新型金剛石分齒燒結(jié)鋸片的半自動成型模具

1、新型金剛石分齒燒結(jié)鋸片的半自動成型模具作者:日期:新型金剛石分齒燒結(jié)鋸片的半自動成型模具研制摘要：本文介紹了新型金剛石分齒燒結(jié)鋸片半自動成型模具的研發(fā)及應用，對金剛石工具制造行業(yè)在效率、成本上的影響，以及未來燒結(jié)鋸片成型方式的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞： 半自動成型機 半自動成型模具 分齒燒結(jié)鋸片 成型效率人工成本模具壽命一、前言:模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在金剛石制品的制造過程中除去電鍍、制品都必須使用模具才能完成，模具設計的結(jié)構(gòu)合理性、精度的高低、直接影響金剛石工具的質(zhì)量、效率和成本。所以可以說模具設計和制造水平的高低，在很大程度上制約著金剛石制品行業(yè)的發(fā)展水平。在目前,無論是在低端或者高端金剛石

2、工具的制造上，每一個制造商都在效率、成本上想盡一切辦法來加以改進， 方向是向自動化，少人工的方向上發(fā)展。 隨著我國金剛石工具企業(yè)與國際上知名工具企業(yè)的交流以及合作的 不斷進行，以及各種用于金剛石工具制造設備的引進，我們在制造金剛石工具的效率上得到快速的提高成本得以降低。而新型新型金剛石分齒燒結(jié)鋸片的半自動成型模具的開發(fā)就是基于這種情況下進行的。釬焊工藝外，幾乎所有的金剛石侗時二、傳統(tǒng)成型制造方法：我國傳統(tǒng)的金剛石燒結(jié)片的成型制造方法完全依賴手動模具，如附圖1所示,«rif 営，< 3 冃r寸尊-亠.< JH z 二 j1z - z J附圖1987654321壓緊螺栓上模芯

3、退套墊叉 下模芯 墊塊 下壓頭 外環(huán) 上壓頭這種模具的使用方法是在操作臺上將模具的外環(huán)、下壓頭、下模芯組裝到一起后倒入粉料，然后旋轉(zhuǎn),其優(yōu)點在于模具的制造成本低廉、刮平。再搬運到四柱壓機上加壓、退模，再搬回操作臺上拆卸模具、取出壓坯。此種模具從開始生產(chǎn)金剛石燒結(jié)鋸片延用至今，仍然被廣泛使用組裝方便。但是其最大的缺點在于1、效率低下、因頻繁組裝模具導致模具使用壽命低。2、操作人員多，在使用過程中需要三個人以上的配合才能完全發(fā)揮其效能。3、人均產(chǎn)量低，一般人均8小時的產(chǎn)量在350片到4 0 0片左右,4、勞動強度大、用工成本高，因為成型時人工來回搬運模具，勞動強度大，所以消耗的體力多，即使加過多的

4、人員造成因模具落后而導致的人班生產(chǎn)，產(chǎn)能的提高也是非常有限。況且隨著用工成本的增加, 工成本的增加。三、新的成型設備和模具:隨著成型設備的改進，半自動成型機和全自動成型機的出現(xiàn) ，新型的燒結(jié)片成型模具實現(xiàn)了設計上質(zhì)的改變,，壓制范圍寬型工作不再是重體力，人員多的工作，模具成本也得到很好的控制。但是全自動成型設備因為造價高、可壓制的規(guī) 格范圍窄而被絕大多數(shù)廠家放棄，目前國內(nèi)只有一兩家企業(yè)在使用。而半自動成型機因造價相對便宜 受到極大的歡迎，目前發(fā)展趨勢相當?shù)难该停嘈艃赡曛畠?nèi)，國內(nèi)中等規(guī)模的金剛石工具企業(yè)都會大批購進此種設備 進行燒結(jié)鋸片的成型。使半自動成型壓機得以短時間內(nèi)風靡整個金剛石工具行業(yè)

