CN107009201A - 一种硬质超硬材料精密刀具钝化机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，属于刀具制造技术领域。它解决了现有钝化机钝化效果差等问题。本硬质超硬材料精密刀具钝化机包括机座和伺服电机，机座上设有机架，机架上设有呈柱状且轴线水平设置的转盘，转盘穿设有多根围绕其轴线设置的转轴，转轴上连接有夹具，伺服电机通过驱动机构带动各根转轴旋转，机座上设有水平的导轨，导轨上设有拖板，拖板上设有呈筒状且与转盘同轴设置的钝化筒，钝化筒的内壁设有一圈径向凸出的径向毛刷，钝化筒远离转盘的一端连接有安装板，安装板朝向转盘的内端面设有呈圆环状且轴向凸出的轴向毛刷。本发明具有制造成本低、对硬质超硬材料精密刀具钝化效率高且钝化效果好的优点。

Description

一种硬质超硬材料精密刀具钝化机

技术领域

本发明属于刀具制造技术领域，涉及一种钝化机，特别涉及一种提高高精尖硬质超硬材料（硬质合金、聚晶金刚石与立方氮化硼）制成的简称硬质超硬材料精密刀具刃口质量的钝化机。

背景技术

刀具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视，而对提高超硬材料精密刀具刃口质量又是十分重要的问题，经钝化后的刀具在使用性能上有很大的改变， 使用寿命可以提高20-30%。这个钝化也是精密刀具在精磨之后，涂层之前的一道重要工序。精密刀具的钝化技术与方法是我们迫切要解决的技术瓶颈，也是世界所有超硬刀具制造商所关注的技术瓶颈。

目前国外有两款精密刀具钝化设备。一款是瑞士gerber, 具有50多年的生产历史。 这款钝化机的原理是采用毛刷通过加入金刚石研磨膏通过工作台，工件载体及毛刷的旋转运动，使工件各个方向的边角都得到了均匀的钝化并去除了毛刺，这款设备可以钝化数控刀片，但是对于精密刀具的钝化基本没有效果， 主要的缺点是设备设计的角度不可调，毛刷为盘状。另外一款是德国生产的刀具钝化机（DF-Tools） 系列，它的工作原理是把工件（硬质合金刀具）放在一个圆桶中， 通过核桃皮等介质进行旋转使工件通过在缸体内的磨料进行碰撞二达到打磨或抛光的作用。德国生产的钝化机主要用于硬质合金精密刀具的去毛刺以及涂层钱的抛光钝化，这个原理不能使用在超硬材料精密刀具的钝化，主要有几大缺点：1、这种方法太暴力，钝化值不可控；2、这种方式不能达到钝化刀具刃口的目的，钝化介质会伤害刀具刃口；3、目前还没有一家找到合适的钝化介质；4、由于超硬刀具材料与形状的特殊性，这种方式根本没有办法使用在超硬材料的精密刀具钝化。

针对上述存在的问题，本发明人以前设计了一种超硬材料刀具的柔性钝化处理方法及其柔性钝化装置并申报了专利[申请号：201210118901.1；授权公告号：CN102658507B]，该装置包括底座、液压升降部件、支撑件、主轴、升降台、钝化容器、伺服电机、涡轮浆、主轴电机、夹具和控制器，钝化容器固定在升降台上，钝化容器内装有水基钝化介质，涡轮浆装在钝化容器的底部并浸没在水基钝化介质中，伺服电机装在升降台底端，伺服电机的转轴穿过升降台与钝化容器底部的涡轮浆相配合，液压升降部件安装在底座上，升降台与液压升降部件相连接以在液压升降部件动作时，带动升降台上升或下降，支撑件固定在底座上，主轴与主轴电机的转轴同轴相固定，主轴电机安装在支撑件上并使主轴朝向升降台的钝化容器，夹具固定在主轴末端，控制器的输出分别与伺服电机、主轴电机的电源端相连接，控制器向伺服电机和主轴电机分别输出能够使两者转动方向相反的控制信号，支撑件包括立轴、主轴箱和主轴箱防护罩，立轴固定在底座上，主轴箱与立轴相固定，主轴电机装在主轴箱内，主轴装于主轴箱内并与主轴电机的转轴同轴相固定，主轴箱防护罩装在主轴箱上，液压升降部件包括液压座、液压轴、滑动套件和摇臂传杆，液压座装在底座上，液压轴装在液压座上，该液压轴为双筒壁结构，滑动套件固定在液压轴的外筒壁处，摇臂传杆与液压座相连接。

