CN106238839A - 刀具放电研磨装置及其研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种刀具放电研磨装置及其研磨方法，其包括底座、固定连接在该底座上的中座、在X方向在滑动连接在该中座上的十字座、在Y方向上滑动连接在该十字座上的横梁、固定在该横梁侧边的主轴座、在Z方向上滑动连接在该主轴座上的主轴滑座、旋转主轴头、旋转蜗轮座、固定工件的蜗杆蜗轮座组、以及旋转固定在所述底座上的主轴组，其中，所述主轴滑座旋转连接在所述旋转主轴头上，所述旋转头组固定在主轴组上。本发明具备6轴伺服控制、5轴同动放电加工，并且可以切换6轴中的任意5个伺服轴为同动加工轴，针对螺旋刀及各种非标刀具放电或研磨加工，以及钻石砂轮放电加工等多用途专用机，同时具有电极自动修整功能。

Description

刀具放电研磨装置及其研磨方法
技术领域
本发明属于研磨技术领域，尤其涉及一种刀具放电研磨装置及其研磨方法。
背景技术
目前木工机行业普遍使用圆形锯片型式的刀具，此种刀具使用的材质一般分为钢材及钻石两种,其钻石使用上的效率及寿命都优于钢材，故选择钻石材质的圆形锯片趋近普及。然而此刀具虽有着各项优点，但其硬度太高，一旦在使用上发生了磨耗或碰撞并不是一般的刀具研磨机能完成修补的。
放电加工技术是利用电极和被加工之间，以小间隙的断续电弧放电作用，产生高温溶解侵蚀被加工物。加工完成的成品模型，形状与所使用电极形状完全相同，此种金属成型方式称之为放电加工。
其中，电极与被加工物接近至达μ的距离时，极间瞬间所加电压，会使距离最短地方，因绝缘破坏而迸出火花立即成为系电弧柱，亦即密度很高的电子流，电子流产生高温，溶解被加工物，此种现象称之为放电。高温使周围的加工件的油气产生膨胀，膨胀的油气，在融化的被加工物与电极之间，单位面积内产生极大的冲击力。金属熔化的部分，因此冲击力喷散冷却成小圆团，四散于加工油工中，端部未喷散的部分隆起，此处既成为后续的放电点。熔化的金属喷散后，周围的冷油浸入，冷却残余热量。发生放电之间隙，同时恢复绝缘。
实际的放电加工中，1秒间发生数千至数十万次单点放电，放电加工既利用此累积的放电点进行加工。
现有刀具放电加工专用机产品，一般只能1或2轴同动放电加工，而且只能加工刀具，不能多轴同动加工螺旋刀，也不能加工金刚石砂轮，更无法研磨加工刀具。
因应此情况开发出本发明刀具放电研磨装置，刀具放电研磨装置使用放电加工原理对钻石刀具进行加工以达到刀具成型效果,让使用者不再因钻石刀具的磨耗及碰撞问题降低效率,增加成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种,让使用者不再因刀具的磨耗及碰撞问题而降低效率的刀具放电研磨装置及其研磨方法。
本发明提供一种刀具放电研磨装置，其包括底座、固定连接在该底座上的中座、在X方向在滑动连接在该中座上的十字座、在Y方向上滑动连接在该十字座上的横梁、固定在该横梁侧边的主轴座、在Z方向上滑动连接在该主轴座上的主轴滑座、旋转主轴头、固定工件的蜗杆蜗轮座组、以及旋转固定在所述底座上的主轴组，其中，所述主轴滑座旋转连接在所述旋转主轴头上，所述旋转头组固定在主轴组上。
优选地，还包括固定在固定在所述中座侧面的石墨电极修刀座，车刀安装在该石墨电极修刀座上。
优选地，固定在蜗杆蜗轮座组上的工件为螺旋刀。
优选地，所述主轴组固定电极或研磨砂轮。
优选地，所述十字座在中座上的传动方式为线轨、光学尺搭配及螺杆。
