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1、10申请公布号CN104070470A43申请公布日20141001CN104070470A21申请号201410285256122申请日20140624B24D18/0020060171申请人郑州磨料磨具磨削研究所有限公司地址450000河南省郑州市高新区梧桐街121号72发明人邢波鲁涛74专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人韩天宝54发明名称磨料块分层压制成型方法及其成型装置57摘要本发明涉及磨料块分层压制成型方法及其成型装置，磨料块分层压制成型方法包括以下步骤，第一步，将一块磨料块的型料分成至少两份，通过驱动机构调整下压头的上下高度；第二步，向模腔中投入第一份型料，通。
2、过上、下压头和反向压制机构配合对第一份型料进行双向压制；第三步，上压头上移复位，通过驱动机构带动下压头下移，然后向模腔中投入第二份型料，对第二份型料进行双向压制，随后重复第三步，直至第N份型料压制完成，各份双向压制完成的型料一起构成磨料块坯料。本发明提供了一种可使磨料块分层压制成型进而减小磨料块各位置间组织密度差异的磨料块分层压制成型方法及为实施上述成型方法而专门设计的磨料块分层压制成型装置。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图5页10申请公布号CN104070470ACN104070470A1/2页21磨料。
3、块分层压制成型方法，其特征在于该方法包括以下步骤，第一步，将一块磨料块的型料分成至少两份，分别为第一份型料、第二份型料、第N份型料，N为大于等于零的正整数，通过驱动机构调整下压头的上下高度，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份型料的设计成型厚度；第二步，向模腔中投入第一份型料，通过上、下压头和反向压制机构配合对第一份型料进行双向压制；第三步，上压头上移复位，通过驱动机构带动下压头下移，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份、第二份型料的设计成型厚度之和，然后向模腔中投入第二份型料，通过上、下压头和反向压制机构配合对第二份型料进行双向压制，随后重复第三步，直至第。
4、N份型料压制完成，各份双向压制完成的型料一起构成磨料块坯料。2根据权利要求1所述的磨料块分层压制成型方法，其特征在于反向压制机构包括固定下板、设置于固定下板上方的移动上板和顶设于固定下板和移动上板之间的弹性件，移动上板固设于所述模腔上，所述固定下板上固设有用于与所述模腔或固定下板限位配合以限制模腔向下移动极限的挡止结构。3根据权利要求2所述的磨料块分层压制成型方法，其特征在于所述固定下板上开设有供所述下压头沿上下方向穿设的压头穿孔，所述挡止结构包括轴线沿上下方向延伸的上端面用于与所述模腔的下端面限位配合的挡套，所述下压头滑动导向穿设于所述挡套的内孔中，所述移动上板上开设有沿上下方向贯穿移动上板。
5、的阶梯孔，阶梯孔具有上下设置的大孔段和小孔段，所述挡套导向穿设于所述阶梯孔中，所述挡套的上端外翻有直径与所述大孔段适配的外翻沿。4专用于实施权利要求1所述的磨料块分层压制成型方法的磨料块分层压制成型装置，包括下压头、模腔和压机底座，模腔与压机底座之间设置有反向压制机构，其特征在于压机底座上设置与所述下压头传动连接以驱动下压头上下运动的驱动机构。5根据权利要求4所述的磨料块分层压制成型装置，其特征在于驱动机构具有能够输出上下方向直线动作的直线动作输出端，所述下压头固设于所述直线动作输出端上。6根据权利要求4所述的磨料块分层压制成型装置，其特征在于磨料块分层压制成型装置还包括竖向设置的移动式料斗，。
