有序布料的金刚石颗粒布料装置

本发明专利申请是中国专利申请号202110103743.1的分案申请，原申请的申请号为202110103743.1，申请日为2021年01月26日，发明名称为金刚石刀具的金刚石颗粒布料装置及金刚石刀具的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种金刚石工具制作领域备，尤其是指一种有序布料且均匀的金刚石颗粒布料装置。

背景技术

金刚石刀具具有切削速度高、切削精度高、转动惯量小等特点；能有效降低产品崩边、缺口、裂角等现象的发生；金刚石颗粒分布不均匀及刀具的孔隙率较大等缺陷容易造成刀具的切削性能不稳定,加工精度低下,出现崩刃、断裂等失效现象；现有烧结法制造超薄金刚石刀具的过程中,粉末物料的混合、称料、装料及摊料等过程均通过人工手工完成,由于人工手工操作的不稳定性,直接导致布料过程中混合物料无法在模具中实现均匀性和一致性分布，特别是现有金刚石颗粒布料是采用一平板上设置有多个容置金刚石颗粒且有序排列的容置槽，操作者将金刚石颗粒铺撒在平板的容置槽内，并振动平板使得每一容置槽都容置有金刚石颗粒，再将多余的金刚石颗粒扫除，金刚石颗粒可按照有序排列的容置槽进行有序排列，并将有序排列的金刚石颗粒均匀分布在金刚石基体层上，完成金刚石刀具中金刚石颗粒有序均匀排列；但是，这个金刚石颗粒布料方法比较繁琐，而且操作者反复布料操作容易出现存在部分漏布料和部分多余布料的问题，工作效率低，且布料效果不佳、不均匀。

有鉴于此，本发明人针对上述金刚石颗粒布料装置和布料方法上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有序布料的金刚石颗粒布料装置，利用金刚石颗粒布料装置自动化有序排列金刚石颗粒，更布料均匀、提高工作效率。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种有序布料的金刚石颗粒布料装置，其包括有盛放金刚石颗粒的料盘、金刚石颗粒布料机构和驱动金刚石颗粒布料机构往返运动于料盘上方的第一驱动气缸，所述金刚石颗粒布料机构具有排列锁固板、多个针管和为针管提供负压气体的负压机构；所述排列锁固板设置有多个有序排列且可固定针管的固定孔，所述针管具有可吸取金刚石颗粒的针头和与负压气体连通的针管端头；所述第一驱动气缸驱动金刚石颗粒布料机构向料盘运动，所述针头接触金刚石颗粒或没入金刚石颗粒中，并接通负压气体进而使得针头吸取金刚石颗粒。

所述第一驱动气缸具有第一气缸座和第一气缸推杆，所述第一气缸座固设于一侧板上，所述第一气缸推杆一端固设于一固定板上，所述金刚石颗粒布料机构设置于固定板上。

所述排列锁固板设置于所述固定板上方，所述固定板的下方设置有针管盖板，所述固定板上设置有供针管穿过的矩形通孔，所述针管盖板上设置有多个供每一针管穿过的穿孔。

所述固定板和所述针管盖板之间夹设有夹板，所述夹板设置有与矩形通孔对应的矩形穿孔。

所述金刚石颗粒布料机构还具有固定架，所述固定架具有第一横板、第二横板和连接第一横板和第二横板的第一竖板；所述排列锁固板设置于第一横板下方，所述第一横板和排列锁固板之间夹设有通气夹板和通气隔板，所述第一横板上设置有组装负压机构的组装孔，所述通气夹板上设置有通气腔室，所述通气隔板上设置有多个与针管一一对应且与通气腔室连通的通气孔。

所述固定板和固定架之间设置有第二驱动气缸，所述第二驱动气缸为具有第二气缸座和第二气缸推杆，所述第二气缸座固设于第二横板底面，所述第二气缸推杆一端固设于固定板的顶面。

所述金刚石颗粒布料装置还包括有一清扫机构，所述清扫机构具有一毛刷和一推动毛刷往返运动的第三驱动气缸，所述第三驱动气缸驱动毛刷往返清扫针管盖板底面将粘附于针管盖板底面的多余金刚石颗粒扫落入料盘内。

