金剛石工具制造設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

1、金剛石工具制造設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 您的查詢字詞都已標(biāo)明如下：砂帶磨弧機(jī) (點(diǎn)擊查詢?cè)~，可以跳到它在文中首次出現(xiàn)的位置) (百度和網(wǎng)頁9 Abrasives News NO.5.2003 金剛石工具制造設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 鄭州磨料磨具磨削研究所 曲茂章 楊曉楓 金剛石工具是將人工合成的金剛石與不同結(jié) 合劑通過混料,成型,燒結(jié)等工藝方法,制造出具 有一定形狀的金剛石工具如:砂輪,磨輪,鋸片,珩 磨條,拉絲模等.是提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高工作效 率,降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高經(jīng)濟(jì)效益的有效工 具.廣泛用于機(jī)械,石材,建筑,交通,機(jī)場(chǎng)等行 業(yè). 隨著我國改革開放的深入及加入WTO后,我 國超硬材料合成設(shè)備技術(shù)及工藝水平

2、的大幅度提 升,我國已成為金剛石生產(chǎn)大國.其價(jià)格也大為 降低,使金剛石工具得以飛速發(fā)展.因此許多大 專院校,研究院所及企業(yè)都自行研制出不少新型 的金剛石工具和專用設(shè)備.使超硬材料的應(yīng)用范 圍逐步擴(kuò)大.現(xiàn)以我所為例簡(jiǎn)單介紹金剛石工具 制造設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r. 一,金剛石混料設(shè)備 金剛石混料設(shè)備是將金剛石與結(jié)合劑(如:各 種金屬粉末,樹脂)進(jìn)行充分混合.使其分布均勻, 以利于制造質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品. 1,搖擺式混料機(jī) J奎l一搖擺式混料機(jī) 這種混料機(jī)(見圖一)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜,采用主 動(dòng)和從動(dòng)的兩組連桿機(jī)構(gòu),由電機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)帶 動(dòng),形成三維空間的搖擺動(dòng)作,使混料桶(瓶)一邊 旋轉(zhuǎn)一邊作上下,左右擺,整體搖擺的

3、動(dòng)作速度在 100r/rain左右,并可進(jìn)行無級(jí)調(diào)速,其運(yùn)動(dòng)軌跡象 舞廳中的彩燈.由于該機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜,制作精度 高,安裝調(diào)整難度大,雖混料效果較理想,但只有 一個(gè)混料裝置,混料量較少,價(jià)格也比較高,一般 常用于試驗(yàn)室或小批量生產(chǎn)中使用.主要性能指 標(biāo)為: 1)電源: 220V,50HZ 2)電機(jī)功率:200W 3)混料量: 1Kg 4)外形尺寸:600mm X 600nlln x 300ram 5)重量:80kfg 2,滾筒式混料機(jī) 這種混料機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單(見圖-).它有兩只與軸 成45.布置的方桶,通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)作近似三維的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).將裝有金剛石和金屬粉末的塑料桶(一 般為金屬粉末的包裝桶)放入方

4、桶內(nèi),隨其一起轉(zhuǎn) 動(dòng),為了不使物料在桶內(nèi)產(chǎn)生有序滑動(dòng),桶內(nèi)裝有 各種規(guī)格的攪拌物(如自行車鏈條)以造成混料物 不時(shí)改變滑動(dòng)的方向和位置.達(dá)到混料均勻的目 的.這種混料機(jī)采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng),可控硅無級(jí) 調(diào)速,并具有時(shí)間設(shè)定及自動(dòng)正,反轉(zhuǎn)功能.操作 簡(jiǎn)單,裝卸料方便,成本低廉,混料量大等特點(diǎn). 主要技術(shù)指標(biāo)為: 1)電源: 2)電機(jī)功率: 3)混料量: 4)調(diào)速范圍: 5)外形尺寸: 6)重量: 380V.50HZ 0.8KW 34 X 2Kg 2010or/rain 1200mm X 500mm x400rain lOOkfg 圖二滾筒式混料機(jī) 二,金剛石工具燒結(jié)壓機(jī) 1,概況 燒結(jié)壓機(jī)是一種金剛