5、的根本原因是因為一種可壓制分齒燒結(jié)鋸片模具的出現(xiàn)。分齒片在金剛石燒結(jié)鋸片中的比例大概在6 5%，在國內(nèi)和印度市場甚至超過90 %2004年，晶日金剛石工具有限公司與韓國曉成金剛石工具株式會社合資成立晶成金剛石工具有限公司，從韓國引進了半自動燒結(jié)片的成型壓機，實現(xiàn)了渦輪及連續(xù)邊燒結(jié)片的半自動成型,帶來成型效率的成倍增長和人工、模具成本的降低。但是因為沒有開發(fā)出分齒片的成型模具，分齒片的生產(chǎn)還是在沿用傳統(tǒng)的模具，甚至韓國曉成公司制作熱壓分齒片的方法還是將連續(xù)邊用激光切割冷卻槽，成本非常高。200 7年，隨著晶成公司與蘇州博格自動化機械公司聯(lián)合開發(fā)的同類壓機的成功，晶成公司開始開發(fā)用于半自動成型壓機

6、上的分齒片成型模具并取得成功,從此開啟了燒結(jié)片成型工藝的又一次全面革新。目前此項技術(shù)已申請國家實用新型專利。四、新型模具的結(jié)構(gòu)和原理因為冷壓模具的結(jié)構(gòu)有以下幾個部分組成：定位件、導向零件；開、合模機構(gòu)；卸料機構(gòu)；送料機構(gòu)等。所以設計者巧妙利用了分齒片基體形狀以及模具的上、下壓頭和外環(huán)形狀，實現(xiàn)了鋸片基體的定位、壓頭的導向和成型后的卸料。（一）技術(shù)方案：見圖21、 基體定位：在模具上內(nèi)芯 17上安裝基體固定銷13 ，與上內(nèi)芯對基體進行定位的中軸7 一起對基體進行定位并防止轉(zhuǎn)動， 保證成型時基體與陰模 6之間的配合。用磁鐵1 0將基體吸緊在上 內(nèi)芯17上。2、內(nèi)模芯定位：在上內(nèi)芯外圓安裝與上壓頭2

7、分齒槽相配合的導向鍵14,防止上內(nèi)芯轉(zhuǎn)動。3、工件取出：在上內(nèi)芯安裝24個微型氣缸4，通過手動換向閥頂出基體從而頂出工件。防止撬動取片造成壓坯損壞。f-i-甕3 jt s1分齒片圖紙1刀頭2 基體3 冷卻孔16171514131211ttfw4 fF8附圖21上內(nèi)芯復位油缸活塞 2上壓頭3世縮空氣管4氣缸5基體6陰模7 中軸8二下壓頭9 下內(nèi)芯復位 油缸活塞10磁鐵11下內(nèi)芯12金屬粉料13基體固定 銷14導向鍵15 單簧16上內(nèi)芯固定螺栓 17 上內(nèi)芯沖'10附圖2說明1、工件安裝：中軸 7穿入基體中孔，通過磁鐵10靠緊上內(nèi)芯，用手旋轉(zhuǎn)基體，使基體定位銷13穿入基體冷卻孔后，基體得到

8、固定。保證基體的冷卻水口與外套6配合。12刮平后只需按動壓制按鈕就可自動壓制成型。上下壓頭自動回程并扳動手動換向閥，三個微型氣缸4克服磁力17上頂下。2、壓制:用刮板將粉料3、工件取下：當成型保壓后，將工件從上內(nèi)芯其它說明：1、導向鍵14鑲在上內(nèi)芯17中,與上壓頭的分齒縫滑動配合 ，保證上內(nèi)芯17不在上壓頭 2中轉(zhuǎn) 動，從而保證了基體的冷卻水口與外套6配合2、基體定位銷13由彈簧15壓緊。保證基體時的快速安裝。3、主要部件材質(zhì)：上下壓頭和外環(huán)采用Cr1 2MoV并真空熱處理，要求硬度在H RC60-6 2，保證使用壽命上下內(nèi)模芯采用G r 15熱處理硬度 H R C 5 5 - 5 8.2AA