所述第二横板的两端分别设置有第一限位孔，所述固定板对应两第一限位孔设置有第二限位孔，两限位螺栓分别穿过两第一限位孔锁固于两第二限位孔内。

所述负压机构具有锁固于组装孔内的通气管。

所述金刚石颗粒布料装置还包括有一驱动金刚石颗粒布料机构横向移动将金刚石颗粒有序铺设在金刚石基体层上的横向移动机构，所述横向移动机构具有横向滑杆、设置于侧板一侧的滑块和推动金刚石颗粒布料机构横向往返运动的第五驱动气缸。

所述针头的管径小于金刚石颗粒的粒径。

所述料盘包括有盛放金刚石颗粒的内盘和套置于内盘外围的外盘；所述内盘的两端外壁设置有翼片，所述翼片上设置有锁孔；所述外盘的底板对应所述锁孔设置有螺孔，通过两螺栓穿过锁孔锁固于螺孔内将内盘锁固在外盘中。

所述外盘的下方设置有振动器；所述外盘的两侧外壁分别设置有延长片，所述延长片设置有贯穿孔；所述外盘下方平行设置有一振动板，所述振动板对应贯穿孔设置有锁固孔，所述外盘通过导向螺栓穿过贯穿孔锁设于锁固孔与振动板锁固在一起，且所述导向螺栓套设有弹簧，所述弹簧一端抵顶外盘的底面，另一端抵顶振动板的顶面。

所述料盘还包括有一支撑座，所述支撑座和外盘之间设置有驱动外盘上下运动的第四驱动气缸，所述第四驱动气缸具有具有固定于支撑座侧面的第四气缸座和连接于振动板底面的第四气缸推杆。

一种金刚石刀具的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：

①预先制备金刚石基体层和金刚石颗粒；

②在金刚石颗粒布料机构上按照排列锁固板上有序排列的固定孔组装针管；

③推动金刚石颗粒布料机构向料盘运动至针头接触金刚石颗粒或针头没入金刚石颗粒中；

④针管接通负压气体，利用负压原理，针头吸取金刚石颗粒；

⑤推动金刚石颗粒布料机构向金刚石基体层运动至针管有序排列于金刚石基体层上方，切断负压气体，金刚石颗粒有序铺设在金刚石基体层上；

⑥烧结制成金刚石刀具。

在步骤④中，金刚石颗粒布料机构上设置有供针管穿过的针管盖板；推动针管向下运动带动针头伸出针管盖板外，并接通负压气体吸取金刚石颗粒；且在针头吸取金刚石颗粒后，推动针管向上运动带动吸附在针头上的金刚石颗粒没入针管盖板内。

在步骤④之后还具有清扫步骤，推动毛刷清扫粘附在针管盖板底面的多余金刚石颗粒并将金刚石颗粒扫落入料盘内。

所述金刚石颗粒的粒径大于所述针头的管径；且所述金刚石颗粒的粒径小于穿孔的孔径。

在步骤⑤中，推动针管上下运动，针头位于金刚石基体层上方，并将金刚石颗粒有序排列布设在基体层上；或者针头没入金刚石基体层内，将金刚石颗粒有序排列且完全没入金刚石基体层内；或者针头抵顶金刚石基体层上，将金刚石颗粒半嵌入金刚石基体层上。

在步骤①中，所述金刚石颗粒盛放在料盘内，所述料盘包括有盛放金刚石颗粒的内盘和套置于内盘外围的外盘；且所述料盘下方设置有振动器和升降机构。

采用上述结构后，本发明有序布料的金刚石颗粒布料装置及金刚石刀具的制备方法，相对于现有技术的有益效果在于：本发明可驱动第一驱动气缸推动金刚石颗粒布料机构向料盘运动，所述针头接触金刚石颗粒或没入金刚石颗粒中，并接通负压气体进而使得针头吸取金刚石颗粒；再将吸取有金刚石颗粒的金刚石颗粒布料机构移动至金刚石基体层上方，并切断负压气体，金刚石颗粒有序铺设在金刚石基体层上；本发明可自动化将金刚石颗粒均匀地布置在金刚石基体层上，可提高工作效率且节省人工成本；而且每一针管吸取一颗金刚石颗粒，避免金刚石颗粒出现布料堆积或布料漏空，提高金刚石颗粒分布更均匀，且可降低生产成本；而且，可以更换排列锁固板来进行不同的金刚石颗粒布料排序，例如，矩阵排列、圆周排列等不同排序的金刚石颗粒布料顺序；即要在金刚石基体层上矩阵排列金刚石颗粒时，就在排列锁固板上设置有呈矩阵排列的固定孔，进而针管按照矩阵排列的固定孔进行组装，从而进行矩阵排列布料金刚石颗粒，方便实现不同有序布料方式。