优选地，还包括固定所述十字座上的两个Y轴线轨、位于该两个Y轴线轨之间的Y轴螺杆、第一伺服电机、第一电机传动座、第一联轴器、轴承座、Y轴光学尺、以及精密斜角滚珠轴承。
优选地，还包括Z轴线轨、Z轴螺杆、第二伺服电机、第二电机传动座、第二联轴器、轴承座、Z轴光学尺、以及精密斜角滚珠轴承。
本发明还提供一种刀具放电研磨装置的研磨方法，包括如下步骤：
第一步：工件安装在蜗杆蜗轮座组；在主轴组上安装电极；在石墨电极修刀座上安装车刀；
第二步：根据被加工刀具安装位置和修刀座的刀片形状编写程序，并对每一刀片寻边侦测位置；
第三步：启动加工：修电极：电极移到车刀处车加工；电极寻边位置补偿：车完后对电极寻边并修正补偿值；
第四步：电极移到刀刃位置进行放电加工；
第五步：单一刀刃加工完成后，自动再从第三步修电极...，一直到所有刀刃放电加工完成；
第六步：停止加工。
优选地，还包括如下步骤：
第七步：研磨加工：放电加工完成后，如果需要刀刃再研磨，继续以下动作；
第八步：主轴组上的石墨电极更换为砂轮；石墨电极修刀座的车刀更换为修砂轮用的钻石刀；
第九步：根据刀片形状编写程序；
第十步：启动加工：修砂轮：砂轮移到车刀处修磨砂轮；砂轮寻边位置补偿：车完后对砂轮寻边并修正补偿值；
第十一步：电极移到刀刃位置磨加工；
第十八步：单一刀刃加工完成后，自动再从第十步修砂轮...，一直到所有刀刃研磨加工完成；
第十九步：停止加工。
本发明具备6轴伺服控制、5轴同动放电加工，并且可以切换6轴中的任意5个伺服轴为同动加工轴，针对螺旋刀及各种非标刀具放电或研磨加工，以及钻石砂轮放电加工等多用途专用机，也可以将放电的电极换为砂轮，成为刀具研磨机，同时具有电极自动修整功能。
附图说明
图1为本发明刀具放电研磨装置的立体图；
图2为图1所示刀具放电研磨装置的立体分解图；
图3为图1所示刀具放电研磨装置的左视图。
具体实施方式
本发明刀具放电研磨装置，如图1所示，其设有X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴、以及C轴，其中，X轴的行程为400mm，Y轴的行程为300mm，Z轴的行程为200mm，A轴的旋转角度为180°，B轴和C轴的旋转角度均为360°，B轴为电极或砂轮旋转，C轴为刀具旋转。
如图1至图3所示，本发明刀具放电研磨装置包括底座1、固定连接在该底座1上的中座(X轴座)2、在X方向在滑动连接在该中座2上的十字座(X轴滑座)12、在Y方向上滑动连接在十字座(X轴滑座)12上的横梁(Y轴座)15、固定在该横梁15侧边的主轴座(Z轴座)18、在Z方向上滑动连接在该主轴座18上的主轴滑座(Z轴滑座)24、旋转主轴头61、旋转蜗轮座70、及固定在该中座2侧面的石墨电极修刀座52。
石墨电极修刀座52的作用为：放电加工过程中，石墨电极会有损耗，如果电极不更换或修整，刀具的放电加工精度将不能保证，因此为了保证刀具加工精度，必须在一固定的时间对电极车加工，在车加工后再对电极位置校正，然后再继续放电加工，修刀座52的主要功能在于自动车修电极，才能全自动持续加工，并保证加工质量。
其中，底座1为一体式箱型对称结构，该底座1搭配4支精密细螺纹地基螺栓，合理的支撑本发明刀具放电研磨装置。中座(X轴座)2设置在底座上；十字座12在中座2上的传动方式均为线轨及光学尺搭配及螺杆10，由伺服电机28带动而达到X轴向的移动功能，此全行程为全死循环。
