異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超硬材料的釬焊制造領(lǐng)域，特別是一種異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釬焊單層金剛石工具是利用釬料在高溫下的毛細(xì)作用，將金剛石磨粒與基體發(fā)生化學(xué)冶金結(jié)合固定，具有較高的結(jié)合強度和裸露高度，金剛石制品更加鋒利，容屑空間大，不宜堵塞，磨料的利用率更高，且由于是單層釬焊，滿足更高的磨削速度和工作強度要求。
[0003]由于釬焊單層金剛石制品的優(yōu)異性能，國內(nèi)外對其設(shè)計、制造及其使用方面進(jìn)行了許多有益探索研究，其中一個熱點問題就是磨料的有序排布問題。傳統(tǒng)金剛石制品的磨料是隨機分布的，容易形成磨料的偏析和富集，降低了切削效率和工具壽命，磨料不能有序利用。實驗表明，磨料有序排布的金剛石工具制品與隨機排布相比具有節(jié)約用料，切屑效率更高，改善工件表面加工質(zhì)量，壽命有效延長的優(yōu)良性能，因此磨料的有序排布一直是國內(nèi)外磨具行業(yè)追求的目標(biāo)。
[0004]目前，國內(nèi)外各實驗室和磨具公司對有序排布磨具方法進(jìn)行了實驗和探究，并總結(jié)和研發(fā)了一系列行之有效的有序排布方法是實驗裝置。我國臺灣中國砂輪公司宋健民博士提出的專利技術(shù)(U.S.Pantent..6，039，641).即用模板法實施金剛石均勻分布/有序排列，該方法可真空或保護(hù)氣氛圍下，帶模板燒制出精確有序排布金剛石有序磨粒。由瑞士ETH機床與加工研究所G.Burkhard博士等提出的專利技術(shù)(EP1208345A)，是采用靜電排布法，可在棒料圓盤體上進(jìn)行有序排布。韓國新韓公司開發(fā)的ARIX自動排布系統(tǒng)，可在刀頭中均勻有序排布金剛石磨料，該工藝自動化程度高。
[0005]但是對于異性曲面或復(fù)雜形貌的基體磨料有序排布方面，還沒有提出有效適用的排布方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種排布位置準(zhǔn)確的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，包括分隔板和若干垂直穿過分隔板的針式吸附頭，所述分隔板的后側(cè)為抽真空腔，所述各針式吸附頭包括連通的氣體接入口和吸附口，所述氣體接入口位于抽真空腔內(nèi)，所述吸附口位于分隔板的前側(cè)，所述各針式吸附頭具有軸向來回移動的行程。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空腔內(nèi)設(shè)有推平器，所述推平器包括將氣體接入口推向分隔板的推平板。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空腔內(nèi)設(shè)有連通外界的進(jìn)氣口和吸氣口。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述推平板上設(shè)有分別連通進(jìn)氣口和吸氣口的連通孔。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分隔板配套設(shè)有震動器，所述震動器的運行使分隔板以及針式吸附頭震動。
[0012]本發(fā)明還提供一種操作簡單、便捷的異形曲面回轉(zhuǎn)體模具單層磨粒的有序排布方法，其采用的技術(shù)方案是:
一種異性曲面回轉(zhuǎn)體模具單層磨粒的有序排布方法，包括以下步驟:
a.各針式吸附頭的吸附口壓覆待排布磨粒的基體表面，利用針式吸附頭的軸向移動仿形基體表面形狀；
b.通過氣體接入口的抽真空使各針式吸附頭從磨料層中吸附出磨粒；
c.各針式吸附頭按步驟a的位置輕觸基體表面，撤銷氣體接入口的抽真空作用，使磨粒粘附在基體表面；
d.移開所述裝置并旋轉(zhuǎn)基體，沿基體表面重復(fù)實施步驟a至步驟C。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟b中，通過震動各針式吸附頭使每個針式吸附頭僅吸附單顆磨粒。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟c中，在撤銷抽真空作用后，向真空腔內(nèi)通入氣體，使磨粒脫離吸附口。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟d中，裝置被移開后將仿形的針式吸附頭復(fù)位至各氣體接入口平齊。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述磨粒為金剛石或立方氮化硼。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)基體異形回轉(zhuǎn)曲面形狀和尺寸，利用可軸向移動的針式吸附頭仿形出待排布磨粒的基體表面后，用針式吸附頭吸附磨粒并粘附于基體表面，由于磨粒被吸附后也形成了仿形面，磨粒粘附在基體表面后可準(zhǔn)確的定位，因此單層磨粒在基體表面有序排布的工藝流程更加簡單方便，從而提高工作效率。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0019]圖1是本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明仿形步驟的示意圖；
圖3是本發(fā)明吸附步驟的示意圖；
圖4是本發(fā)明放料步驟的示意圖；
圖5是圖4中A部分的放大示意圖；
圖6是本發(fā)明復(fù)位步驟的示意圖；
圖7是基體表面有序排布的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示的異形曲面回轉(zhuǎn)體磨具單層磨粒的有序排布裝置，包括水平布置的分隔板I和若干垂直穿過分隔板I的針式吸附頭2。各針式吸附頭2根據(jù)待排布的基體表面呈矩形陣列地布置在分隔板I上。分隔板I的上方為抽真空腔3，該抽真空腔3由分隔板
1、四周的壁10以及頂部的頂蓋9所圍成。
[0021]每個針式吸附頭2均等長、等直徑并呈針管狀，長度在5-30mm，內(nèi)徑在0.1-1mm,其兩端分別是氣體接入口和吸附口，氣體接入口和吸附口相互連通。其中，氣體接入口位于抽真空腔3內(nèi)，吸附口位于分隔板I的下方，在抽真空腔3中抽真空可使吸附口中產(chǎn)生吸力，從而吸附磨粒。實施例中的各針式吸附頭2具有軸向來回移動的行程，即可在分隔板I中來回伸縮移動。另外，每個針式吸附頭2均是裝在分隔板I的孔上，并與這些孔的孔壁緊密貼合，從而產(chǎn)生一定的摩擦，只有在受到較大外力的前提下才能軸向移動，因此針式吸附頭2吸附磨粒后并不會因為自身和磨粒的重力作用而發(fā)生軸向的伸縮移動。
[0022]優(yōu)選的，真空腔內(nèi)設(shè)有推平器，推平器包