CN109571294A - 一种含造孔颗粒的钻石刀头 - Google Patents

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    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/10—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with cooling provisions

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Abstract

本发明公开了一种含造孔颗粒的钻石刀头，包括用于磨削加工的磨块，磨块包含混合在一起烧结的钻石颗粒、胎体金属粉和造孔颗粒，烧结后的造孔颗粒中含有氧化钙。这种含造孔颗粒的钻石刀头，通过加工过程中氧化钙与水发生反应喷发向外并在刀头中造出孔洞，可以提高磨削过程中的容屑能力，有效去除磨削过程中产生的磨屑，产生的孔洞可以提高磨块的磨削效率和加工表面冷却能力。进一步地，设置多个通过辅助层相连接的磨块，辅助层中均匀分布有若干造孔颗粒，造孔颗粒可以有效形成沟槽，便于磨块在磨削过程中排屑散热。此发明用于机械加工领域。

Description

一种含造孔颗粒的钻石刀头
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种含造孔颗粒的钻石刀头。
背景技术
磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度，每次切削深度很小，在一次形成中所去除的物料层很薄，是一种应用广泛的机械加工方法。而在磨削过程中，当磨具的磨粒磨钝时，由于磨粒自身部分碎裂或结合剂断裂，磨粒从磨具上局部或完全脱落，而磨具工作面上的磨料不断出现新的切削刃口，或不断露出新的锋利磨粒，使磨具在一定时间内能保持切削性能。磨具的这种自锐性，是磨具与一般刀具相比突出的特点。
但是相对而言整个磨削过程中会产生较高温度，高温容易损坏工件或者磨具，也可能造成较大的尺寸差异。而磨削过程中所产生的磨屑容易粘附在磨具上面或者工件上面，会很大程度地影响后续的磨削加工。并且磨具在自锐过程中，磨粒部分露出过多容易脱落，磨粒部分露出太少又很难打磨到工件，这也很大程度上限制了磨削加工的效率和质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磨削效果更好、排屑冷却能力强的含造孔颗粒的钻石刀头。
本发明所采取的技术方案是：一种含造孔颗粒的钻石刀头，包括用于磨削加工的磨块，磨块包含混合在一起烧结的钻石颗粒、胎体金属粉和造孔颗粒，烧结后的造孔颗粒中含有氧化钙。
作为上述方案的改进，造孔颗粒由石墨粉、玉米粉和碳酸钙混合制成。
作为上述方案的改进，烧结温度为800℃。
作为上述方案的改进，造孔颗粒均匀地分布在磨块中.
作为上述方案的改进，造孔颗粒均为球形。
作为上述方案的改进，造孔颗粒的直径为0.3mm～3mm。
作为上述方案的改进，磨块的数量不少于2，并且相邻磨块之间通过辅助层连接。
作为上述方案的改进，各辅助层包含混合在一起烧结的胎体金属粉和造孔颗粒。
作为上述方案的改进，各磨块和辅助层的截面均为梯形。
作为上述方案的改进，各磨块和辅助层横向排列形成截面为梯形的钻石刀头。
本发明的有益效果：这种含造孔颗粒的钻石刀头，通过在磨块中设置含有氧化钙的造孔颗粒，通过加工过程中氧化钙与水发生反应喷发向外并在刀头中造出孔洞，可以提高磨削过程中的容屑能力，有效去除磨削过程中产生的磨屑，产生的孔洞可以提高磨块的磨削效率和加工表面冷却能力，进一步地该造孔颗粒为大小一致的球形，可以保证磨块强度的均匀并促进造孔颗粒在磨具中分布均匀。进一步地，设置多个通过辅助层相连接的磨块，辅助层中均匀分布有若干造孔颗粒但没有钻石颗粒，于是辅助层可以有效形成沟槽，便于磨块在磨削过程中排屑散热。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是该钻石刀头的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明为一种含造孔颗粒的钻石刀头，包括用于磨削加工的磨块1，磨块1主要由金属胎体、磨粒和造孔颗粒11组成。磨粒为钻石颗粒，若干造孔颗粒11均匀分布在磨块1内。各造孔颗粒11中含有氧化钙，并且在造孔颗粒11中氧化钙的质量比重为20％～90％，能在磨削加工过程中与水发生剧烈反应，最终使造孔颗粒11消散。造孔颗粒11可以根据效果需要在制作该种含造孔颗粒的钻石刀头的时候进行质量百分比的选择，可以达到15％的质量百分比而不影响钻石刀头的加工性能，并大大提高该种含造孔颗粒的钻石刀头的加工效果。
作为优选的实施方式，各造孔颗粒11均为球形，球形可以方便生产加工统一规格，并且容易使造孔颗粒11在刀头中的分布更均匀。各造孔颗粒11的直径为0.3mm～3mm，利用该尺寸的造孔颗粒11制作的刀头可以提高容屑排屑散热的能力。
作为优选的实施方式，钻石刀头中设有多个磨块1，相邻磨块1之间通过辅助层2连接。辅助层2可以是材质较软的物料，使钻石刀头在磨削过程中可以在相邻模块1之间有效地形成沟槽。辅助层2也可以是均匀分布有若干造孔剂颗粒11的物料，除却不含磨粒之外，其余组分与磨块1一致，辅助层可以有效地形成沟槽，提高该种含造孔颗粒的钻石刀头的排屑散热能力。辅助层2通过焊接或者黏贴连接到相邻的磨块1之间，也可以直接将磨块1和辅助层2固定烧结在一起。磨块和辅助层的截面均为梯形，可以有效扩大磨削面。
在本实施例中，先对造孔颗粒11进行生产制造。原料有石墨粉、粘合剂和碳酸钙粉，可以使用玉米粉作为粘合剂，造孔颗粒11为球形并且直径控制在0.5mm左右，其具体制作步骤如下：