5、石工具制造專用壓機(jī), 可以燒制婦00一奶500nun切割鋸片金剛石刀頭, 小型整體金剛石切割片,金剛石珩磨油石,金剛石 拉絲模等產(chǎn)品. 燒結(jié)壓機(jī)的規(guī)格,型號(hào)很多,但其工作原理都 是一樣.將在混料機(jī)中混合好的金剛石,結(jié)合劑 等混合料,按一定的重量稱好裝入石墨模具中(見 圖三,以金剛石切割片刀頭為例),放人帶有電極 維普資訊 2003年第5期 磨料磨具通訊 l0 的上,下壓頭中通過液壓系統(tǒng)對(duì)其施加一定的壓 力,然后接通加熱電源,將低電壓(46V),大電 流(幾千安至一萬多安),通過電極壓頭傳到受壓 工件模具上,由于石墨模具及含有金剛石金屬粉 料的工件是具有低內(nèi)阻的導(dǎo)體,故大電流通過會(huì) 使其內(nèi)阻發(fā)熱

6、,而產(chǎn)生熱量(Q熱=o.2412r內(nèi)田),最 后可形成高達(dá)1000cI=左右的高溫,使金屬結(jié)合劑 在高溫下熔融,在壓力下,經(jīng)過一定的時(shí)間與金剛 石緊密結(jié)合在一起,就產(chǎn)生出了所需產(chǎn)品. 圖三石墨模具 在燒結(jié)壓機(jī)中生產(chǎn)出的產(chǎn)品,是一次性加壓, 成型,燒結(jié),因此,工藝簡(jiǎn)單,熱效率高,質(zhì)量好,周 期短(一般一次燒結(jié)工藝<15rain),因此是金剛石 工具行業(yè)最廣泛使用的生產(chǎn)設(shè)備.其典型的總體 結(jié)構(gòu)(見圖四).壓機(jī)的壓力規(guī)格一般都有150KN (15tf),250KN(20tf),1MN(1ootf)等,加熱功率有 30KVA,50KVA,60KVA,100KV,120KVA等. 圖四燒結(jié)壓機(jī)結(jié)構(gòu)

7、圖 當(dāng)前國內(nèi)較先進(jìn)的燒結(jié)壓機(jī)都采用了紅外測(cè) 溫技術(shù),PC可編程控制器智能化溫控儀,可控硅 功率元件,彩色顯示等技術(shù),實(shí)現(xiàn)溫度,壓力曲線 的預(yù)設(shè)定,并適時(shí)顯示,跟蹤壓力,溫度曲線,具有 自動(dòng)化程度高,操作方便,控溫精度高等特點(diǎn). 2,RYJD(E)型燒結(jié)壓機(jī) RYJD(E)燒結(jié)壓機(jī)(見圖五)是我所為金剛 石制品和其它超硬材料制品生產(chǎn)而設(shè)計(jì)制造的專 用設(shè)備,具有設(shè)計(jì)合理,結(jié)構(gòu)新穎,工作可靠,效率 高,操作方便等優(yōu)點(diǎn).RYJD(E)燒結(jié)壓機(jī),可根 據(jù)制品的生產(chǎn)工藝要求使壓制和燒結(jié)同步進(jìn)行, 可按給的工藝過程對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)行半自動(dòng)化控 制.RYJD(E)燒結(jié)壓機(jī)分為液壓主機(jī)和電器控 制柜兩部分,液壓主機(jī)

8、部分,為下壓式四柱壓機(jī). 具有剛性好,平行度高等特點(diǎn),液壓系統(tǒng)由專門設(shè) 計(jì)的組合油泵,集成閥,高強(qiáng)度油缸組成,與電氣 控制配合可完成壓機(jī)的快速前進(jìn),升壓,回程等動(dòng) 作.具有高效,低耗,可靠性好等特點(diǎn).電器柜 中,安裝有特種大電流變壓器,測(cè)量及控制儀表. 繼電器控制電路,能可靠的完成動(dòng)作程序,動(dòng)作顯 示,及過載保護(hù),同時(shí)與熱電偶,溫控儀及大功率 接觸器,電接點(diǎn)壓力表組成的控溫控壓系統(tǒng),能完 成壓力及溫度的無級(jí)調(diào)節(jié).主要技術(shù)參數(shù)為: 圖五RYJD(E)型燒結(jié)壓機(jī) 1)額定壓力 150KN 2)加熱功率 50(30)KvA 3)加熱電流8000(6000)A 4)電 機(jī)0.75KW 5)壓頭使用面積

9、200×200咖n2 6)加熱工件截面積80(50)cm2(1000C) 7)冷卻水 20L/rain(<20) 8)控制方式繼電器 9)保壓補(bǔ)壓 自動(dòng)定點(diǎn)控制 lo)升溫速度兩擋可調(diào) 11)保溫控制 自動(dòng)定點(diǎn)控制,控溫精度2% l2)保溫時(shí)間099tdn(099s)任意調(diào)整 13)外形尺寸主機(jī)670×570×1700rmn 電氣柜780×780×1800rmn 14)設(shè)備總重量1000(980)Kg 3,RYJ一2000(2000A)型燒結(jié)壓機(jī) RYJ一2000(2000A)燒結(jié)壓機(jī)(見圖六)是我所 為金剛石制品和其它超硬材料制品生產(chǎn)而

