[发明专利]金刚石滚轮、制备装置和制备方法

权利要求书

1.一种金刚石滚轮，其特征在于：所述滚轮的齿形角β≤35°，关键齿形啮合节线与滚轮轴线之间的角度α=3°~15°，齿形线与滚轮轴线或其平行线之间的夹角θ≥72.5°，所述关键齿形啮合节线位置为局部相同齿形理论设计直径为d的接触圆圆心连线，齿厚T为关键齿形啮合节线与滚轮型面轮廓交点之间、沿关键齿形啮合节线方向上的距离。

2.根据权利要求1所述的金刚石滚轮，其特征在于：所述滚轮轮廓精度达到±0.002mm，齿间距误差达到±0.002mm，齿形角度误差达到±3′。

3.一种制备权利要求1或2所述的金刚石滚轮的装置，其特征在于：包括成型装置、动态埋砂装置和等势电沉积装置，所述成型装置包括电极轴（1），电极（3）固定在电极轴（1）上；所述动态埋砂装置包括驱动棒（5），阴模（4）利用绝缘夹具（6）固定并置于驱动棒（5）上，绝缘夹具（6）之间设有阳极组装装置；所述等势电沉积装置包括与电机相连的专用销钉（8），专用销钉（8）上设有钛篮Ⅰ（9），钛篮Ⅰ（9）两侧设有绝缘板（10）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述电极轴（1）两端设有中心孔（11），电极（3）端部设有基准台阶（12）；所述阳极组装装置内部为钛篮Ⅱ（13），钛篮Ⅱ（13）外设有套筒（14），套筒（14）上设有离子交换窗口（19）；所述钛篮Ⅰ（9）外壁上还设有仿形阳极（15）。

5.利用权利要求4所述的装置制备金刚石滚轮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、利用数控插补车削技术实现与滚轮型面相同的电极型面加工；

b、利用内孔成型放电设备，将a中电极型面复制到阴模内壁上，得到型腔成品体；

c、利用动态埋砂电沉积装置，将金刚石磨料固定在b中所述的型腔成品体内壁上；

d、利用等势电沉积装置将c中得到的型腔成品体内壁的磨料层磨粒进行快速加固，得到第一几何体；

e、将d中所述第一几何体与钢芯放在一起，将第一几何体与钢芯之间的缝隙进行低熔点合金填充，去除阴模后得到第二几何体；

f、将第二几何体的钢芯内孔磨削至与所述的磨料层同心，并在滚轮端面加工出端面基准，进行车、磨后得到金刚石滚轮成品。

6.根据权利要求5所述的制备金刚石滚轮的方法，其特征在于：所述步骤a中将电极轴（1）固定在数控车床上，车削出电极（3）的外圆型面，并在电极（3）上电镀加工出包含径向、端面基准的基准台阶（12），按照阴模设计，车出阴模（4）内型面的大致形状。

7.根据权利要求5所述的制备金刚石滚轮的方法，其特征在于：所述步骤b中在内孔电火花成型机床上，找正阴模4端面、径向基准跳动小于等于0.002mm；在内孔电火花成型机工具轴上利用专用夹具安装电极（3），并确认基准台阶（12）的端面和径向基准跳动小于等于0.002mm，根据阴模（4）与电极（3）实际型面实际轴向、径向尺寸对刀，开启电源加工出阴模（4）内型面，放电时，阴模（4）的转速5r/min-30r/min，电极（3）的转速0.02r/h-0.5r/h。

8.根据权利要求5所述的制备金刚石滚轮的方法，其特征在于：所述步骤c中利用绝缘夹具（6）固定阴模（4），将阳极组装装置置于绝缘夹具（6）中间，金刚石磨料（7）置于型腔成品体内壁上，离子交换窗口（19）向下设置，在驱动棒（5）的回转作用下，以0r/min-10r/min的转速下低速转动。

9.根据权利要求5所述的制备金刚石滚轮的方法，其特征在于：所述步骤d中将阴模（4）内未被固定的金刚石磨料去除，阴模移到等势电沉积装置中进行电镀加厚，将专用销钉（8）与电机相连，做低速回转1-5r/min，专用销钉（8）下部设有螺纹、与钛篮Ⅰ（9）两侧绝缘板（10）固定，仿形阳极（15）与阴模（4）之间设有镀液，绝缘夹具（6）上设有镀液孔（18）。