CN106363471A - 加工刀具用的设备及加工刀具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加工刀具用的设备及加工刀具的方法，该设备包括刀具驱动系统：包括操作台、枢轴以及固定组件，枢轴能够相对操作台转动以提供刀具研磨的弧形，固定组件滑动地安装于枢轴上，固定组件用于固定刀具；研磨系统：包括横轴、行星盘、砂轮以及俯仰机构，行星盘能够沿其轴线转动地安装于横轴上，砂轮固定安装于行星盘上且砂轮的轴线与行星盘相平行，砂轮用于研磨刀具，俯仰机构用于调节砂轮研磨刀具的后角；通过控制横轴相对刀具靠近或远离且操作台固定不动，从而调节砂轮与刀具之间的距离。本发明所述设备通过控制横轴相对刀具靠近或远离以实现调节圆心的位置，即调节研磨半径大小，从而实现多圆弧效果。

Description

加工刀具用的设备及加工刀具的方法

技术领域

本发明涉及工件加工领域，具体涉及一种加工刀具用的设备及加工刀具的方法。

背景技术

金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点，常用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。目前，所有单晶圆弧刀具所采用的加工原理几乎一致，机器构成主要包括主轴、横轴和枢轴，主轴控制转速，横轴控制走刀，枢轴控制弧形。弧形半径的大小需要确定圆心位置，以圆心为操作中心转动以修磨出单晶圆弧刀具，圆弧半径即为圆心到砂轮之间的距离。这种加工模型的操作局限性在于圆心固定，针对于不同的半径都需要去调节圆心的位置，而且修磨时不可变。基于这种现状，几乎所有厂家都只能研磨出单圆弧的单晶刀具。但随着市场需求的不断变化，人们对多圆弧单晶刀具的需求愈加迫切。

发明内容

鉴于以上所述，为了适合市场的需求，本发明有必要提供一种加工刀具用的设备，能够满足人们对多圆弧刀具的需求，精度高，修磨时可根据弧度需要而便捷地调节圆心的位置。本发明还提供一种采用上述设备来加工刀具的方法。

本发明采用的技术方案为：一种加工刀具用的设备，包括

刀具驱动系统：包括操作台、枢轴以及固定组件，所述枢轴能够相对所述操作台转动以提供刀具研磨的弧形，所述固定组件滑动地安装于所述枢轴上，所述固定组件用于固定刀具，通过调节所述固定组件相对所述枢轴的滑动量以调节对刀具的研磨量；

研磨系统：包括横轴、行星盘、砂轮以及俯仰机构，所述行星盘能够沿其轴线转动地安装于所述横轴上，所述砂轮固定安装于所述行星盘上且所述砂轮的轴线与所述行星盘相平行，所述砂轮用于研磨刀具，所述俯仰机构用于使所述砂轮相对所述刀具上仰或下俯，从而调节砂轮研磨刀具的后角；通过控制所述横轴相对所述刀具靠近或远离且所述操作台固定不动，进而使得所述砂轮能够相对所述刀具靠近或远离，从而能够调节砂轮与刀具之间的距离，最终调节刀具的研磨圆心位置，更好地实现多圆弧刀具的加工。

本发明上述方案至少实现以下目的：根据多圆弧刀具具有圆心变化且不重叠的特点，对设备进行改进，实现在修磨过程中，可根据需要调节横轴相对刀具靠近或远离的距离，从而调节刀具的研磨圆心位置，进而更好地实现多圆弧刀具的加工。

本发明中，于刀具表面加工多圆弧指的是于刀具表面加工圆心位置不一致、或圆心位置及圆弧半径均不一致的两个或两个以上的圆弧。

进一步地，所述设备还包括底座，所述操作台和所述横轴均能够相对滑动地安装于所述底座上，用于调节刀具和砂轮的相对位置，且所述横轴的滑动方向与所述操作台的滑动方向相垂直。

进一步地，所述行星盘凸伸有一轴线与该行星盘的轴线平行但不重叠的主轴，所述砂轮固定安装于该主轴上，所述行星盘沿其轴线转动，从而带动与该行星盘固定的主轴及砂轮沿该行星盘的轴线作圆周运动，以保证对不同晶向的金刚石刀具进行合理的磨削加工。