10、設(shè)計(jì)制 造的高檔專設(shè)備.具有設(shè)計(jì)合理,結(jié)構(gòu)新穎,工作 可靠,效率高,操作方便等特點(diǎn).RYJ系列壓機(jī), 可根據(jù)制品的生產(chǎn)工藝要求對(duì)壓制和燒結(jié)同步進(jìn) 行,可按給定工藝過程對(duì)生產(chǎn)過程完成半自動(dòng)化 控制 壓機(jī)的主機(jī)部分為下壓式四柱油壓機(jī),具 維普資訊 Abrasives News NO.5.2I)cI3 有剛性好,平行度高等特點(diǎn).液壓系統(tǒng)由專門設(shè) 計(jì)的組合油泵,集成閥,高強(qiáng)度油缸組成,與電氣 控制配合可完成壓機(jī)的前進(jìn),升壓,保壓,回程等 動(dòng)作.具有高效,低耗,可靠性好等特點(diǎn). 圖六 RYJ一2000(2000A)燒結(jié)壓機(jī) 電氣柜中,安裝有特種大電流變壓器(2000 型為50KVA,2000A型為60K

11、vA),測(cè)量及控制用 儀表.RYJ一2000(2000A)型燒結(jié)壓機(jī)采用微電腦 程序控制,可設(shè)定十條工藝曲線,每條曲線可予置 十步溫度,壓力,時(shí)間值.能可靠地完成動(dòng)作程 序,動(dòng)作顯示,故障檢測(cè)及保護(hù),與裝有微電腦的 智能溫控儀,遠(yuǎn)紅外測(cè)溫探頭(熱電偶),大功率可 控硅控制系統(tǒng)及壓力變送器,電液比例壓力控制 閥組成精密的溫度,壓力系統(tǒng),使其生產(chǎn)過程中溫 度可按設(shè)定的曲線進(jìn)行.壓力由電液比例閥控制, 按予置的不同的壓力值,跟隨溫度自動(dòng)轉(zhuǎn)換.裝 有彩色顯示屏,可適時(shí)顯示壓力和溫度曲線,其較 高的自動(dòng)化程度使得操作方便,工藝穩(wěn)定性更好. 其主要技術(shù)參數(shù)為: 1)額定壓力:150(250)KN 2)額定

12、油壓:20MPa 3)壓頭面積:200×200(250×250)mm2 4)加熱工件截面積:80em2,加熱溫度超過 1000 5)加熱功率:50(60)KVA 380V,50HZ 6)加熱電流:8OO0(10000)A 7)電機(jī)功率:0.75KW 8)測(cè)溫元件:熱電偶K號(hào)及遠(yuǎn)紅外測(cè)溫探頭 9)冷卻水:20升/分(<30) 10)控制方式:可編程控制器控制工作程序, 進(jìn)口電腦智能溫控儀,可控制10段溫度曲線,三 級(jí)壓力預(yù)置,自動(dòng)切換 11)外形尺寸:750×1300 X 1700(1100×1360 ×1750)mill 12)設(shè)備凈重:

13、1000(1200)l(g 4,RYJ一2000K型真空燒結(jié)壓機(jī) RYJ一2000K型真空燒結(jié)壓機(jī)(見圖七)采用 單片機(jī)控制,具有予置十條工藝曲線的功能,每條 曲線可予設(shè)十段溫度,壓力,時(shí)間值.能可靠地完 成動(dòng)作程序,動(dòng)作顯示,故障檢測(cè)及保護(hù),與智能 溫控儀,遠(yuǎn)紅外測(cè)溫探頭及大功率可控硅組成精 確的控溫控壓系統(tǒng),使其生產(chǎn)過程中溫度曲線可 按設(shè)定的曲線進(jìn)行,壓力由電液比例閥控制,可分 檔設(shè)定,跟隨溫度自動(dòng)轉(zhuǎn)換.配有遠(yuǎn)程通訊接口 及監(jiān)控軟件可將生產(chǎn)過程工藝參數(shù)及熱壓燒結(jié)曲 線送達(dá)微機(jī)記錄備案,為分析工藝過程,調(diào)整修改 工藝參數(shù)提供依據(jù).配有真空泵可對(duì)加熱區(qū)進(jìn)行 抽真空,還可以按照工藝要求通入保護(hù)氣

