[发明专利]金刚石切削工具的金刚石自动定位装置及方法

说明书

本发明金刚石切削工具的金刚石自动定位装置及方法，属于金刚石切削工具制作技术领域，金刚石自动定位装置主要由孔板、金刚石存储槽、金属粉末存储槽、动盘及伺服电机组成，在模具内预先均匀撒落一层金属粉末，金刚石存储槽在伺服电机的驱动下转动将金刚石布入孔板上的金刚石孔中，完毕后，另一个伺服电机驱动动盘转动，动盘窄缝运动到的位置金刚石便可从金刚石孔内自由落下并定位到模具内，当动盘窄缝运动到对准金属粉末存储槽底部的下料缝时，金属粉末存储槽转动将金属粉末经由下料缝和动盘窄缝中落下均匀铺撒在模具内完成布料工序，如此往复即可完成金刚石和金属粉末的逐层定位排布、均匀铺撒，实现金刚石在切削工具中定位排布。

技术领域

本发明属于金刚石切削工具制作技术领域，特别是涉及一种金刚石切削工具的金刚石自动定位装置及方法。

背景技术

金刚石因其硬度高、抗研磨性强而被广泛用作切削工具的切削单元。在传统的金刚石切削工具的制作工艺中，需将金刚石与金属粉末按比例混合经烧结成型，这就导致在切削工具工作层中金刚石是混乱随机排布的，因此在工作时不能按照金刚石切削工具的实际切削机理严格控制金刚石的排布和实现金刚石的持续出刃。例如，利用目前的方法制作孕镶金刚石钻头，先将一定量的金刚石和胎体粉料混匀，然后倒入模具内捣实、烧结成型，制作出来的孕镶金刚石钻头工作层中金刚石会出现扎堆聚集、部分缺少的现象，金刚石扎堆区胎体对金刚石包裹强度不够会造成金刚石还未参加碎岩工作便已脱落，另外由于金刚石是随机分布的，没有严格按照钻头对岩石的切削机理排布，因此钻头的钻进效率和寿命较低，钻进时容易出现打滑。

为了解决上述技术问题，现有技术中提出了用于实现金刚石在切削工具工作层切削齿中定位排布金刚石的方法，如公告号为“CN102672188B”的中国专利文献，公开的一种“实现金刚石在刀头中定位排布的方法及其布料器”，其中设计的布料器通过抽真空在沉头孔中吸附金刚石，然后输入气流再将金刚石吹出到压坯上进行定位，该方法能够实现金刚石在刀具中定位排布，但是制作每一层压坯工艺复杂且不能自动化操作。再如公布号为“CN102785054A”的中国专利文献，公开了一种“金刚石定位排列切削具冷压成型的装置和方法”，其中设计了一套由底模、盖模、压模、垫片和栅格组成的定位装置，由栅格控制金刚石在胎体粉料表面的排布，再通过压模将其冷压成型形成金刚石定向排布的切削具生胚，再将数个切削具生胚组合一块烧结成型。该方案能够实现金刚石定位排布从而解决金刚石排布的问题，但是不能实现切削具在切削过程中金刚石持续出刃并且制作切削具生坯效率不高，很难实现工业化生产。再如公告号为“CN101569903B”的中国专利文献，公开的一种“实现金刚石在刀头中定向有序排布的方法”，其采用带圆孔结构的下压模，并用针棒与之配合，将金刚石预先定位到圆孔中，然后装入胎体粉料压制成单层刀头生坯。这种方法依旧采用制作单层生坯的思路，操作过程中对操作者的熟练度要求较高，因此加工效率不高，定位精度也很难保证。除此之外，少数公司如美国3M(US05092910)、韩国ShinhanKOREA10-0645748-0000、EwhaKOREA10-0502573-0000等公司均实现了刀头中金刚石的自动排布，但这些方法通常是一个系统工程，需要采用专门的机器设备，因此维护和制造费用较高，国内科研院所很难承担。

发明内容

本发明的目的是针对金刚石切削工具中金刚石混乱随机分布导致的金刚石在切削工具工作层中出现扎堆、部分缺少的问题，为了实现金刚石在切削工具中严格按照切削机理自动定位排布，并且在实际工作中持续出刃，提高切削工具的工作效率和使用寿命，提供一种金刚石切削工具的金刚石自动定位装置及方法，可以实现金刚石等增强性材料颗粒在切削工具中的定位排布，从而使得切削工具在各种硬脆材料如岩石、玻璃、陶瓷及钢筋混凝土时，获得高的工作效率和使用寿命。

为实现上述目的，本发明提出了一种金刚石切削工具的金刚石自动定位装置，其特征在于：包括横梁、支架、电控箱、第一伺服电机、执行机构、模具、模具座及第一步进电机,

所述横梁两端通过螺母固定在支架上；