十字座12上设有在Y方向上滑动连接的横梁(Y轴座)15、固定在该十字座12上的两个Y轴线轨16和位于该两个Y轴线轨16之间的Y轴螺杆17、第一伺服电机28、第一电机传动座3、第一联轴器30、轴承座4、Y轴光学尺31、以及精密斜角滚珠轴承，十字座12上的部件均为线轨传动此全行程为全死循环。
横梁15的侧边设有主轴(Z轴滑座)24及主轴座18、Z轴线轨19、Z轴螺杆23、第二伺服电机29、第二电机传动座75、第二联轴器30,轴承座22(Z轴)、Z轴光学尺36、以及精密斜角滚珠轴承等，其传动方式均为线轨传动，而此轴向行程为全死循环。
主轴滑座24旋转连接在该旋转主轴头61上，旋转主轴头61为本发明的A轴，旋转主轴头61的特点为：由伺服电机搭配蜗杆蜗轮座组70(C轴)，由旋转头组61(A轴)带动主轴24，旋转头组61(A轴)在主轴组62(B轴)上产生180度旋转，进而带动旋转主轴头61产生圆周式的摇摆传动，其摆动行程为±360°。
主轴组62旋转固定在底座1上，该主轴组62在底座1上可以进行360°旋转。旋转头组61固定在主轴组62上。
主轴组62为电极或砂轮；蜗杆蜗轮座组70上固定工件，如刀具或金刚石砂轮。
主轴组62为电极或砂轮的作用为：由于金刚石刀具非常坚硬，只能使用放电或研磨的加工方式，研磨效果好但是砂轮损耗太大，无法自动修整，因此只能采用放电加工，因为放电加工后损耗的电极可以采用石墨电极修刀座52加以车加工修整；但是放电加工后的刀具表面会有细小放电坑，如果刀具精度要求更高，在放电加工完成后，再把主轴组62的电极换砂轮，这样只要稍微研磨一下，就可以得到非常好的效果。
主轴组62和蜗杆蜗轮座组70的作用为：主轴组62固定电极或研磨砂轮，蜗杆蜗轮座组70安装固定被加工的刀具，就是此设备主要加工的对象金刚石刀具，因为刀具通常为螺旋形，加工路径为各种复杂路径，的因此必须在加工过程中旋转联动加工。
本发明刀具放电研磨装置为一种多功能专用机，其具备5轴同动功能，可放电加工螺旋刀、或是研磨铣刀、或加工其他非标刀具的复杂曲线；主轴组为服轴，被加工刀具C轴换成金刚石砂轮后，也可以对金刚石砂轮放电加工。
本发明实现5轴同放电或研磨加工：一个螺旋刀具通常具有数十个刀片，呈现螺旋状排列，每一个刀片的刀刃呈现一个U型或其他形状，大小及弧度都不一样。
本发明放电加工的步骤如下：
第一步：工件(如刀具)安装在蜗杆蜗轮座组70(C轴)，一般使用BT40刀把安装；在主轴组62(B轴)上安装电极；在石墨电极修刀座52上安装车刀；
第二步：根据被加工刀具安装位置(安装在C轴蜗杆蜗轮座组70上)和修刀座的刀片形状编写程序，并对每一刀片寻边侦测位置；
第三步：启动加工：修电极：电极移到车刀处车加工；电极寻边位置补偿：车完后对电极寻边并修正补偿值；
第四步：电极移到刀刃位置进行放电加工，即：中座(X轴座)2、横梁(Y轴座)15、轴承座22(Z轴)、旋转头组61(A轴)和蜗杆蜗轮座组70(C轴)联动加工，主轴组62(B轴)旋转利于排渣；
第五步：单一刀刃加工完成后，自动再从第三步修电极...，一直到所有刀刃放电加工完成；
第六步：停止加工；
第七步：研磨加工：放电加工完成后，如果需要刀刃再研磨，继续以下动作；
第八步：主轴组62(B轴)上的石墨电极更换为砂轮；石墨电极修刀座52的车刀更换为修砂轮用的钻石刀；
第九步：根据刀片形状编写程序；
第十步：启动加工：修砂轮：砂轮移到车刀处修磨砂轮；砂轮寻边位置补偿：车完后对砂轮寻边并修正补偿值；