14、體,以保 證工件的燒結(jié)質(zhì)量.主要技術(shù)參數(shù)為: 圖七RYJ一2000K型真空燒結(jié)壓機(jī) 1)額定真空度10-1托 2)額定壓力250l(N 3)額定油壓20MPa 4)活塞直徑×行程,b125×260mm 5)壓頭尺寸250×250mm 6)最小模具高度 120ram(壓制后) 7)最大模具高度180mm 8)加熱功率60KVA 9)測(cè)溫元件紅外測(cè)溫 10)電機(jī)功率0.75KW 三,金剛石鋸片刀頭磨弧機(jī) 磨弧是對(duì)金剛石鋸片刀頭的圓弧面進(jìn)行磨削 加工,是生產(chǎn)金剛石鋸片生產(chǎn)工藝流程中一項(xiàng)重 要的工序,目的是使金剛石鋸片基體和刀頭的兩 個(gè)弧面盡可能一致,使焊接面積達(dá)到最大限

15、度,特 別是激光焊接的金剛石鋸片對(duì)刀頭的圓弧面要求 更高,其加工質(zhì)量好壞直接影響鋸片的焊接強(qiáng)度, 進(jìn)而影響鋸片的使用性能和壽命.良好的圓弧面 可以提高焊接強(qiáng)度,防止脫齒,提高鋸片的幾何形 狀和尺寸精度,降低鋸片的偏擺. 1,MHRI型砂輪磨弧機(jī) MHRI型砂輪磨弧機(jī)(見圖八)將金剛石鋸 維普資訊 2003年第5期 磨料磨具通訊 l2 片刀頭固定在由電機(jī)經(jīng)過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)的擺桿機(jī)座 上以25次/rain的速度擺動(dòng),另一電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪 旋轉(zhuǎn)可對(duì)刀頭的內(nèi)圓弧面進(jìn)行磨削,使其內(nèi)弧面 與鋸片基體的外弧面盡可能一致.通過調(diào)整擺桿 的長度可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同弧面的加工.其主要技術(shù)指 標(biāo)為: 1)刀頭加工半徑范圍R1508

16、00mm 2)一次裝夾工件610個(gè) 3)砂輪轉(zhuǎn)速 1400r/rain 4)擺桿速度25次/min 5)進(jìn)給速度手動(dòng) 6)電機(jī)功率0.75KW+0.55KW 7)電壓380V,50HZ 8)外型尺寸 1600mm×600mln×1450mm 9)重量llOOkgf 圖八MHRI型砂輪磨弧機(jī) 2,SJ系列砂帶磨弧機(jī) sJ系列激光焊金剛石鋸片刀頭砂帶磨弧機(jī) (見圖九)是生產(chǎn)高檔金剛石鋸片的必備設(shè)備,該 機(jī)采用高檔全樹脂砂帶作為磨削工具,依靠改變 接觸輪的大小可以對(duì)不同直徑的金剛石鋸片刀頭 的內(nèi)圓弧進(jìn)行磨削,以達(dá)到其與金剛石鋸片基體 外圓弧吻合的目的.該機(jī)由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)砂帶旋 轉(zhuǎn)

17、,通過接觸輪,張緊輪將砂帶張緊.具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),操作方便等特點(diǎn).SJ一105型激光 焊金剛石鋸片砂帶磨弧機(jī)的技術(shù)參數(shù)為: 圖九SJlO5型砂帶磨弧機(jī) 1)加工鋸片刀頭范圍:奪l05 600mm 2)電機(jī)功率:2.2KW,50HZ 3)砂帶規(guī)格(兩種): 2400×50mm A60(奪340以下) 2850×50mm A60(奪390以上) 4)砂帶速度:23m/s 5)驅(qū)動(dòng)輪直徑:150mm 6)調(diào)偏輪直徑:160mm 7)接觸輪直徑: 0一590mm 8)外型尺寸:24O0×800×800mm 9)機(jī)器重量:500kg 四,便攜式高頻焊機(jī) X

