壓頭及使用該壓頭的壓制成型模具和壓制成型方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓頭及使用該壓頭的壓制成型模具和壓制成型方法，壓制成型模具包括上壓頭和下壓頭，各壓頭均包括壓頭本體，壓頭本體的一端具有用于頂壓成型料的頂壓成型面，其中至少一個(gè)壓頭為異型壓頭，異型壓頭的頂壓成型面的形狀與所述砂輪節(jié)塊的異型周面的形狀相同，異型壓頭的壓頭本體由沿砂輪節(jié)塊的軸向順序布置的至少兩個(gè)分體設(shè)置的壓頭塊構(gòu)成，各壓頭塊的上端面一起構(gòu)成所述異型壓頭的頂壓成型面，相鄰兩個(gè)壓頭塊分別對應(yīng)所述砂輪節(jié)塊的不同徑向厚度。本發(fā)明提供了一種在對異型斷面的砂輪節(jié)塊壓制成型時(shí)可節(jié)省原料，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)砂輪節(jié)塊各部位密度可控的壓頭及使用該壓頭的壓制成型模具和壓制成型方法。
【專利說明】壓頭及使用該壓頭的壓制成型模具和壓制成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓頭及使用該壓頭的壓制成型模具和壓制成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002]砂輪包括砂輪基體及固設(shè)于砂輪基體上的磨削層，磨削層一般由超硬磨料經(jīng)壓制、干燥、燒結(jié)而成，磨削層的壓制方法分為整體壓制方法和分塊壓制方法，整體壓制方法適用于尺寸較小的磨削層，分塊壓制方法適用于尺寸較大的磨削層。分塊壓制方法是將磨削層分為若干砂輪節(jié)塊后單獨(dú)壓制，各砂輪節(jié)塊單獨(dú)壓制后再拼接成一個(gè)環(huán)形磨削層。現(xiàn)有技術(shù)中，砂輪節(jié)塊壓制的方法分為沿砂輪軸向壓制和沿砂輪徑向壓制。
[0003]沿砂輪軸向壓制使指上、下壓頭沿砂輪的軸向?qū)Τ尚土鲜阂允顾缮⒌某尚土铣尚蜑榫哂幸欢◤?qiáng)度的坯體。沿砂輪軸向壓制中上、下壓頭的施壓方向與砂輪的軸線平行，為了避免成型壓制時(shí)摩擦力對砂輪節(jié)塊密度均勻性的影響，該方式主要用于軸向厚度不是太厚的砂輪節(jié)塊壓制中使用，比如說砂輪節(jié)塊的軸向厚度是其徑向厚度的兩倍以下時(shí)使用。
[0004]沿砂輪徑向壓制使指上、下壓頭沿砂輪的徑向?qū)Τ尚土鲜菏顾缮⒌某尚土铣尚蜑榫哂幸欢◤?qiáng)度的坯體，該壓制方法主要用于徑向厚度不是太厚的砂輪節(jié)塊壓制中使用?，F(xiàn)有的一種沿砂輪徑向壓制中所使用的壓制成型模具如中國專利CN201645343U公開的“超硬磨料砂輪工作層節(jié)塊半徑方向壓制成型模具”，該成型模具包括模腔和上、下壓頭，上壓頭的底面為與磨削層外周面適配的凹面，下壓頭的頂面為與磨削層內(nèi)周面適配的凸面，凹面、凸面為用于頂壓成型料的頂壓成型面，使用時(shí)成型模具每次壓制出一個(gè)砂輪節(jié)塊，最后再將各砂輪節(jié)塊拼接成一個(gè)環(huán)形的磨削層?，F(xiàn)有的這種成型模具存在的問題在于:現(xiàn)有的成型模具比較適用于徑向厚度均勻的磨削層，而不太適用于一些徑向厚度不均的具有異形斷面的磨削層，比如說近年來，在汽車發(fā)動機(jī)的曲軸和凸輪軸加工中出現(xiàn)了切入式局部仿行磨削，即包裹式復(fù)合磨削，砂輪的磨削層需要同時(shí)磨削加工工件的外圓、圓弧及側(cè)面，因此砂輪的磨削層的斷面形狀呈中部薄兩側(cè)厚的異形結(jié)構(gòu)如圖1所示，磨削層2的內(nèi)周面為形狀不規(guī)則的異型周面。圖中I表示砂輪基體。