6、移动式料斗的底部设置有滤网，移动式料斗上连接有振动源。7根据权利要求6所述的磨料块分层压制成型装置，其特征在于移动式料斗内设置有耐磨球。8根据权利要求6所述的磨料块分层压制成型装置，其特征在于所述振动源通过变幅板与所述移动式料斗连接。9根据权利要求48任意一项所述的磨料块分层压制成型装置，其特征在于反向压制机构包括固设于压机底座上的固定下板、设置于固定下板上方的移动上板和顶设于固定下板和移动上板之间的弹性件，移动上板固设于所述模腔上，所述固定下板上固设有用于与所述模腔或固定下板限位配合以限制模腔向下移动极限的挡止结构。10根据权利要求9所述的磨料块分层压制成型装置，其特征在于所述挡止结构包括轴。
7、线沿上下方向延伸的上端面用于与所述模腔的下端面限位配合的挡套，所述下压头滑动导向穿设于所述挡套的内孔中，所述移动上板上开设有沿上下方向贯穿移动上板的阶梯孔，阶梯孔具有上下设置的大孔段和小孔段，所述挡套导向穿设于所述阶梯孔中，所述挡套权利要求书CN104070470A2/2页3的上端外翻有直径与所述大孔段适配的外翻沿。权利要求书CN104070470A1/5页4磨料块分层压制成型方法及其成型装置技术领域0001本发明涉及磨料块分层压制成型方法及其成型装置。背景技术0002陶瓷超硬磨料制品比如说砂轮在磨削领域中占有重要地位，其具体结构如图1所示包括基体1及通过粘接剂2固设于基体上的磨料层，在超硬磨。
8、料制品（尤其是大直径制品）的制备过程中，整体式磨料层制备工艺较难实现，通常需要将磨料层做成多个磨料块3，然后通过粘接将各磨料块拼接成整体磨料层。也就是说磨料块是制品参与磨削加工的主体部分，磨料块的制备工艺直接影响制品的使用性能和加工质量，压制成型工艺是磨料制备过程中至关重要的工序，对磨料块成品组织均匀性有着直接的影响。现有的压制过程如图23所示使用具有上压头4、下压头9和模腔7的成型装置对磨料块进行成型，压制成型前，需将磨料、结合剂和润湿剂等混合均匀形成型料8，在型料中，结合剂在润湿剂作用下包裹在磨料表面，由于型料具有一定的湿度，流动性较差，给压制成型操作带来一定的困难，目前压制操作均由手工完。
9、成。模腔7与压机压头5之间设置有用于控制磨料块成型高度的上垫块6，模腔7与压机底座10之间通过反向压制机构连接，反向压制机构用于实现对型料的反向压制，通过反向压制机构与压机机头配合可以实现对磨料块的双向压制，反向压制机构包括设置于模腔与压机底座之间的下垫块11，在使用时，首先手工将型料投入到模腔中，压机压头首先带着上压头下移对模腔中的型料进行压制，当压机压头与上垫块接触后，压机压头泄压，手工将下垫块去除，压机压头再次对上压头施压，压机压头带着模腔一起下移，此时下压头会完全压入模腔中，根据相对移动原理，相当于下压头上移，实现单向压机上的双向压制。现有的这种成型方式存在的问题在于1、双向压制是分步。
10、实现的，两次压力大小存在差异，导致型料厚度方向的密度一致性难以控制，去除下垫块的操作不仅在制备工艺中步骤繁琐，同时去除下垫块的过程中也容易影响模具的定位，导致成型后制品的均匀性受到影响；2、这种压制方法使得磨料块上下两部位的密度比中部位置大，尤其是在压制厚度较大的条件下，组织密度差较大，造成磨料块在使用过程中的消耗速度不同，影响制品的使用性能和加工质量；3、手工将型料投置到模腔中，易造成型料分布不均匀，在压制厚度较大的磨料块时，此现象更为明显，磨料块的成型性差。发明内容0003本发明的目的在于提供一种可使磨料块分层压制成型进而减小磨料块各位置间组织密度差异的磨料块分层压制成型方法；本发明的目的。
11、还在于提供一种为实施上述成型方法而专门设计的磨料块分层压制成型装置。0004为了解决上述问题，本发明中的磨料块分层压制成型方法的技术方案为磨料块分层压制成型方法，该方法包括以下步骤，第一步，将一块磨料块的型料分成至少两份，分别为第一份型料、第二份型料、第N份型料，N为大于等于零的正整数，通过驱动机构调整下压头的上下高度，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间说明书CN104070470A2/5页5距等于第一份型料的设计成型厚度；第二步，向模腔中投入第一份型料，通过上、下压头和反向压制机构配合对第一份型料进行双向压制；第三步，上压头上移复位，通过驱动机构带动下压头下移，使上压头在下移行程末端。