附图说明

图1为本发明金刚石颗粒布料装置的结构示意图一；

图2为本发明金刚石颗粒布料装置的结构示意图二；

图3为本发明金刚石颗粒布料机构的结构示意图；

图4为本发明金刚石颗粒布料机构的分解示意图；

图5为本发明料盘的结构示意图；

图6为本发明料盘的分解示意图；

图7为本发明清扫机构的结构示意图；

图8为本发明横向移动机构的结构示意图；

图9为本发明金刚石刀具的制备方法的流程图。

符号说明

料盘1金刚石颗粒布料机构2第一驱动气缸3

排列锁固板21针管22 固定孔211

针头221针管端头222 第一气缸座31

第一气缸推杆32侧板41 固定板23

针管盖板24矩形通孔231穿孔241

夹板25矩形穿孔251固定架26

第一横板261第二横板262第一竖板263

通气夹板27通气隔板28组装孔2611

通气腔室271通气孔281第二驱动气缸29

有第二气缸座291第二气缸推杆292

清扫机构5毛刷51第三驱动气缸52

第一限位孔264第二限位孔232限位螺栓265

横向移动机构4横向滑杆42滑块43

第五驱动气缸44内盘11 外盘12

翼片111 锁孔112 螺孔121

延长片122贯穿孔123振动板13

锁固孔131导向螺栓14弹簧15

支撑座16第四驱动气缸17第四气缸座171

第四气缸推杆172通孔132加强T型块124。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

请参阅图1至图8，本发明揭示了一种有序布料的金刚石颗粒布料装置，其包括有盛放金刚石颗粒的料盘1、金刚石颗粒布料机构2和驱动金刚石颗粒布料机构2往返运动于料盘1上方的第一驱动气缸3，所述金刚石颗粒布料机构2具有排列锁固板21、多个针管22和为针管22提供负压气体的负压机构；所述排列锁固板21设置有多个有序排列且可固定针管22的固定孔211，所述针管22具有可吸取金刚石颗粒的针头221和与负压气体连通的针管端头222；所述第一驱动气缸3驱动金刚石颗粒布料机构2向料盘1运动，所述针头221接触金刚石颗粒或没入金刚石颗粒中，并接通负压气体进而使得针头221吸取金刚石颗粒。

本发明金刚石颗粒布料装置相对于现有技术的有益效果在于：本发明可驱动第一驱动气缸3推动金刚石颗粒布料机构2向料盘1运动，所述针头221接触金刚石颗粒或没入金刚石颗粒中，并接通负压气体进而使得针头221吸取金刚石颗粒；再将吸取有金刚石颗粒的金刚石颗粒布料机构移动至金刚石基体层上方，并切断负压气体，金刚石颗粒有序铺设在金刚石基体层上；本发明可自动化将金刚石颗粒均匀地布置在金刚石基体层上，可提高工作效率且节省人工成本；而且每一针管22吸取一颗金刚石颗粒，避免金刚石颗粒出现布料堆积或布料漏空，提高金刚石颗粒分布更均匀，且可降低生产成本；而且，可以更换排列锁固板来进行不同的金刚石颗粒布料排序，例如，矩阵排列、圆周排列等不同排序的金刚石颗粒布料顺序；即要在金刚石基体层上矩阵排列金刚石颗粒时，就在排列锁固板21上设置有呈矩阵排列的固定孔211，进而针管22按照矩阵排列的固定孔211进行组装，从而进行矩阵排列布料金刚石颗粒，方便实现不同有序布料方式。

本发明的所述第一驱动气缸3具有第一气缸座31和第一气缸推杆32，所述第一气缸座31固设于一侧板41上，所述第一气缸推杆32一端固设于一固定板23上，所述金刚石颗粒布料机构2设置于固定板23上；所述第一驱动气缸3可推动金刚石布料机构2往返于料盘1上方，方便金刚石布料机构2从料盘1中吸取金刚石颗粒。

本发明的所述排列锁固板21设置于所述固定板23上方，所述固定板23的下方设置有针管盖板24，所述固定板23上设置有供针管22穿过的矩形通孔231，所述针管盖板24上设置有多个供每一针管22穿过的穿孔241；当金刚石颗粒布料机构1向下运动时，所述针管盖板24也向下运动并可抵靠在料盘1上方，所述针管22穿过针管盖板24保证所有针管22都能伸入料盘1内吸取金刚石颗粒，布料更准确稳定。