[0005]對于這種具有異形斷面的磨削層而言，成型工藝的規(guī)范和合理是保證磨削層密度和組織均勻性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，磨削層形狀的復(fù)雜程度對砂輪成型和燒結(jié)合理性提出了更為苛刻的要求，這種具有異形斷面的磨削層由于砂輪直徑較大、軸向厚度與徑向厚度比值較大而很難采用整體壓制方式和軸向壓制方式，所以需采用徑向壓制的分塊壓制方式，這種徑向壓制方式存在以下缺點(diǎn):1、徑向壓制時(shí)只能先壓制出形狀規(guī)則的砂輪節(jié)塊，然后再二次加工將砂輪節(jié)塊加工成特殊的形狀，這無疑會造成磨料的浪費(fèi)和生產(chǎn)效率低下，磨料的浪費(fèi)和二次加工會大大增加了砂輪制造過程中的制作成本；2、先加工出的形狀規(guī)則的砂輪節(jié)塊的徑向厚度較厚，而導(dǎo)致砂輪節(jié)塊在徑向上密度分布不均，在燒制過程中容易出現(xiàn)裂紋，砂輪的成品率低，同時(shí)砂輪的使用壽命也得不到保證，而二次加工出來的異型周面的較薄位置處的型料密度遠(yuǎn)小于砂輪節(jié)塊外周面的型料密度，這會大大降低砂輪節(jié)塊的使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種在對異型斷面的砂輪節(jié)塊壓制成型時(shí)可節(jié)省原料，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)砂輪節(jié)塊各部位密度可控的壓頭；本發(fā)明的目的還在于提供一種使用該壓頭的壓制成型模具和壓制成型方法。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明中壓頭的技術(shù)方案為:
壓頭，包括壓頭本體，壓頭本體的一端具有用于頂壓成型料的頂壓成型面，所述頂壓成型面的形狀與所述砂輪節(jié)塊的異型周面的形狀相同，所述壓頭本體由沿砂輪節(jié)塊的軸向順序布置的至少兩個(gè)分體設(shè)置的壓頭塊構(gòu)成，各壓頭塊的上端面一起構(gòu)成所述的頂壓成型面，相鄰兩個(gè)壓頭塊分別對應(yīng)所述砂輪節(jié)塊的不同徑向厚度。
[0008]本發(fā)明中壓制成型模具的技術(shù)方案為:
壓制成型模具，包括上壓頭和下壓頭，各壓頭均包括壓頭本體，壓頭本體的一端具有用于頂壓成型料的頂壓成型面，其中至少一個(gè)壓頭為異型壓頭，異型壓頭的頂壓成型面的形狀與所述砂輪節(jié)塊的異型周面的形狀相同，異型壓頭的壓頭本體由沿砂輪節(jié)塊的軸向順序布置的至少兩個(gè)分體設(shè)置的壓頭塊構(gòu)成，各壓頭塊的上端面一起構(gòu)成所述異型壓頭的頂壓成型面，相鄰兩個(gè)壓頭塊分別對應(yīng)所述砂輪節(jié)塊的不同徑向厚度。
[0009]本發(fā)明中壓制成型方法的技術(shù)方案為:
壓制成型方法，定義壓制成型模具的異型壓頭中的相鄰兩個(gè)壓頭塊分別為第一壓頭塊和第二壓頭塊，與第一壓頭塊相對應(yīng)的砂輪節(jié)塊的徑向厚度要厚于與第二壓頭塊相對應(yīng)的砂輪節(jié)塊的徑向厚度，該壓制成型方法包括以下步驟，第一步，通過壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動以對模腔中的第一份成型料施壓；第二步，壓力機(jī)停止對異型壓頭的第二壓頭塊施壓，壓力機(jī)繼續(xù)驅(qū)動第一壓頭塊對第一份成型料施壓以使第一份成型料與第一、第二壓頭塊相對應(yīng)的位置處分別獲得不同的密度。
[0010]在所述第一步壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動之前，在第二壓頭塊與壓力機(jī)之間墊上墊塊；在所述第二步中，通過拆除所述墊塊而實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)停止對異型壓頭的第二壓頭塊施壓。