12、时上、下压头之间的间距等于第一份、第二份型料的设计成型厚度之和，然后向模腔中投入第二份型料，通过上、下压头和反向压制机构配合对第二份型料进行双向压制，随后重复第三步，直至第N份型料压制完成，各份双向压制完成的型料一起构成磨料块坯料。0005反向压制机构包括固定下板、设置于固定下板上方的移动上板和顶设于固定下板和移动上板之间的弹性件，移动上板固设于所述模腔上，所述固定下板上固设有用于与所述模腔或固定下板限位配合以限制模腔向下移动极限的挡止结构。0006所述固定下板上开设有供所述下压头沿上下方向穿设的压头穿孔，所述挡止结构包括轴线沿上下方向延伸的上端面用于与所述模腔的下端面限位配合的挡套，所述下压。
13、头滑动导向穿设于所述挡套的内孔中，所述移动上板上开设有沿上下方向贯穿移动上板的阶梯孔，阶梯孔具有上下设置的大孔段和小孔段，所述挡套导向穿设于所述阶梯孔中，所述挡套的上端外翻有直径与所述大孔段适配的外翻沿。0007本发明中磨料块分层压制成型装置的技术方案为磨料块分层压制成型装置，包括下压头、模腔和压机底座，模腔与压机底座之间设置有反向压制机构，其特征在于压机底座上设置与所述下压头传动连接以驱动下压头上下运动的驱动机构。0008驱动机构具有能够输出上下方向直线动作的直线动作输出端，所述下压头固设于所述直线动作输出端上。0009磨料块分层压制成型装置还包括竖向设置的移动式料斗，移动式料斗的底部设置有。
14、滤网，移动式料斗上连接有振动源。0010移动式料斗内设置有耐磨球。0011所述振动源通过变幅板与所述移动式料斗连接。0012反向压制机构包括固设于压机底座上的固定下板、设置于固定下板上方的移动上板和顶设于固定下板和移动上板之间的弹性件，移动上板固设于所述模腔上，所述固定下板上固设有用于与所述模腔或固定下板限位配合以限制模腔向下移动极限的挡止结构。0013所述挡止结构包括轴线沿上下方向延伸的上端面用于与所述模腔的下端面限位配合的挡套，所述下压头滑动导向穿设于所述挡套的内孔中，所述移动上板上开设有沿上下方向贯穿移动上板的阶梯孔，阶梯孔具有上下设置的大孔段和小孔段，所述挡套导向穿设于所述阶梯孔中，所。
15、述挡套的上端外翻有直径与所述大孔段适配的外翻沿。0014本发明的有益效果为本发明中对磨料块坯料采取了分层成型，先将一块磨料块的型料分成至少两份，分别为第一份型料、第二份型料、第N份型料，N为大于等于零的正整数，通过驱动机构调整下压头的上下高度，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份型料的设计成型厚度；第二步，向模腔中投入第一份型料，通过上、下压头和反向压制机构配合对第一份型料进行双向压制；第三步，上压头上移复位，通过驱动机构带动下压头下移，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份、第二份型料的设计成型厚度之和，然后向模腔中投入第二份型料，通过上、下压头和反向压制机。
16、构配合对第二份型料进行双向压制，随后重复第三步，直至第N份型料压制完说明书CN104070470A3/5页6成，各份双向压制完成的型料一起构成磨料块坯料。这样磨料块坯料是分层压制完成的，各层磨料块坯料的组织密度几乎没有差异，从而使得最终压制出的磨料块的组织密度差异减小，尤其对高厚度磨料块的压制，消除了较大的密度梯度差异。附图说明0015图1是本发明背景技术中砂轮的结构示意图；图2是本发明背景技术中磨料块成型装置的使用状态图1；图3是本发明背景技术中磨料块成型装置的使用状态图2；图4是本发明中磨料分层压制成型装置的实施例的结构示意图；图5是图4的立体图；图6是图5的分解图。具体实施方式0016磨。