进一步地，所述俯仰机构包括俯仰电机以及俯仰轴，所述俯仰轴固定安装于所述横轴内，且其一端与所述行星盘的侧壁固定连接，另一端与所述俯仰电机相连接，所述俯仰电机驱动所述俯仰轴正向或反向转动，进而带动与所述俯仰轴固定连接的行星盘正向或反向转动，从而使得所述砂轮相对所述刀具下俯或上仰。

进一步地，所述俯仰机构包括一与所述行星盘轴线相垂直的俯仰调节杆以及开设于横轴两侧的俯仰轨道，该俯仰轨道为一弧形，该俯仰调节杆的一端伸入一俯仰轨道内，另一端穿过所述行星盘后伸入另一俯仰轨道内，且所述俯仰调节杆能够相对所述俯仰轨道滑动，所述行星盘与所述俯仰调节杆固定连接，通过调节该俯仰调节杆沿该弧形的俯仰轨道滑动，从而使得行星盘及砂轮下俯或上仰。

进一步地，所述枢轴设有滑动导轨，所述固定组件设有能够相对对应滑动导轨滑动的滑块，通过调节所述滑块相对所述滑动导轨滑动，进而带动所述固定组件相对所述枢轴滑动，从而调节对刀具的研磨量。

进一步地，所述固定组件包括立架和用于固定刀具的固定杆，所述立架固定安装于所述滑块远离所述枢轴的一端，所述立架上开设有调节槽，所述固定杆通过所述调节槽可调节地安装于所述立架上，用于调节接触不同砂轮位置时的刀具的弧形加工中心位置。

进一步地，本发明所述的设备还包括监视系统，所述监视系统包括图像采集装置和显示装置，所述图像采集装置用于采集所述刀具和砂轮的工作情况，所述显示装置用以显示所述图像采集装置采集到的信息。

进一步地，本发明所述的设备还包括控制系统，所述控制系统电性连接所述枢轴、行星盘和监视系统，从而可对所述枢轴、行星盘的动作进行控制。

本发明还提供一种采用上述设备来加工刀具的方法，包括以下步骤：

1)针对不同晶向的金刚石刀具，驱动行星盘转动从而带动砂轮转至适宜位置；

2)调节砂轮上仰预定角度，使其与刀具要求的加工角度一致；

3)调节横轴以及操作台的滑动量，使得刀具与砂轮相邻近；

4)控制固定杆相对调节槽滑动，从而调节接触不同砂轮位置时的刀具的弧形加工中心位置；

5)砂轮转动，并且驱动枢轴转动以研磨刀具，通过调节固定组件相对于所述枢轴的滑动进量以调节刀具研磨量，从而于刀具表面形成一个所需弧度的圆弧；

6)调节横轴的滑动，实现对刀具的任意研磨圆心的定位及研磨半径的调节，研磨从而于刀具表面形成下一个所需弧度的圆弧；

7)重复上述步骤6)至加工完成全部的圆弧。

相较于现有技术中刀具研磨圆心的改变是通过调节操作台以实现的，且横轴是固定不动的，本发明所述加工刀具用的设备，根据多圆弧刀具具有圆心变化且不重叠的特点，对设备进行改进，通过控制横轴相对刀具靠近或远离，而操作台固定不变，以实现调节圆心的位置，即调节研磨半径大小，从而实现多圆弧效果。

本发明的优选实施方案及其有益效果，将结合具体实施方式进一步详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1：本发明加工刀具用的设备的立体图。

图2：本发明加工刀具用的设备的侧视图。

图3：为图1中A的放大图。

各部件名称及其标号

操作台：11	枢轴：12	滑动导轨：13	滑块：14
				刀具：1	底座：30	立架：16	固定杆：17
调节槽：18	横轴：21	行星盘：22	砂轮：23
				俯仰调节杆：24	俯仰轨道：25

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1

请参阅图1-3，本发明较佳实施例提供一种加工刀具用的设备，能够研磨出多圆弧轮廓，促进金刚石刀具的推广应用，包括底座30、以及安装于底座30上的刀具驱动系统和研磨系统。