[0011]在所述第二步之后，向所述模腔中投入第二份成型料，壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動而使第二份成型料與第一份成型料固結(jié)成一體結(jié)構(gòu)的砂輪節(jié)塊。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明中的至少一個(gè)壓頭為異型壓頭，異型壓頭的頂壓成型面的形狀與所述砂輪節(jié)塊的異型周面的形狀相同，因此可以使砂輪節(jié)塊的異型周面一次成型，不需要后續(xù)的二次加工，大大節(jié)省了磨料同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率，而異型壓頭由至少兩個(gè)分體設(shè)置的壓頭塊構(gòu)成，不同的壓頭塊對應(yīng)砂輪節(jié)塊的不同的徑向厚度，在對成型料壓制時(shí)，可以控制各壓頭塊的壓制行程不同來實(shí)現(xiàn)不同徑向厚度處的砂輪節(jié)塊獲得不同的密度，從而保證具有異型斷面的砂輪節(jié)塊各部位的密度均符合要求，最終獲得合格的砂輪節(jié)塊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明【背景技術(shù)】中砂輪的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中壓制成型模具的一個(gè)實(shí)施例的使用狀態(tài)圖；
圖3是圖2的A-A向剖視圖；
圖4是本發(fā)明中上、下壓頭對第一份成型料的壓制示意圖；
圖5是本發(fā)明中向模腔中投入第二份成型料時(shí)的示意圖；
圖6是本發(fā)明中壓制成型上、下壓頭對第一份成型料、第二份成型料的壓制示意圖。
[0014]圖7是本發(fā)明中壓制成型模具的一個(gè)實(shí)施例中的下壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖7的左視圖；
圖9是本發(fā)明中所需壓制砂輪節(jié)塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]壓制成型模具的實(shí)施例如圖2、所示:本發(fā)明中所需壓制的砂輪節(jié)塊的結(jié)構(gòu)如圖9所示，砂輪節(jié)塊10的外周面為形狀規(guī)則的柱形面，砂輪節(jié)塊10的內(nèi)周面為形狀不規(guī)則的異型周面，砂輪節(jié)塊的中部厚度較薄，軸向兩側(cè)的厚度較厚，本發(fā)明中的異型是相對于形狀規(guī)則的柱形面而言的，形狀不是規(guī)則的柱形面稱為異型。
[0016]壓制成型模具的結(jié)構(gòu)如圖21所示:包括模腔4、上壓頭7和下壓頭，各壓頭均包括壓頭本體，壓頭本體的一端具有用于頂壓成型料的頂壓成型面，本實(shí)施例中下壓頭為異型壓頭，異型壓頭的頂壓成型面的形狀與砂輪節(jié)塊的異型周面的形狀相同，異型壓頭的壓頭本體由沿砂輪節(jié)塊的軸向順序布置的三個(gè)分體設(shè)置的壓頭塊構(gòu)成，各壓頭塊的上端面一起構(gòu)成異型壓頭的頂壓成型面，相鄰兩個(gè)壓頭塊分別對應(yīng)砂輪節(jié)塊的不同徑向厚度，在本實(shí)施例中，位置靠中的壓頭塊稱為第二壓頭塊6，第二壓頭塊6對應(yīng)砂輪節(jié)塊中部徑向厚度較薄的區(qū)域，位置位于兩側(cè)的壓頭塊稱為第一壓頭塊3，第一壓頭塊對應(yīng)砂輪節(jié)塊兩側(cè)徑向厚度較厚的區(qū)域。本實(shí)施例中上壓頭和模腔的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的上壓頭和模腔的結(jié)構(gòu)相同，在此不再詳述。