第十一步：电极移到刀刃位置磨加工，即：中座(X轴座)2、横梁(Y轴座)15、轴承座22(Z轴)、旋转头组61(A轴)和蜗杆蜗轮座组70(C轴)联动加工，主轴组62(B轴)带动砂轮研磨；
第十八步：单一刀刃加工完成后，自动再从第十步修砂轮...，一直到所有刀刃研磨加工完成；
第十九步：停止加工。
本发明具备6轴伺服控制、5轴同放电加工，并且可以切换6轴中的任意5个伺服轴为同动加工轴，针对螺旋刀及各种非标刀具放电或研磨加工，以及钻石砂轮放电加工等多用途专用机，也可以将放电的电极换为砂轮，成为刀具研磨机，同时具有电极自动修整功能。
上述的实施例仅示例性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种刀具放电研磨装置，其特征在于，其包括底座、固定连接在该底座上的中座、在X方向在滑动连接在该中座上的十字座、在Y方向上滑动连接在该十字座上的横梁、固定在该横梁侧边的主轴座、在Z方向上滑动连接在该主轴座上的主轴滑座、旋转主轴头、固定工件的蜗杆蜗轮座组、以及旋转固定在所述底座上的主轴组，其中，所述主轴滑座旋转连接在所述旋转主轴头上，所述旋转头组固定在主轴组上。
2.根据权利要求1所述的刀具放电研磨装置，其特征在于：还包括固定在固定在所述中座侧面的石墨电极修刀座，车刀安装在该石墨电极修刀座上。
3.根据权利要求1所述的刀具放电研磨装置，其特征在于：固定在蜗杆蜗轮座组上的工件为螺旋刀。
4.根据权利要求1所述的刀具放电研磨装置，其特征在于：所述主轴组固定电极或研磨砂轮。
5.根据权利要求1所述的刀具放电研磨装置，其特征在于：所述十字座在中座上的传动方式为线轨、光学尺搭配及螺杆。
6.根据权利要求1所述的刀具放电研磨装置，其特征在于：还包括固定所述十字座上的两个Y轴线轨、位于该两个Y轴线轨之间的Y轴螺杆、第一伺服电机、第一电机传动座、第一联轴器、轴承座、Y轴光学尺、以及精密斜角滚珠轴承。
7.根据权利要求1所述的刀具放电研磨装置，其特征在于：还包括Z轴线轨、Z轴螺杆、第二伺服电机、第二电机传动座、第二联轴器、轴承座、Z轴光学尺、以及精密斜角滚珠轴承。
8.根据权利要求1-7所述的刀具放电研磨装置的研磨方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：工件安装在蜗杆蜗轮座组；在主轴组上安装电极；在石墨电极修刀座上安装车刀；
第二步：根据被加工刀具安装位置和修刀座的刀片形状编写程序，并对每一刀片寻边侦测位置；
第三步：启动加工：修电极：电极移到车刀处车加工；电极寻边位置补偿：车完后对电极寻边并修正补偿值；
第四步：电极移到刀刃位置进行放电加工；
第五步：单一刀刃加工完成后，自动再从第三步修电极...，一直到所有刀刃放电加工完成；
第六步：停止加工。
9.根据权利要求8所述的研磨方法，其特征在于：还包括如下步骤：
第七步：研磨加工：放电加工完成后，如果需要刀刃再研磨，继续以下动作；
第八步：主轴组上的石墨电极更换为砂轮；石墨电极修刀座的车刀更换为修砂轮用的钻石刀；
第九步：根据刀片形状编写程序；
第十步：启动加工：修砂轮：砂轮移到车刀处修磨砂轮；砂轮寻边位置补偿：车完后对砂轮寻边并修正补偿值；
第十一步：电极移到刀刃位置磨加工；
第十八步：单一刀刃加工完成后，自动再从第十步修砂轮...，一直到所有刀刃研磨加工完成；
第十九步：停止加工。
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