本发明的所述固定板23和所述针管盖板24之间夹设有夹板25，所述夹板25设置有与矩形通孔231对应的矩形穿孔251。

本发明的所述金刚石颗粒布料机构2还具有固定架26，所述固定架26具有第一横板261、第二横板262和连接第一横板261和第二横板262的第一竖板263；所述排列锁固板21设置于第一横板261下方，所述第一横板261和排列锁固板21之间夹设有通气夹板27和通气隔板28，所述第一横板261上设置有组装负压机构的组装孔2611，所述通气夹板27上设置有通气腔室271，所述通气隔板28上设置有多个与针管22一一对应且与通气腔室271连通的通气孔281；所述负压机构通过通气腔室271和通气孔281对每一针管22接通负压气体，保证每一针管22接入负压气体的气压相同，能更均匀且稳定地吸取金刚石颗粒。

本发明的所述固定板23和固定架26之间设置有第二驱动气缸29，所述第二驱动气缸29为具有第二气缸座291和第二气缸推杆292，所述第二气缸座291固设于第二横板262底面，所述第二气缸推杆292一端固设于固定板23的顶面；所述第二驱动气缸29可推动所述排列锁固板21带动针管22上下运动穿过针管盖板24并伸向料盘1内吸取金刚石颗粒，可微调整针管22的位置，提高针管22吸取金刚石颗粒的准确率。

本发明的所述金刚石颗粒布料装置还包括有一清扫机构5，所述清扫机构5具有一毛刷51和一推动毛刷51往返运动的第三驱动气缸52，所述第三驱动气缸52驱动毛刷51往返清扫针管盖板24底面将粘附于针管盖板24底面的多余金刚石颗粒扫落入料盘1内；在针管22吸取金刚石颗粒时，可能会有部分金刚石颗粒粘附在针管盖板24的底面，若是随着金刚石颗粒布料机构移动，多余的金刚石颗粒可能会到处散落，不方便收集，在金刚石颗粒布料机构2移动之前，利用毛刷51将多余的金刚石颗粒扫落掉回料盘1内，方便金刚石颗粒集中收集。

本发明的所述第二横板262的两端分别设置有第一限位孔264，所述固定板23对应两第一限位孔264设置有第二限位孔232，两限位螺栓265分别穿过两第一限位孔264锁固于两第二限位孔232内；当第二驱动气缸29驱动固定架26在固定板23上上下运动时，可利用两限位螺栓265限定固定架26垂直上下运动，避免针管22倾斜错位，更精准吸取金刚石颗粒，布料更均匀。

本发明的所述负压机构具有锁固于组装孔2611内的通气管，方便接通负压气体。

本发明的所述金刚石颗粒布料装置还包括有一驱动金刚石颗粒布料机构2横向移动将金刚石颗粒有序铺设在金刚石基体层上的横向移动机构4，所述横向移动机构4具有横向滑杆42、设置于侧板41一侧的滑块43和推动金刚石颗粒布料机构2横向往返运动的第五驱动气缸44；当金刚石颗粒布料机构2吸取金刚石颗粒后，第五驱动气缸44可将金刚石颗粒布料机构2推动至金刚石基体层上方，机械化运料，工作效率更高。

本发明的所述针头221的管径小于金刚石颗粒的粒径；可使得金刚石颗粒牢固被吸附在针头位置。

本发明的所述料盘1包括有盛放金刚石颗粒的内盘11和套置于内盘11外围的外盘12；所述内盘11的两端外壁设置有翼片111，所述翼片111上设置有锁孔112；所述外盘12的底板对应所述锁孔112设置有螺孔121，通过两螺栓113穿过锁孔112锁固于螺孔121内将内盘11锁固在外盘12中；当金刚石颗粒布料机构吸取金刚石颗粒过程中，外盘12可承接掉出内盘11外的金刚石颗粒，方便收集金刚石颗粒。

