CN103551932A - 一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床 - Google Patents

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任明
赵轲
郑泽钿
蔡业彬
李凯
黄寿辉
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Abstract

一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，两台砂轮磨削装置中的砂轮相对设置可同时磨削刀剪两面，每台砂轮磨削装置分别安装在一可作X轴移动的磨头上滑座（4）上，在两台轮磨削装置中的砂轮（11）之间设置有可固定待磨削刀剪的工作台部件（3）；工作台部件安装在可作Z轴移动的工作台上滑座（10）上，工作台上滑座作Z轴移动时，工作台部件可按刀剪所需加工的圆弧曲面作相应的摆动。本发明实现一次装夹完成刀剪圆弧曲面的粗、精加工，有效地缩短了加工时间，降低了劳动成本，提高了工作效率和经济效益。

Description

一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床
 
技术领域
本发明属于数控专用机床技术领域，具体涉及一种磨削刀剪的数控双头双面专用磨床，主要是利用双动力头和双砂轮机构解决高效磨削家用刀剪时机床一次行程完成双面的粗、精磨削、提高加工效率及加工面精度，采用双动力头结构等加工工艺问题。
背景技术
近年来，刀剪五金产品行业有了较大的发展，出口贸易额在逐年增加，据2012年统计，我国从事刀剪生产的企业约有三千家，刀剪产品年工业总产值约一百多亿元，年出口创汇超过4 亿美元。日常用的五金产品如菜刀、套刀、小刀、陶瓷刀和工业用剪刀、民用剪刀、裁缝剪刀等，因必须要有相当高的硬度才可达到其锋利度和耐用性，所以大多都要通过磨削工艺来达到剪切面及刃口的锋利要求、几何尺寸要求和外观要求。在国际市场上，我国的刀剪产品主要还是以中、低端的低附加值产品为主。到目前为止，还没有出现一家像德国“双立人”、日本“庄山郎”牌等世界知名品牌的刀剪产品，造成差距的最根本原因是：产品质量及加工成本高等。主要原因是我国目前的刀剪专用数控磨床在加工精度及加工效率方面还没能达到高要求。
当前磨削刀剪专用磨床主要有两种，一种是一次装夹实现单面磨削的数控专用磨床，其加工工艺是：在同一台磨床上采用工作台来回往复工作移动实现刀剪的单面磨削，磨削精度高，但磨削效率低；另一种是一次装夹实现双面磨削的液压专用磨床，其加工工艺是：一次行程同时磨削双面，工作效率高，但加工精度不稳定、精度低，主要用于加工低要求产品。因此研发一种高效率、高精度双面磨削刀剪的数控专用磨床显得十分重要，是提高磨削刀剪产品效率、精度的数控专用磨削设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的工艺技术局限和不足，提供一种双磨头结构、一次装夹粗、精磨削刀剪的双面、适用于多种规格和各种材料刀剪磨削的数控双头双面专用数控机床。
本发明提供的一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，两台砂轮磨削装置中的砂轮相对设置可同时磨削刀剪两面，每台砂轮磨削装置分别安装在一可作X轴移动的磨头上滑座上，在两台轮磨削装置中的砂轮之间设置有可固定待磨削刀剪的工作台部件；工作台部件安装在可作Z轴移动的工作台上滑座上，工作台上滑座作Z轴移动时，工作台部件可按刀剪所需加工的圆弧曲面作相应的摆动。
工作台部件一端由前铰接座安装在可作Z轴移动的工作台上滑座上，另一端垂直支撑于靠模支撑轴上，工作台上滑座安装在可作Z轴移动的工作台下滑座上，前铰接座可使工作台部件在磨削工作时上下摆动，后铰接座可使安装刀具工件时预调出一定的倾斜角度。
摆动控制机构包括固定在靠模座底部的靠模尺和供靠模尺按所需运行轨迹运行的靠模支撑轴组成，在靠模尺底部形成与所磨削刀剪圆弧曲面相应的孤形面。
砂轮的旋转运动由双主电机驱动双主轴部件完成，Z轴的运动由一台伺服电机驱动实现，X轴的运动由两台伺服电机驱动相向运动，达到双面磨削的效果。
刀具磨削时，刀具安装于刀架（专用夹具）上，由工作台靠模装夹部件控制Z轴移动实现主进给运动；由双上滑座的X轴移动实现磨削双向切深进给移动；由靠模的上下摆动实现刀具面的圆弧面控制磨削；由双砂轮同时磨削实现双面磨削，实现了在同一台机床上一次行程粗精双面磨削的加工工艺。
本发明的有益效果是：
实现一次装夹完成刀剪圆弧曲面的粗、精加工，提高加工效率，解决了刀剪加工效率低、成本高、表面加工精度低等问题。有效地缩短了加工时间，降低了劳动强度，降低了劳动成本，提高了工作效率和经济效益。达到了高精、高效磨削的目的。
顺利实现了主轴转速达4000r/min、磨削深度达0. 4㎜/刀、定位精度达0.002㎜及30～40s/件的高转速、高效率、高精度磨削。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的侧视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明的工作台部件的结构图；
图5至7是磨削刀具是工作台部件的工作原理图。
具体实施方式
参照图1至图4，本发明提供的一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，由数控系统8及机械装置组成，机械装置的设备是：两台砂轮磨削装置2相对设置可同时磨削刀剪两面，每台砂轮磨削装置2均由主轴单元9、主轴箱体10、主电机1和磨削砂轮11组成，分别安装在一可作X轴移动的磨头上滑座4上，磨头上滑座4安装在一可作X轴移动的磨削装置下滑座6上，在两台砂轮磨削装置2之间设置有可固定待磨削刀剪18的工作台部件3；工作台部件3一端由前铰接座15安装在可作Z轴移动的工作台上滑座14上，另一端垂直支撑于靠模支撑轴23上，工作台上滑座14安装在可作Z轴移动的工作台下滑座13上。工作台部件3由前铰接座15、刀架16、刀架下座17、后铰接座19、上座体22、靠模座21和靠模20组成。
刀具磨削前，刀具安装于装刀架16上，在步进电机12驱动下，工作台部件3随工作台上滑座14向机床的后方向移动至如原理图5，接着两台砂轮磨削装置2在步进电机5的驱动下对合，完成了磨头的进给运动后，工作台部件3随工作台上滑座14在步进电机12驱动下，向机床前方移动如原理图6、7，完成了刀具磨削的整套动作。
数控系统选用广东广州数控设备有限公司生产的980T数控系统，实现机床的数字控制功能。
应用例一：
现以广东阳江三兄刀具有限公司使用本发明，进行磨削家用小刀及剪刀的圆弧曲面为例，说明本发明的具体使用情况。
家用小刀及剪刀的加工工序是:先加工好基准平面，以基准平面定位，利用专用夹具刀架16装夹好，安放于磨削刀剪的刀架下座17上，编好加工程序。机床工作时：
开动机床，在数控系统8上输入加工程序，校验仿真加工程序，机床回原点复位，对刀，建立零件加工原点。加工工件过程表现为，顺序磨削，先粗磨圆弧曲面，由数控系统发出执行指令，在步进电机12驱动下，工作台部件3随工作台上滑座14向机床的后方向移动至如原理图5，接着两台砂轮磨削装置2在步进电机5的驱动下对合，完成了磨头的进给运动后，工作台部件3随工作台上滑座14在步进电机12驱动下，向机床前方移动如原理图6、7，达到一次行各磨削双面圆弧曲面。粗加工完成后，在不更换装夹位置及砂轮的情况下再次运行已编好的精加工程序，重新磨削一次完成精磨，实现了在同一台机床上实现刀具的粗精双面磨削加工工艺。
加工效果表现为：内圆弧面的表面粗糙度可达Ra0.4～0.8之间，表面光滑，无任何刀痕。每件工件完成时间为30～40s，达到高效高精度的目的。