所述刀具驱动系统包括操作台11、枢轴12以及固定组件。所述操作台11能够相对滑动地安装于所述底座30上，用于调节刀具的位置。本实施例中，所述操作台11上设有用于调节所述操作台11相对所述底座30滑动量的进给轴(图未标)。所述枢轴12的一端与所述操作台11枢接，另一端沿水平方向延伸，用于控制刀具研磨的弧形。所述固定组件用于固定刀具，且该固定组件能够相对滑动地安装于所述枢轴12上，用于调节对刀具的研磨量。本实施例中，所述枢轴12远离操作台11的一端上设有与所述枢轴12的转动半径相平行的滑动导轨13，所述固定组件设有能够相对对应滑动导轨13滑动的滑块14，通过调节所述滑块14沿所述滑动导轨13来回滑动，进而带动所述固定组件沿所述枢轴12的转动半径方向滑动，从而可调节刀具1相对于砂轮23的位置。

所述固定组件包括立架16和固定杆17。所述立架16固定安装于所述滑块14远离所述枢轴12的一端。所述立架16上开设有调节槽18，用于调节接触不同砂轮位置时的刀具1的弧形加工中心位置。所述固定杆17通过所述调节槽18可调节地安装于所述立架16上。所述固定杆17的一端与所述立架16固定连接，另一端沿所述枢轴12的转动半径方向延伸并形成用于固定刀具1的固定端(图未标)，所述固定端靠近所述研磨系统。本实施例中，所述固定端开设有固定孔(图未标)以及与所述固定孔相连通的螺纹孔(图未标)，所述螺纹孔开设于所述固定端的侧壁上且与所述固定孔相垂直，刀具1的刀柄伸入所述固定孔内，刀具1的刀头突出于所述固定孔，一螺钉穿过所述螺纹孔后与所述刀柄相抵持从而固定所述刀具1。

所述研磨系统包括横轴21、行星盘22、砂轮23以及俯仰机构。所述横轴21能够相对滑动地安装于所述底座30上，使得所述横轴21能够相对所述刀具靠近或远离，进而使得所述砂轮23能够相对所述刀具靠近或远离，从而能够调节砂轮23与刀具之间的距离。且所述横轴21的滑动方向与所述操作台11的滑动方向相垂直，从而保证可在XY平面(即，水平面)内任意调节砂轮23与刀具1之间的位置关系。所述行星盘22能够沿其轴线转动地安装于所述横轴21上，所述行星盘22上凸伸有一轴线与该行星盘22的轴线平行但不重叠的主轴(图未示)，所述砂轮23同轴地固定安装于该主轴上，所述主轴能够沿其轴线转动，进而带动砂轮23转动，从而对与该砂轮23相接触的刀具1进行研磨以对刀具表面加工圆弧。通过控制所述行星盘22沿其轴线转动，进而带动与该行星盘22固定的主轴及砂轮23沿该行星盘22的轴线作圆周运动，从而调整砂轮23与刀具之间的位置，以保证对不同晶向的金刚石刀具进行合理的磨削加工。

所述俯仰机构(图未示)用于使所述行星盘22相对所述刀具1进行俯仰运动，即，使得所述砂轮23能够相对所述刀具1进行俯仰运动，通过控制所述行星盘22上仰的角度，从而调节砂轮23上仰的角度，从而调节砂轮23研磨刀具的后角。所述俯仰机构包括俯仰电机以及俯仰轴。所述俯仰轴固定安装于所述横轴21内，且其一端与所述行星盘22的侧壁固定连接，另一端与所述俯仰电机相连接，所述俯仰电机驱动所述俯仰轴正向或反向转动，进而带动与所述俯仰轴固定连接的行星盘22正向或反向转动，即，达到使所述行星盘22相对所述横轴21下俯或上仰。上述俯仰机构还可以为其他结构，如图2所示，该俯仰机构包括一与所述行星盘22轴线相垂直的俯仰调节杆24以及开设于横轴21两侧的俯仰轨道25，该俯仰轨道25为一弧形，该俯仰调节杆24的一端伸入一俯仰轨道25内，另一端穿过所述行星盘22后伸入另一俯仰轨道25内，且所述俯仰调节杆24能够相对所述俯仰轨道25滑动，所述行星盘22与所述俯仰调节杆24固定连接。通过调节该俯仰调节杆24沿该弧形的俯仰轨道25滑动，从而实现行星盘22(及固定于该行星盘22上的砂轮23)相对下俯或上仰预定角度。