本发明的所述外盘12的下方设置有振动器；所述振动器可振动内盘11并将内盘11内的金刚石颗粒振动平整均匀铺设在内盘11内，方便金刚石颗粒布料机构2吸取金刚石颗粒；所述外盘12的两侧外壁分别设置有延长片122，所述延长片122设置有贯穿孔123；所述外盘12下方平行设置有一振动板13，所述振动板13对应贯穿孔123设置有锁固孔131，所述外盘12通过导向螺栓14穿过贯穿孔123锁设于锁固孔131与振动板13锁固在一起，且所述导向螺栓14套设有弹簧15，所述弹簧15一端抵顶外盘12的底面，另一端抵顶振动板13的顶面；在振动内盘11时，弹簧15可起到缓冲作用，避免振动幅度过大而出现金刚石颗粒掉出料盘1，振动效果更好。

本发明的所述料盘1还包括有一支撑座16，所述支撑座16和外盘12之间设置有驱动外盘12上下运动的第四驱动气缸17，所述第四驱动气缸17具有具有固定于支撑座16侧面的第四气缸座171和连接于振动板13底面的第四气缸推杆172；所述料盘1可上下运动，方便调整料盘1位置，以配合金刚石颗粒布料机构2工作。

本发明的所述振动板13上设置有两供第四气缸推杆172锁固的通孔132；所述外盘12的一端外壁锁固有加强T型块124。

请参阅图9，本发明揭示了一种金刚石刀具的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：

①预先制备金刚石基体层和金刚石颗粒；

②在金刚石颗粒布料机构上按照排列锁固板上有序排列的固定孔组装针管；

③推动金刚石颗粒布料机构向料盘运动至针头接触金刚石颗粒或针头没入金刚石颗粒中；

④针管接通负压气体，利用负压原理，针头吸取金刚石颗粒；

⑤推动金刚石颗粒布料机构向金刚石基体层运动至针管有序排列于金刚石基体层上方，切断负压气体，金刚石颗粒有序铺设在金刚石基体层上；

⑥烧结制成金刚石刀具。

本发明金刚石刀具的制备方法相对于现有技术的有益效果在于：可自动化将金刚石颗粒均匀地布置在金刚石基体层上，可提高工作效率且节省人工成本；而且通过针管22吸取金刚石颗粒，避免金刚石颗粒出现布料堆积或布料漏空，提高金刚石颗粒分布更均匀，且可降低生产成本。

本发明在步骤④中，金刚石颗粒布料机构上设置有供针管22穿过的针管盖板24；推动针管22向下运动带动针头221伸出针管盖板24外，并接通负压气体吸取金刚石颗粒；且在针头221吸取金刚石颗粒后，推动针管22向上运动带动吸附在针头221上的金刚石颗粒没入针管盖板24内；当针头221吸取金刚石颗粒后向上运动伸入针管盖板24的穿孔241内时，可避免针管22吸取多余的金刚石颗粒。

本发明在步骤④之后还具有清扫步骤，推动毛刷51清扫粘附在针管盖板24底面的多余金刚石颗粒并将金刚石颗粒扫落入料盘1内；利用毛刷51将多余的金刚石颗粒扫落掉回料盘1内，方便金刚石颗粒集中收集。

本发明的所述金刚石颗粒的粒径大于所述针头的管径；且所述金刚石颗粒的粒径小于穿孔的孔径；在针管22伸出或没入穿孔241过程中，每一针管22都只能吸取一颗金刚石颗粒，布料更精准、均匀。

本发明在步骤⑤中，推动针管22上下运动，针头221位于金刚石基体层上方，并将金刚石颗粒有序排列布设在基体层上；或者针头221没入金刚石基体层内，将金刚石颗粒有序排列且完全没入金刚石基体层内；或者针头221抵顶金刚石基体层上，将金刚石颗粒半嵌入金刚石基体层上；所述针管22可带着金刚石颗粒插置金刚石基体层内，可以依据金刚石刀具中金刚石颗粒布设深度位置来调整针管将金刚石颗粒布设在金刚石基体层内，操作更方便。

本发明在步骤①中，所述金刚石颗粒盛放在料盘1内，所述料盘1包括有盛放金刚石颗粒的内盘11和套置于内盘11外围的外盘12；当金刚石颗粒布料机构2吸取金刚石颗粒过程中，外盘12可承接掉出内盘11外的金刚石颗粒，方便收集金刚石颗粒；且所述料盘1下方设置有振动器和升降机构；所述振动器可振动内盘11并将内盘11内的金刚石颗粒振动平整均匀铺设在内盘11内，方便金刚石颗粒布料机构吸取金刚石颗粒。

上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。