1)、将石墨粉、玉米粉和碳酸钙粉按照1：2：7的比例倒入物料桶中，并加入适量水，初步人工搅拌5分钟后，利用搅拌机进行搅拌混合20分钟。
2)、挤料机的出口设置为0.8mm，挤料机的压力设置为8Mpa，将搅拌好的原料倒入挤料机进行挤压生成细条状的坯料。一般挤料机的料斗位于机体的上方，通过人工将搅拌好的原料倒入挤料机中。原料到达挤料机中的挤料装置，利用螺杆或其他挤料装置压缩原料空间来进行挤压，然后压缩后的原料进一步挤压从由物料机下端的出口挤出形成细条状的坯料。
3)、在挤料机的出口位置处设置有滚筒，挤料机挤出的坯料直接落入滚筒中进行滚转。滚转过程中坯料会自行打断，坯料之间会相互摩擦、坯料与滚筒之间相互摩擦进行滚圆，最后形成球形的小颗粒，从滚筒底部的排料口排除。一般滚筒为中间设有转动锥台的圆形物料桶，利用锥台的转动带动坯料运动摩擦，最后达到滚圆的效果。并且在滚筒对坯料进行打断滚圆的过程中，用热风机进行热烘，可以提高生产温度并降低湿度，提高成品质量。对制作成的造孔颗粒11进行真空包装，便于储存运输。
在对磨块1进行粉末冶金之前，先将钻石颗粒、胎体金属粉和造孔颗粒11按1:100:10的比例混合，并使用设备充分搅拌均匀，然后将混合好的原料装进压模中施压形成磨块坯块。在这里需要说明的是，钻石颗粒、胎体金属粉和造孔颗粒11的比例会依照实际需要进行变化，实际上制作时的其它比例变化应属于本发明的保护范围当中。再另外将造孔颗粒11和胎体金属粉等按一定的比例混合，并使用设备充分搅拌均匀，然后将混合好的原料装进压模中施压形成辅助层坯块。将磨块坯块和辅助层坯块按间隔排列装入热压模中，相互压紧并升温到800℃以上冶炼。在冶炼的过程中，磨块坯块和辅助层坯块相互连接固定。并且磨块坯块或辅助层坯块中的造孔颗粒11里的碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳从磨块坯块或辅助层坯块中逸出。而造孔颗粒11中的玉米粉高温碳化，并且玉米粉碳化后的性质与钻石颗粒相近。
从附图1看，上下左右等方位词并不代表具体方向，只是为了方便描述而定义的相对位置。该钻石刀头的横截面为梯形，各磨块1与辅助层2的连接处沿钻石刀头的长度方向，并且朝向上端面和下端面。钻石刀头的上端面比较宽，作为磨削加工过程的加工面。而钻石刀头的下端面比较窄，用来连接到刀架上，一般是通过焊接连接到刀架上。钻石刀具上的上端面和下端面上均是间隔分布有磨块1和辅助层2，提高上端面的磨削性能，保证下端面焊接后层与层之间的稳定性。
这种新型的钻石工具一般是针对石料或陶瓷的磨削加工，在磨削的过程中利用水作为加工液。在磨削过程中，磨具上磨块1加工面处的钻石颗粒与磨块之间的连接强度逐渐变小，钻石颗粒从磨块1上局部或完全脱落，而磨块1上的加工面处的钻石颗粒不断出现形成新的切削刃口，使磨具不断保持切削性能。在此过程中，钻石刀头上的加工面处的造孔颗粒11也在不断外露，接触到水。磨块1中的造孔颗粒11中的氧化钙与水发生剧烈反应生成氢氧化钙，整个造孔颗粒利用氧化钙与水的剧烈反应从磨具上磨块1的加工面处喷发出，同时带走粘附在加工面上的磨屑。造孔颗粒11在加工面上形成孔洞，该孔洞可以容纳和排除磨削过程中产生的磨屑，并能容纳冷却水，提升磨具的散热性能，也可以为钻石颗粒提供更多的露出空间的同时保持磨块1对钻石颗粒的抓紧力，进一步提高磨块1的加工性能。辅助层2中造孔颗粒11形成孔洞时可以有效推动加工液流动，提高散热性能，并且可以相对于磨块1形成一系列的沟槽。在含造孔颗粒的钻石刀头磨削加工时各磨块1之间的辅助层2上过的沟槽能有效去除磨屑和便于加工液流通，并且极大地提高了散热性能。
当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：包括用于磨削加工的磨块(1)，所述磨块(1)包含混合在一起烧结的钻石颗粒、胎体金属粉和造孔颗粒(11)，烧结后的造孔颗粒(11)中含有氧化钙。
2.根据权利要求1所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：所述造孔颗粒(11)由石墨粉、玉米粉和碳酸钙混合制成。
3.根据权利要求2所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：所述烧结温度为800℃。
4.根据权利要求3所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：所述造孔颗粒(11)均匀地分布在磨块(1)中。
5.根据权利要求4所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：所述造孔颗粒(11)均为球形。
6.根据权利要求5所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：所述造孔颗粒(11)的直径为0.3mm～3mm。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：所述磨块(1)的数量不少于2，并且相邻磨块(1)之间通过辅助层(2)连接。
8.根据权利要求7所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：各所述辅助层(2)包含混合在一起烧结的胎体金属粉和造孔颗粒(11)。
9.根据权利要求8所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：各所述磨块(1)和辅助层(2)的截面均为梯形。
10.根据权利要求9所述的含造孔颗粒的钻石刀头，其特征在于：各所述磨块(1)和辅助层(2)横向排列形成截面为梯形的钻石刀头。
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