本发明所述的设备还可以包括监视系统(图未示)，所述监视系统包括图像采集装置和显示装置，所述图像采集装置用于采集所述刀具1和砂轮23的工作情况，本实施例中，所述图像采集装置为摄影机。所述显示装置用以显示所述图像采集装置采集到的信息。

本发明所述的设备还可以包括控制系统(图未示)，所述控制系统电性连接所述枢轴12、行星盘22、固定杆17、主轴、俯仰电机(或俯仰调节杆24)和监视系统，从而可对所述枢轴12、行星盘22、固定杆17、主轴、俯仰电机(或俯仰调节杆24)的动作进行控制。

工作时，将刀具1固定于固定杆17内后，针对不同晶向的金刚石刀具，控制系统驱动行星盘22转动从而带动砂轮23转至适宜位置后，通过控制系统驱动控制俯仰机构，进而调节固定安装于行星盘22上的砂轮23上仰预定角度，使其与刀具要求的加工角度一致，滑动所述横轴1以及所述操作台11使得刀具1与砂轮23相邻近，然后，控制系统驱动固定杆17相对所述调节槽18滑动，从而调节接触不同砂轮位置时的刀具1的弧形加工中心位置。控制系统驱动所述枢轴12相对所述操作台11转动，转动过程中，刀具1的刀头与高速转动的砂轮23相接触研磨以得到所需弧度，再通过调节所述固定组件相对于所述枢轴12的滑动进量调节刀具研磨量，从而于刀具表面形成一个圆弧，当需要研磨多个弧度(即，两个弧度或两个弧度以上)时，调节横轴21的滑动，此时操作台固定不动，实现对刀具1的任意研磨圆心的定位及研磨半径的调节，从而实现更好地加工多圆弧线。

综上，本发明所述加工刀具用的设备，根据多圆弧刀具具有圆心变化且不重叠的特点，对设备进行改进，通过控制横轴21相对刀具靠近或远离以实现调节圆心的位置，即调节研磨半径大小，从而实现多圆弧效果。

实施例2

本发明还提供一种采用上述实施例1所示设备来加工刀具的方法，包括以下步骤：

1)针对不同晶向的金刚石刀具，驱动行星盘22转动从而带动砂轮23转至适宜位置；

2)调节砂轮23上仰预定角度，使其与刀具要求的加工角度一致；

3)调节横轴1以及操作台11的滑动量，使得刀具1与砂轮23相邻近；

4)控制固定杆17相对调节槽18滑动，从而调节接触不同砂轮位置时的刀具1的弧形加工中心位置；

5)砂轮转动，并且驱动枢轴12转动以研磨刀具1，通过调节固定组件相对于所述枢轴的滑动进量以调节刀具研磨量，从而于刀具表面形成一个所需弧度的圆弧；

6)调节横轴21的滑动，实现对刀具1的任意研磨圆心的定位及研磨半径的调节，研磨从而于刀具表面形成下一个所需弧度的圆弧；

7)重复上述步骤6)至加工完成全部的圆弧。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加工刀具用的设备，其特征在于：包括

刀具驱动系统：包括操作台、枢轴以及固定组件，所述枢轴能够相对所述操作台转动以提供刀具研磨的弧形，所述固定组件滑动地安装于所述枢轴上，所述固定组件用于固定刀具，通过调节所述固定组件相对所述枢轴的滑动量以调节对刀具的研磨量；

研磨系统：包括横轴、行星盘、砂轮以及俯仰机构，所述行星盘能够沿其轴线转动地安装于所述横轴上，所述砂轮固定安装于所述行星盘上且所述砂轮的轴线与所述行星盘相平行，所述砂轮用于研磨刀具，所述俯仰机构用于使所述砂轮相对所述刀具上仰或下俯，从而调节砂轮研磨刀具的后角；通过控制所述横轴相对所述刀具靠近或远离且所述操作台固定不动，从而调节砂轮与刀具之间的距离。