18、GP型高頻感應(yīng)加熱焊機(jī)(見圖十)是我所開 發(fā)出的一種超小型便攜式晶體管高頻焊機(jī),目前 有15KVA和20KVA兩種規(guī)格.該機(jī)專為金剛石 鋸片刀頭的高頻焊接而設(shè)計(jì),同時(shí)也可用于硬質(zhì) 合金鋸片鋸齒焊接;普通硬質(zhì)合金刀頭,刀具,鉆 具的釬焊;齒輪,軸類等小件金屬零件的熱處理; 一般金屬材料的感應(yīng)纖焊及少量金屬材料的熔 煉.該產(chǎn)品是采用國際先進(jìn)的電力電子技術(shù)而開 發(fā)生產(chǎn)的高科技產(chǎn)品.主電路采用大功率MOS. FET器件,控制電路設(shè)計(jì)先進(jìn),輸出電流數(shù)字顯示 直觀,準(zhǔn)確,保護(hù)電路聲,光報(bào)警,并具有手動(dòng) 自動(dòng)定時(shí)操作功能.該機(jī)具有以下特點(diǎn): 1)高效節(jié)能.15KW的功率,焊中1.6m的金 剛石鋸片刀頭只需1

19、015s. 2)設(shè)備體積小,重量輕.該產(chǎn)品的體積和重 量比同功率的電子管高頻焊機(jī)減少了幾十倍.重 量為l215kgf,體積250×320×420(mm)左右. 3)免于安裝調(diào)試.只需接入220V電源和普 通自來水,按操作說明書就能進(jìn)行操作,不需要調(diào) 試. 4)便于現(xiàn)場(chǎng)操作.由于產(chǎn)品超小型化,用戶 能夠方便地應(yīng)用于各種場(chǎng)合. 圖十XGP一15高頻焊機(jī) XGP一15型高頻焊機(jī)技術(shù)參數(shù)為: 1)輸入功15KVA 維普資訊 l3 Abrasives News NO.5.2o03 2)輸入電壓220V±10% 3)輸出震蕩電流200600A 4)輸出震蕩頻率30IOOKHz

20、 5)冷卻水壓0.050.1MPa 6)外形尺寸400×180×330mm 7)重量l5 五,金剛石鋸片應(yīng)力校正機(jī) 金剛石鋸片(鋸條)基體應(yīng)力校正機(jī),俗稱"碾 壓機(jī)"(見圖十一),是石材加工用金剛石鋸片(鋸 條)基體專用修整設(shè)備,它將鋸片和鋸條基體在生 產(chǎn)和使用中產(chǎn)生的不規(guī)則應(yīng)力集中點(diǎn),經(jīng)過合理 的碾壓,使基體內(nèi)應(yīng)力重新均勻分布,以調(diào)整因應(yīng) 力集中而產(chǎn)生的變形,增加基體的表面強(qiáng)度,重新 達(dá)到基體所需的使用標(biāo)準(zhǔn).經(jīng)過碾壓的基體既不 會(huì)改變?cè)械幕w形狀,也不會(huì)造成新的變形,從 而提高鋸片的使用壽命和耐用度,經(jīng)過調(diào)整后的 鋸片特別適合在組合鋸機(jī)上使用.金剛石

21、鋸片應(yīng) 力校正機(jī)由液壓系統(tǒng)通過油缸驅(qū)動(dòng)一個(gè)碾輪進(jìn)行 加力,由電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)另一個(gè)碾輪旋轉(zhuǎn),通 過兩個(gè)碾輪對(duì)鋸片基體進(jìn)行合理的碾壓,使鋸片 基體的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行重新分布,達(dá)到調(diào)整應(yīng)力的目 的.JYX系列金剛石鋸片應(yīng)力校正機(jī)調(diào)整范圍 (上接第2頁)量,只需要Qgf=0.8 Z/(rain'mm)的 磨削液流量就可以了.而當(dāng)磨削液流量提高到 20 z/min30 z/min時(shí),殘余應(yīng)力則沒有進(jìn)一步 下降,所以過分增大磨削液流量是沒有必要的. 戶 /, ' t , ' 柏怖 鐫 , r 圖9直向型導(dǎo)板磨削液噴嘴 供液時(shí)的殘余應(yīng)力圖線 五,結(jié)束語 由于CBN砂輪高效磨削應(yīng)用的不斷擴(kuò)大,并 取得了很好的效果,所以有關(guān)CBN砂輪高效磨削 用磨削液及其供液方法的研究正在廣泛進(jìn)行之 中,以上介紹的主要是磨削液的選用,水基磨削液 的開發(fā)和供液方式方面的新的研究情況,除此而 外,還有另外一些研究方向應(yīng)引起關(guān)注,例如固體 寬,使用方便.jYX一2型金剛石鋸片應(yīng)力校正機(jī) 主要技術(shù)指標(biāo)如下: 調(diào)整范圍 2o0800mm 額定壓力0.230KN 液壓油壓力010MPa 碾輪直徑&#