[發明專利]一種在位雕刻實現磨粒圖案分布砂輪的制作裝置

在審

• 申請號: 201710647031.X
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107378810A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 黃國欽;黃杰榕;穆德魁;黃輝;郭樺;徐西鵬
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B24D5/02
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,張迪

技術領域

本發明屬于磨粒工具制備領域，具體涉及一種在位雕刻實現磨粒圖案分布砂輪的制作裝置。

背景技術

借以磨粒的高硬度等優良物理機械性能，磨粒砂輪以其高效、穩定、耐用等優秀磨削特性，成為零件成型加工和高質量表面形成的關鍵手段，在金屬、工程陶瓷、光學晶體、半導體及天然巖石等高效和精密磨削、硬質合金、光學晶體、工程陶瓷、航空航天鈦合金等材料的高效和精密磨削加工中發揮著無可替代的支柱作用。

由于磨削技實際上是通過固結在磨輪表面的眾多磨料對材料的微量去除從而實現工件材料的整體去除加工，因此磨輪表面磨粒的分布對磨輪性能影響巨大。一直以來，人們都在努力如何使得磨料或者微磨粒群能夠按照一定的方式分布在磨輪表面，以確保磨粒間能夠均勻的承擔切削載荷，從而有效的提高磨粒的磨削性能，如中國實用新型專利公開號CN1528565A中公布了一種基于殼膜布料的帶圖案優化的磨料制備技術，中國實用新型專利CN101073882公布了一種磨料三維多層可控優化排布電鍍工具制備方法等。這些方法從不同方面上針對磨粒圖案排布磨輪制作中的磨料的排布實施問題進行了突破，但是所制工具依然與預期的設計目的相差甚遠。究其原因，在于現有方法大都只是針對磨粒排布方式，而忽略了高性能磨輪的另一個重要問題——磨輪輪廓精度問題。磨輪輪廓的高精度是高精度工件成型的基本保證，但受結合劑層厚度的影響很大。CN105965408A公開了一種單層磨粒砂輪的制作方法，其核心點在于通過跳動補償機構間接控制結合劑均勻涂敷以解決磨粒等高性問題，但是其設備復雜，操作繁瑣。另一方面，現有的網篩，孔板，模板法材料主要是金屬，陶瓷等，成本高且難加工，排布圖案樣式少，而且也僅是起到動磨粒位置限制的作用，并沒有起到控制結合劑厚度的作用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種在位雕刻實現磨粒圖案分布砂輪的制作裝置。

本發明的具體技術方案如下：

一種在位雕刻實現磨粒圖案分布砂輪的制作裝置，包括：

一旋轉組件，包括一轉軸、一驅動電機和一旋轉運動控制單元，轉軸在驅動電機的驅動下帶動砂輪基體垂直于水平面旋轉，旋轉運動控制單元與驅動電機電連接，用以控制驅動電機以不同轉速運轉；

一結合劑涂覆組件，包括相互電連接的一結合劑壓力儲存單元、一導管、一噴涂控制單元和一噴嘴，結合劑壓力儲存單元與噴嘴通過導管連接，噴涂控制單元控制結合劑從噴嘴流出；

一定厚刮料組件，包括一刮片、一滑塊、一光軸、一彈簧和支座，滑塊與光軸滑動連接，彈簧設置于支座與滑塊之間，彈簧受壓反彈作用下使得固定于滑塊上的刮片的自由端能緊貼于臨時覆蓋層；

一磨粒震落組件，包括一料槽、一震動單元和一震動控制單元，料槽設于震動單元上用以盛裝磨粒，且料槽的出料口位于砂輪基體的上方，震動控制單元與震動單元電連接；

一雕刻組件，包括一上下驅動滑臺、一軸向驅動滑臺、一法蘭、一激光頭和一雕刻控制單元，雕刻控制單元控制上下驅動滑臺、軸向驅動滑臺和激光頭，使得激光頭在上下驅動滑臺和軸向驅動滑臺的聯合作用下能夠實現上下運動和沿著砂輪軸向方向聯動，配以砂輪旋轉協同運動，使得激光頭發射出來的激光實現對臨時覆蓋層進行依據磨粒排布圖案雕刻切割；

和一控制系統組件，與上述旋轉運動控制單元、噴涂控制單元、震動控制單元和雕刻控制單元電連接。

在一較佳實施例中：還包括一磨粒濃度自動計數組件，用以控制磨粒的灑落效果，其包括一用以拍攝旋轉的砂輪基體的不同位置的結合劑表面的攝像頭和一與該攝像頭電連接的圖像分析單元，所述數據處理控制組件與該圖像分析單元電連接。

本發明的有益效果是：

1)臨時覆蓋層以及其圖案的鏤空處理成本低且速度快。2)磨粒表面圖案在位雕刻直接實現，效率高，更換自由。3)依據臨時覆蓋層的厚度來控制結合劑厚度，從根源上避免了因加工制造、制備及使用裝配基準不一致等誤差所造成的結合劑涂覆層厚度不一致，有效提高了砂輪表面結合劑厚度均勻性，極大改進了砂輪的輪廓精度。4)一站式解決磨粒的砂輪表面結合劑涂覆與磨料撒植工序，通用性強，極大提高了釬焊砂輪的制備效率與工藝穩定性控制，可以高效、高質量的實現磨粒砂輪的釬焊制備。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例中單層磨粒砂輪的制作裝置的結構示意圖之一；

圖2為本發明優選實施例中單層磨粒砂輪的制作裝置的結構示意圖之二；

圖3為圖2在A方向上的示意圖；

圖4為本發明優選實施例中單層磨粒砂輪的制作裝置的結構示意圖之三；