9、-A3附圖3上壓頭零件圖、上壓頭安裝孔1、上壓頭分齒縫23、3個用于壓縮空氣管路孔A-A;>Z/ Z1 ":w,¥ 、X 'X C /B-B-/' / -z 1 -三./'/= - Z氣B附圖4:上內(nèi)芯零件圖1、磁鐵安裝孔2、導向鍵安裝孔3、基體定位銷安裝孔/* 1z'一*1 -二二 i附圖6:氣缸與氣管接頭連接螺帽附圖5:基體固定銷與上壓頭滑動配合與上內(nèi)芯過盈配合附圖7:導向鍵五、新型模具的優(yōu)點及效益分析1、成型效率為高：傳統(tǒng)手動模具要3個人以上配合才能完全發(fā)揮其效能，熟練的員工3人每天8小時生產(chǎn)1 150 - 1 2 50片（12

10、5以下），而新型設備和模具只需要一人，在8小時工作日內(nèi)輕松生產(chǎn)1 2001 3 00 片2、3、4、勞動強度大大降低：操作人員只需將基體安裝到上模芯上，將工作臺上的粉料用刮板刮入型腔內(nèi)后按下壓制按鈕即可進行成型工作；壓制完成后由氣缸頂下成型后的鋸片即完成。原來操作工只能依賴男性員 工，現(xiàn)在女性員工也可輕松勝任。目前經(jīng)過改進，采用安裝于上壓頭內(nèi)的液壓缸自動頂下，效率更高， 但是對于超薄片和壓坯強度低的鋸片，刀頭容易破損。人工成本大幅度降低，原來分配到一片鋸片中的2-3個人的壓制人工費用降低到一個人的費用。模具成本降低：原來每片125以下鋸片的成型模具成本在0.0-0.1元范圍內(nèi)，甚至對外觀要求嚴

11、格的企業(yè)因模具過早淘汰成本更高。而采用新型模具后經(jīng)過中間修復壽命可達到3 5 00040 000次。單片模具成本下降到 0.0 4- 0 .05元。綜合以上幾點采用新型成型模具的某企業(yè)人工和模具成本對比：1 0 5分齒片單片模具成本（元）單片成型直接人工成本（元）合計傳統(tǒng)手動模具（壽命40 0 0次）0.1450.130.275新型半自動模具（壽命40 00 0次，中間經(jīng)一次修復）0 . 0 60.070. 13費用節(jié)省額0.0850.0 6合計節(jié)約:0. 1 45原來由于勞動強度高， 收入偏低，所以成型工序的員工辭職率高，現(xiàn)在采用新型模具后，對工人的技術(shù)水平要求低，所以不但工作輕松，采用計件

12、工資的收入也高，成型工序的員工辭職率也大幅降低。六、設計模具的要點：除去公差配合上的要求與傳統(tǒng)模具相同以外，在設計模具上還需要注意如下的事項41.,分齒片圖紙1 刀頭2 基體3 冷卻孔D公差要嚴格要求，防止因孔距不一致造成1、因為基體的冷卻孔穿入定位銷，所以基體的冷卻孔中心距 基體無法安裝。2、冷卻孔的孔徑d要每批基體保持一致， 防止固定銷與冷卻孔配合過緊或過松導致的基體在壓制過程中 與外環(huán)無法配合。3、 冷卻孔槽寬H與外環(huán)的配合公差要注意不能過緊和過松，以免壓制成型時基體損壞和刀頭不美觀。七、發(fā)展趨勢：1、自動送料：目前已經(jīng)在半自動成型壓機上采用了自動送料的機構(gòu)，因為存在刀頭上的金剛石分布不均現(xiàn) 象太嚴重，所以技術(shù)還有待改進