17、料块分层压制成型装置的实施例如图46所示包括上压头13、下压头17、模腔19、压机压头12和压机底座24，上压头13固设于压机压头12上，模腔19与压机底座之间设置有反向压制机构，反向压制机构包括通过支撑杆26固定于压机底座上的固定下板22、设置于固定下板上方的移动上板20和顶设于固定下板和移动上板之间的弹性件27，移动上板20固设于模腔19的下端，固定下板和移动上板均水平布置，弹性件包括三个轴线沿上下方向延伸的弹簧，固定下板22上设置有供弹簧下端定位安装的安装槽27，固定下板22上固设有用于与模腔19限位配合以限制模腔向下移动极限的挡止结构，固定下板22上开设有供下压头17沿上下方向穿设的压。
18、头穿孔，挡止结构包括轴线沿上下方向延伸的上端面用于与模腔的下端面限位配合的挡套21，下压头17滑动导向穿设于挡套21的内孔中，移动上板上开设有沿上下方向贯穿移动上板的阶梯孔，阶梯孔具有上下设置的大孔段30和小孔段，挡套21导向穿设于所述阶梯孔中，挡套的上端外翻有直径与所述大孔段适配的外翻沿25，为了防止弹簧压坏，挡套上端面与模腔下端面之间的距离要小于弹性件在上下方向上的最大压缩量。压机底座上设置与所述下压头传动连接以驱动下压头上下运动的驱动机构，驱动机构具有能够输出上下方向直线动作的直线动作输出端，下压头固设于所述直线动作输出端上，在本实施例中驱动机构包括步进电机18，步进电机的电机轴上固设有。
19、丝母，直线动作输出端为与丝母配合传动的竖向丝杠。步进电机设置于步进电机固定套23中，步进电机固定套的上端设置有封板，封板上开设有供直线动作输出端和下压头沿上下方向穿过的穿孔。磨料块分层压制成型装置还包括竖向设置的移动式料斗14，移动式料斗由有机高分子材料制成，高分子材料制成的移动式料斗可以避免粘料，移动式料斗14的底部设置有滤网，移动式料斗上通过变幅板15连接有振动源16，振动源为一个电磁振动器，移动式料斗内设置有耐磨球，耐磨球为刚玉球，通过振动和磨球的摩擦，增加型料的流动性，使型料顺利落入型腔中，消除由于重力作用产生的粉料堆积现象。本磨料块分层压制成型装置的使用过程为首先要通过驱动机构调整下。
20、压头的上下高度，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份型料的设计成型厚度，设计成型厚度是根据磨料块的设计密度和磨料块的重量计算得来的，磨料块的重量除以设计密度就得到磨料块的体积，磨料块的体积再除以磨料块的截面积就得到磨料块的设计成型厚度，磨料块的设计密度、磨说明书CN104070470A4/5页7料块的重量和磨料块的截面积均为已知值，因此设计成型厚度也很容易算得，具体的调整过程为，试压一次，使上压头进入模腔，压机压头压着模腔下移，当模腔被挡套挡止时，启动步进电机使下压头与上压头接触，然后启动步进电机使下压头下移第一份型料的设计成型厚度即可。然后将第一份型料通过移动式料斗投入模腔。
21、中，移动式料斗中刚玉球可以增大型料的流动性，加快型料的下落速度，变幅板可以增加振动源的振动效果，电磁振动器可以设置振动频率和振动幅度，第一份型料投入完成后，将移动式料斗移走，压机压头带动上压头下移，上压头进入模腔中，随后压机压头压着模腔和移动上板克服弹簧的作用力下移，由于此时下压头固定不动，所以相当于下压头对第一份型料的下侧施压，因此实现了对型料的双向施压，当模腔触及到挡套上端时，第一份型料的压制过程结束，随后压机压头上移复位，驱动机构驱动下压头下移第二份型料的设计成型厚度，向模腔中投入第二份型料，压机压头带着上压头下移来对第二份型料进行压制成型，如此循环直至所有份型料完全压制成型，这样就形成。
22、了一个完整的磨料块坯料，然后驱动机构将磨料块坯料由模腔中顶出即可。0017反向压制机构可以实现不停机连续双向压制，型料的密度容易得到控制，同时还不需要去除垫块等步骤；振动投料使型料分布均匀。在本磨料块分层压制装置的其它实施例中步进电机还可以通过齿轮齿条对下压头进行传动，齿轮齿条中的齿轮固设于步进电机的电机轴上，齿轮齿条中的齿条竖向设置，下压头固设于齿条上；当然步进电机还可以被气压缸、液压缸、电动推杆等其它具有直线动作输出端的驱动机构代替，驱动机构还可以不具有齿轮齿条机构，比如说驱动机构为一个由马达驱动的凸轮，下压头被凸轮顶压，同时下压头在模腔的导向作用下可以被凸轮顶推而上下运动；变幅板也可以不。