[0017]在使用時(shí)，由于各壓頭塊是分體設(shè)置的，所以各壓頭塊可以不同步移動，在對砂輪節(jié)塊壓制成型時(shí)，首先在第二壓頭塊與壓力機(jī)之間墊上墊塊，然后壓力機(jī)驅(qū)動壓制成型模具的兩個(gè)壓頭相對運(yùn)動以擠壓模腔中的第一份成型料5，下壓頭中的各壓頭塊均沿砂輪節(jié)塊的徑向?qū)Φ谝环莩尚土舷露耸海诖诉^程中由于各壓頭塊的壓制行程一致，所以第一份成型料的中部和兩側(cè)下端均獲得相同的密度，而由于砂輪節(jié)塊兩側(cè)的厚度要大于砂輪節(jié)塊中部的厚度，為了避免砂輪節(jié)塊兩側(cè)徑向上產(chǎn)生過大的密度差，就必須繼續(xù)對第一壓頭塊繼續(xù)施壓以使砂輪節(jié)塊兩側(cè)的密度更大，此時(shí)拆除掉第二壓頭塊與壓力機(jī)之間的墊塊，壓力機(jī)就可以驅(qū)動第二壓頭塊繼續(xù)擠壓第一份成型料，以減小砂輪節(jié)塊兩側(cè)徑向上的密度差，還可以通過控制墊塊的高度來實(shí)現(xiàn)砂輪節(jié)塊兩側(cè)密度的可調(diào)，本發(fā)明通過各壓頭塊的分體設(shè)置實(shí)現(xiàn)了砂輪節(jié)塊各部位之間的密度可控。當(dāng)所需壓制的砂輪節(jié)塊的徑向厚度較厚時(shí)，可以繼續(xù)向模腔中投入第二份成型料8，壓力機(jī)驅(qū)動上、下壓頭對第一份成型料和第二成型料施壓使第一、第二份成型料固結(jié)成砂輪節(jié)塊9。
[0018]在本壓制成型模具的其它實(shí)施例中:根據(jù)所需壓制的砂輪節(jié)塊的具體形狀，上壓頭還可以是異型壓頭，或者上、下壓頭均是異型壓頭；根據(jù)所需壓制的砂輪節(jié)塊的異型周面形狀，壓頭塊的個(gè)數(shù)還可以是兩個(gè)、四個(gè)或其它個(gè)數(shù)。
[0019]壓頭的實(shí)施例如圖21所示:壓頭的具體結(jié)構(gòu)與上述各壓制成型模具實(shí)施例中所述的異型壓頭相同，在此不再詳述。
[0020]壓制成型方法的實(shí)施例如圖21所示:定義壓制成型模具的異型壓頭中的相鄰兩個(gè)壓頭塊分別為第一壓頭塊和第二壓頭塊，與第一壓頭塊相對應(yīng)的砂輪節(jié)塊的徑向厚度要厚于與第二壓頭塊相對應(yīng)的砂輪節(jié)塊的徑向厚度，壓制成型模具的具體結(jié)構(gòu)與上述各壓制成型模具實(shí)施例相同，該壓制成型方法包括以下步驟，第一步，通過壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動以對模腔中的第一份成型料施壓，在此不再詳述；第二步，壓力機(jī)停止對異型壓頭的第二壓頭塊施壓，壓力機(jī)繼續(xù)驅(qū)動第一壓頭塊對第一份成型料施壓以使第一份成型料與第一、第二壓頭塊相對應(yīng)的位置處分別獲得不同的密度(如圖4所示)。
[0021]在所述第一步壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動之前，在第二壓頭塊與壓力機(jī)之間墊上墊塊(如圖3所示);在所述第二步中，通過拆除所述墊塊而實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)停止對異型壓頭的第二壓頭塊施壓。在本壓制成型方法的其它實(shí)施例中，還可以通過如下手段來實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)在停止對第二壓力塊施壓后，驅(qū)動第一壓力塊繼續(xù)對第一份成型料施壓，比如說壓力機(jī)的下頂頭包括內(nèi)外同軸線套設(shè)的內(nèi)頂頭和外頂頭，內(nèi)、外頂頭分別由各自對應(yīng)的驅(qū)動缸驅(qū)動，第二壓力塊設(shè)置于內(nèi)頂頭上，第二壓力塊設(shè)置于外頂頭上，通過控制各驅(qū)動缸來實(shí)現(xiàn)第一壓力塊繼續(xù)頂壓第一份成型料。