Claims (6)

1.一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，其特征在于，两台砂轮磨削装置（2）中的砂轮相对设置可同时磨削刀剪两面，每台砂轮磨削装置（2）分别安装在一可作X轴移动的磨头上滑座（4）上，在两台轮磨削装置（2）中的砂轮（11）之间设置有可固定待磨削刀剪的工作台部件（3）；工作台部件（3）安装在可作Z轴移动的工作台上滑座（10）上，工作台上滑座（14）作Z轴移动时，工作台部件（3）可按刀剪所需加工的圆弧曲面作相应的摆动。
2.根据权利要求1所述的一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，其特征在于，工作台部件（3）一端由前铰接座（15）安装在可作Z轴移动的工作台上滑座（14）上，另一端垂直支撑于靠模支撑轴(23)上，工作台上滑座(14)安装在可作Z轴移动的工作台下滑座（13）上，前铰接座（15）可使工作台部件（3）在磨削工作时上下摆动，后铰接座（19）可使安装刀具工件时预调出一定的倾斜角度。
3.根据权利要求1所述的一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，其特征在于，摆动控制机构包括固定在靠模座（21）底部的靠模尺（20）和供靠模尺按所需运行轨迹运行的靠模支撑轴（23）组成。
4.根据权利要求3所述的一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，其特征在于，在靠模尺（20）底部形成与所磨削刀剪圆弧曲面相应的孤形面。
5.根据权利要求1所述的一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，其特征在于，磨头上滑座（4）安装在一可作X轴移动的磨削装置下滑座(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种双面磨削刀剪的数控双头专用磨床，其特征在于，工作台上滑座（14）安装在可作Z轴移动的工作台下滑座（13）上。
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