(jié)強(qiáng)化的傳統(tǒng)制備工藝進(jìn)行了改進(jìn)，采用了壓制成型-燒結(jié)固化-切割高效制備工藝。在壓制成型工序中利用臥式整體模具取代了立式分段模具，操作簡(jiǎn)便，砂輪塊的壓制成型次數(shù)減少，成型成功率得到提高，保證了成型工藝穩(wěn)定性，同時(shí)減少了勞動(dòng)量，節(jié)約了人工投入成本，較大程度地提高了生產(chǎn)效率。采用激光切割設(shè)備將臥式整體模具壓制的燒結(jié)后的磨料層切割為成品砂輪磨料層，不但能夠簡(jiǎn)化壓制模具結(jié)構(gòu)，使不同結(jié)構(gòu)形狀的砂輪塊的生產(chǎn)變得更為簡(jiǎn)潔，而且能夠保證較高的切割精度，尤其是在批量生產(chǎn)模式下，符合高產(chǎn)高效的生產(chǎn)趨勢(shì)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝，其特征在于:包括如下步驟: 壓制工序:采用臥式整體模具，一次壓制成型磨料層； 燒結(jié):用燒結(jié)爐將磨料層燒結(jié)成磨料塊； 切割:將磨料塊放置到專用夾具上，利用激光切割設(shè)備，將磨料塊切割成形狀尺寸符合要求的砂輪用磨料層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝，其特征在于:所述壓制工序?yàn)?，首先調(diào)整模腔的尺寸，然后將混合好的粉料投入模腔內(nèi)，最后上壓頭和下壓頭在壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)向模腔內(nèi)的粉料移動(dòng)施壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝，其特征在于:所述臥式整體模具，包括緊固外殼，緊固外殼內(nèi)部設(shè)置有用于組成模腔的前側(cè)板、后側(cè)板、左側(cè)板和右側(cè)板，模具設(shè)置有上壓頭和下壓頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷結(jié)合劑超硬材料砂輪磨料層高效制備工藝，其特征在于:所述緊固外殼為碳素鋼緊固外殼。
5.一種專用夾具，其特征在于:它包括底座，底座上固定隔板，隔板兩側(cè)設(shè)置支撐板，支撐板滑動(dòng)安裝在底座上，且隔板和支撐板的頂端設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的專用夾具，其特征在于:所述底座上還設(shè)置有用于壓緊支撐板的壓板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用夾具，其特征在于:所述壓板滑動(dòng)安裝在底座上。
【文檔編號(hào)】B24D18/00GK103770034SQ201310746655
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】閆寧, 郭森林, 邢波 申請(qǐng)人:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司