2.根据权利要求1所述的加工刀具用的设备，其特征在于：所述设备还包括底座，所述操作台和所述横轴均能够相对滑动地安装于所述底座上，用于调节刀具和砂轮的相对位置，且所述横轴的滑动方向与所述操作台的滑动方向相垂直。

3.根据权利要求1所述的加工刀具用的设备，其特征在于：所述行星盘凸伸有一轴线与该行星盘的轴线平行但不重叠的主轴，所述砂轮固定安装于该主轴上，所述行星盘沿其轴线转动，从而带动与该行星盘固定的主轴及砂轮沿该行星盘的轴线作圆周运动，以保证对不同晶向的金刚石刀具进行合理的磨削加工。

4.根据权利要求1所述的加工刀具用的设备，其特征在于：所述俯仰机构包括俯仰电机以及俯仰轴，所述俯仰轴固定安装于所述横轴内，且其一端与所述行星盘的侧壁固定连接，另一端与所述俯仰电机相连接，所述俯仰电机驱动所述俯仰轴正向或反向转动，进而带动与所述俯仰轴固定连接的行星盘正向或反向转动，从而使得所述砂轮相对所述刀具下俯或上仰。

5.根据权利要求1所述的加工刀具用的设备，其特征在于：所述俯仰机构包括一与所述行星盘轴线相垂直的俯仰调节杆以及开设于横轴两侧的俯仰轨道，该俯仰轨道为一弧形，该俯仰调节杆的一端伸入一俯仰轨道内，另一端穿过所述行星盘后伸入另一俯仰轨道内，且所述俯仰调节杆能够相对所述俯仰轨道滑动，所述行星盘与所述俯仰调节杆固定连接，通过调节该俯仰调节杆沿该弧形的俯仰轨道滑动，从而使得行星盘及砂轮下俯或上仰。

6.根据权利要求1所述的加工刀具用的设备，其特征在于：所述枢轴设有滑动导轨，所述固定组件设有能够相对对应滑动导轨滑动的滑块，通过调节所述滑块相对所述滑动导轨滑动，进而带动所述固定组件相对所述枢轴滑动，从而调节对刀具的研磨量。

7.根据权利要求6所述的加工刀具用的设备，其特征在于：所述固定组件包括立架和用于固定刀具的固定杆，所述立架固定安装于所述滑块远离所述枢轴的一端，所述立架上开设有调节槽，所述固定杆通过所述调节槽可调节地安装于所述立架上，用于调节接触不同砂轮位置时的刀具的弧形加工中心位置。

8.根据权利要求1所述的加工刀具用的设备，其特征在于：本发明所述的设备还包括监视系统，所述监视系统包括图像采集装置和显示装置，所述图像采集装置用于采集所述刀具和砂轮的工作情况，所述显示装置用以显示所述图像采集装置采集到的信息。

9.根据权利要求8所述的加工刀具用的设备，其特征在于：本发明所述的设备还包括控制系统，所述控制系统电性连接所述枢轴、行星盘、俯仰机构和监视系统，从而可对所述枢轴、行星盘、俯仰机构的动作进行控制。

10.一种采用如权利要求1至9中任一项所述设备来加工刀具的方法，包括以下步骤：

1)针对不同晶向的金刚石刀具，驱动行星盘转动从而带动砂轮转至适宜位置；

2)调节砂轮上仰预定角度，使其与刀具要求的加工角度一致；

3)调节横轴以及操作台的滑动量，使得刀具与砂轮相邻近；

4)控制固定杆相对调节槽滑动，从而调节接触不同砂轮位置时的刀具的弧形加工中心位置；

5)砂轮转动，并且驱动枢轴转动以研磨刀具，通过调节固定组件相对于所述枢轴的滑动进量以调节刀具研磨量，从而于刀具表面形成一个所需弧度的圆弧；

6)调节横轴的滑动，实现对刀具的任意研磨圆心的定位及研磨半径的调节，研磨从而于刀具表面形成下一个所需弧度的圆弧；

7)重复上述步骤6)至加工完成全部的圆弧。