[0022]在所述第二步之后，向所述模腔中投入第二份成型料(如圖5所示)，壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動而使第二份成型料與第一份成型料固結(jié)成一體結(jié)構(gòu)的砂輪節(jié)塊(如圖6所示)。在本壓制成型方法的其它實(shí)施例中，如果所需壓制砂輪節(jié)塊的徑向厚度較薄，該步也可以沒有。
【權(quán)利要求】
1.壓制成型方法，其特征在于:定義壓制成型模具的異型壓頭中的相鄰兩個(gè)壓頭塊分別為第一壓頭塊和第二壓頭塊，與第一壓頭塊相對應(yīng)的砂輪節(jié)塊的徑向厚度要厚于與第二壓頭塊相對應(yīng)的砂輪節(jié)塊的徑向厚度，該壓制成型方法包括以下步驟，第一步，通過壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動以對模腔中的第一份成型料施壓；第二步，壓力機(jī)停止對異型壓頭的第二壓頭塊施壓，壓力機(jī)繼續(xù)驅(qū)動第一壓頭塊對第一份成型料施壓以使第一份成型料與第一、第二壓頭塊相對應(yīng)的位置處分別獲得不同的密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓制成型方法，其特征在于:在所述第一步壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動之前，在第二壓頭塊與壓力機(jī)之間墊上墊塊；在所述第二步中，通過拆除所述墊塊而實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)停止對異型壓頭的第二壓頭塊施壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓制成型方法，其特征在于:在所述第二步之后，向所述模腔中投入第二份成型料，壓力機(jī)驅(qū)動異型壓頭和壓制成型模具的另一個(gè)壓頭相對運(yùn)動而使第二份成型料與第一份成型料固結(jié)成一體結(jié)構(gòu)的砂輪節(jié)塊。
4.一種專為實(shí)施上述權(quán)利要求1所述的壓制成型方法的壓頭，包括壓頭本體，壓頭本體的一端具有用于頂壓成型料的頂壓成型面，其特征在于:所述頂壓成型面的形狀與所述砂輪節(jié)塊的異型周面的形狀相同，所述壓頭本體由沿砂輪節(jié)塊的軸向順序布置的至少兩個(gè)分體設(shè)置的壓頭塊構(gòu)成，各壓頭塊的上端面一起構(gòu)成所述的頂壓成型面，相鄰兩個(gè)壓頭塊分別對應(yīng)所述砂輪節(jié)塊的不同徑向厚度。
5.一種專為實(shí)施上述權(quán)利要求1所述的壓制成型方法的壓制成型模具，包括上壓頭和下壓頭，各壓頭均包括壓頭本體，壓頭本體的一端具有用于頂壓成型料的頂壓成型面，其特征在于:其中至少一個(gè)壓頭為異型壓頭，異型壓頭的頂壓成型面的形狀與所述砂輪節(jié)塊的異型周面的形狀相同，異型壓頭的壓頭本體由沿砂輪節(jié)塊的軸向順序布置的至少兩個(gè)分體設(shè)置的壓頭塊構(gòu)成，各壓頭塊的上端面一起構(gòu)成所述異型壓頭的頂壓成型面，相鄰兩個(gè)壓頭塊分別對應(yīng)所述砂輪節(jié)塊的不同徑向厚度。
【文檔編號】B24D18/00GK104162851SQ201410365361
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】李學(xué)文, 魯濤, 田書躍 申請人:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司