[发明专利]砂轮环分层压制成型方法及成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及砂轮环分层压制成型方法及成型装置。

背景技术

陶瓷超硬磨料制品比如说砂轮在磨削领域中占有重要地位，其具体结构如图1所示：包括基体1及通过粘接剂2固设于基体上的磨料层，对应直径在一定尺寸范围内的超硬材料砂轮，磨料层通常是一个整体式的砂轮环3，砂轮环是制品参与磨削加工的主体部分，砂轮环的制备工艺直接影响制品的使用性能和加工质量，压制成型工艺是磨料制备过程中至关重要的工序，对砂轮环成品组织均匀性有着直接的影响。现有的压制过程如图2~3所示：使用具有上压头4、下压头9、模具内环7-1、模具外环7-2的成型装置对砂轮环进行成型，模具内环和模具外环围成环形的模腔，压制成型前，需将磨料、结合剂和润湿剂等混合均匀形成型料8，在型料中，结合剂在润湿剂作用下包裹在磨料表面，由于型料具有一定的湿度，流动性较差，给压制成型操作带来一定的困难，目前压制操作均由手工完成。模具外环与压机压头5之间设置有用于控制砂轮环成型高度的上垫块6，模具外环与压机底座10之间通过反向压制机构连接，反向压制机构用于实现对型料的反向压制，通过反向压制机构与压机压头配合可以实现对砂轮环的双向压制，反向压制机构包括设置于模腔与压机底座之间的下垫块11，在使用时，首先手工将型料投入到模腔中，并用刮料板手工刮平，压机压头首先带着上压头下移对模腔中的型料进行压制，当压机压头与上垫块接触后，压机压头泄压，手工将下垫块去除，压机压头再次对上压头施压，压机压头带着模具外环一起下移，此时下压头会完全压入模腔中，根据相对移动原理，相当于下压头上移，实现单向压机上的双向压制。现有的这种成型方式存在的问题在于：1、双向压制是分步实现的，两次压力大小存在差异，导致型料厚度方向的密度一致性难以控制，去除下垫块的操作不仅在制备工艺中步骤繁琐，同时去除下垫块的过程中也容易影响模具的定位，导致成型后制品的均匀性受到影响，另外在实现双向压制时，模具内环并未随压机压头一起向下运动，因此这并非是真正意义上的双向压制；2、这种压制方法使得砂轮环上下两部位的密度比中部位置大，尤其是在压制厚度较大的条件下，组织密度差较大，内部存在较大的应力，使得砂轮环在烧成过程中易出现裂纹、变形量大等缺陷，同时造成砂轮环在使用过程中的消耗速度不同，影响制品的使用性能和加工质量；3、手工将型料投置到模腔中，易造成型料分布不均匀，手工刮平的稳定性差，在压制厚度较大的砂轮环时，此现象更为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可使砂轮环分层压制成型进而减小砂轮环各位置间组织密度差异的砂轮环分层压制成型方法；本发明的目的还在于提供一种为实施上述成型方法而专门设计的砂轮环分层压制成型装置。

为了解决上述问题，本发明中砂轮环分层压制成型方法的技术方案为：

砂轮环分层压制成型方法，该方法包括以下步骤，第一步，将一块砂轮环的型料分成至少两份，分别为第一份型料、第二份型料、······第n份型料，n为大于等于零的正整数，通过驱动机构调整下压头的上下高度，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份型料的设计成型厚度；第二步，向模具内环、模具外环之间投入第一份型料，通过上、下压头和模具外环与压机底座之间的第一反向压制机构配合对第一份型料进行双向压制；第三步，上压头上移复位，通过驱动机构带动下压头下移，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份、第二份型料的设计成型厚度之和，然后向模具内环、模具外环中投入第二份型料，通过上、下压头和第一反向压制机构配合对第二份型料进行双向压制，随后重复第三步，直至第n份型料压制完成，各份双向压制完成的型料一起构成砂轮环坯料。

压机底座包括固定台，第一反向压制机构包括设置于模具外环与固定台之间的第一弹性件和设置于固定台上的用于与所述模具外环限位配合以限制模具外环向下移动极限的第一挡止结构。

模具内环与固定台之间设置有第二反向压制机构，第二反向压制机构包括设置于模具内环与固定台之间的第二弹性件和设置于固定台上的用于与所述模具内环限位配合以限制模具内环向下移动极限的第二挡止结构，在对各份型料双向压制过程中，模具内环的上端受压机压头顶推也随压机压头一起下移。

本发明中砂轮环分层压制成型装置的技术方案为：

砂轮环分层压制成型装置，包括下压头、模具内环、模具外环和压机底座，模具内环、模具外环围成模腔，模具外环与压机底座之间设置有第一反向压制机构，压机底座上设置有与所述下压头传动连接以驱动下压头上下运动的驱动机构。