23、设，此时振动源可以直接设置于移动式料斗上；移动式料斗还可以不设，此时可以通过人工手动投料；弹簧还可以被橡胶等其它弹性件代替；挡套还可以通过与移动上板限位配合从而实现限制模腔向下移动极限；挡套还可以被固设于固定下板上的挡杆、挡块或其它挡止结构代替，此时挡杆、挡块不对移动上板进行导向，模腔和移动上板通过下压头进行导向；反向压制机构的设置形式还可以是现有技术中的垫块形式；移动上板还可以与模前一体设置，此时弹性件相当于直接顶在模腔上；压机压头和上压头也可以一体设置。0018磨料块分层压制成型方法的实施例如图46所示该方法包括以下步骤，第一步，将一块磨料块的型料等分成至少两份，分别为第一份型料、第二份型。
24、料、第N份型料，N为大于等于零的正整数，通过磨料块分层压制成型装置的驱动机构调整下压头的上下高度，磨料块分层压制成型装置与上述各磨料块分层压制成型装置实施例相同，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份型料的设计成型厚度，通过磨料块分层压制成型装置调整下压头的过程为使上压头进入模腔，压机压头压着模腔下移，当模腔被挡套挡止时，启动步进电机使下压头与上压头接触，然后启动步进电机使下压头下移第一份型料的设计成型厚度即可；第二步，通过移动式料斗向模腔中投入第一份型料，投料后移走移动式料斗，通过上、下压头和反向压制机构配合对第一份型料进行双向压制；第三步，上压头上移复位，通过驱动机构带动下。
25、压头下移，使上压头在下移行程末端时上、下压头之间的间距等于第一份、第二份型料的设计成型厚度之和，然后向模腔中投入第二份型料，通过上、下压头和反向压制机构配合对第二份型料进行双向压制，随后重复第三步，直至第N份型料压制完成，各份双向压制完成的型料一起构成磨料块坯料，最后上压头上移复位，通过驱动机构将磨料块坯料由模腔中顶出。说明书CN104070470A5/5页80019反向压制机构包括固定下板、设置于固定下板上方的移动上板和顶设于固定下板和移动上板之间的弹性件，移动上板固设于所述模腔上，所述固定下板上固设有用于与所述模腔或固定下板限位配合以限制模腔向下移动极限的挡止结构，各份型料的质量相等。00。
26、20所述固定下板上开设有供所述下压头沿上下方向穿设的压头穿孔，所述挡止结构包括轴线沿上下方向延伸的上端面用于与所述模腔的下端面挡止配合的挡套，所述下压头滑动导向穿设于所述挡套的内孔中，所述移动上板上开设有沿上下方向贯穿移动上板的阶梯孔，阶梯孔具有上下设置的大孔段和小孔段，所述挡套导向穿设于所述阶梯孔中，所述挡套的上端外翻有直径与所述大孔段适配的外翻沿。由于磨料块分层压制成型装置与上述各分层压制成型装置实施例相同，所以此处对磨料块分层压制成型装置的其它具体结构不再详述。在本磨料块分层压制成型方法的其它实施中在对模腔中投料时，也可以不使用移动式料斗，比如说人力手工投料；各份型料也可以不是等份；当采。
27、用垫块式反向压制机构时，对型料的双向压制过程为上压头受压下移前，模腔与压机底座之间垫设有第一垫块，当压机压头与模腔接触后，将第一垫块更换成高度低于第一垫块的第二垫块，第一、第二垫块之间的高度差可以实现下压头对型料的反向压制，在对第二份型料进行压制时，需要将第二垫块更换成高度低于第二垫块的第三垫块；也可以不使用下压头将磨料块坯料由模腔中顶出，而是使用其它的顶推机构将磨料块坯料由模腔中顶出；如果是生产线式的操作，即每次下压头的调整位置均是已知的，那么可以在下压头旁设置沿上下方向延伸的刻度值，每次将下压头调整到对应刻度即可，此时不需要试压过程。说明书CN104070470A1/5页9图1图2说明书附图CN104070470A2/5页10图3说明书附图CN104070470A103/5页11图4说明书附图CN104070470A114/5页12图5说明书附图CN104070470A125/5页13图6说明书附图CN104070470A13。