上述的超硬材料刀具的柔性钝化装置能够对精密刀具进行钝化，但是结构复杂，制造成本虽比德国的钝化设备便宜，但制造成本仍较高，而且每次只能加工一把刀具，加工效率不高，另外专业人员才能根据实际加工的精密刀具对水、超硬度或高硬度磨料进行配比，使用不方便。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种制造成本低、对硬质超硬材料精密刀具钝化效率高且钝化效果好的硬质超硬材料精密刀具钝化机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，包括机座和伺服电机，其特征在于，所述的机座上设有机架，所述的机架上设有呈柱状且轴线水平设置的转盘，所述的转盘穿设有多根围绕其轴线设置的转轴，所述的转轴上连接有夹具，所述的伺服电机通过驱动机构带动各根转轴旋转，所述的机座上设有水平的导轨，所述的导轨上设有拖板，所述的拖板上设有呈筒状且与转盘同轴设置的钝化筒，所述的钝化筒的内壁设有一圈径向凸出的径向毛刷，钝化筒远离转盘的一端连接有安装板，所述的安装板朝向转盘的内端面设有呈圆环状且轴向凸出的轴向毛刷。

本硬质超硬材料精密刀具钝化机采用卧式机床结构，省去了以往钝化机中升降等结构，精简了结构，降低了制造成本；本硬质超硬材料精密刀具钝化机中夹具用以夹持硬质超硬材料精密刀具，使用时，拖板带动钝化筒向转盘侧移动，使得夹具上的硬质超硬材料精密刀具均插入钝化筒中，伺服电机通过驱动机构带动各根转轴旋转，径向毛刷对夹具上硬质超硬材料精密刀具的侧刃进行钝化，轴向毛刷对夹具上硬质超硬材料精密刀具的刃尖进行钝化，一次性便能完成多根硬质超硬材料精密刀具侧刃及刃尖的钝化，钝化效率高，而且径向毛刷和轴向毛刷不会划伤硬质超硬材料精密刀具，达到优质的钝化效果。

在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的机架设于导轨上，所述的伺服电机固定在机架上。

在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的驱动机构包括各根转轴位于转盘内的内端固连有的从动齿轮，所述的机架上固连有静盘，所述的静盘固连有与转盘同轴设置的固定轴，所述的固定轴通过键块固定有中心齿轮，各个从动齿轮均啮合于中心齿轮，所述的转盘通过翻沿套于静盘上且转盘的外周固连有齿圈，所述的伺服电机的输出轴固连有驱动齿轮，所述的机架上穿设有驱动轴，所述的驱动轴的一端固连有啮合于驱动齿轮的齿轮一，驱动轴的另一端固连有啮合于齿圈的齿轮二。

使用时，伺服电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动齿轮一、驱动轴和齿轮二转动，齿轮二带动齿圈和转盘一起转动，中心齿轮和固定轴不会转动，因此转轴上的从动齿轮啮合于中心齿轮转动，以实现转轴上的夹具绕中心齿轮公转并自转；通过上述设置能够得到合适的转速比，使得转轴的转速合理以提高钝化效果，且硬质超硬材料精密刀具于夹具上公转并自转，这样硬质超硬材料精密刀具与径向毛刷和轴向毛刷的接触充分，钝化效果好。

作为另一种情况，在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的驱动机构包括各根转轴位于转盘内的内端固连有的从动齿轮，所述的机架上固连有静盘，所述的静盘中穿设有主动轴，所述的主动轴通过键块固定有主动齿轮，各个从动齿轮均啮合于主动齿轮，所述的转盘与静盘相固连，所述的伺服电机的输出轴与主动轴相固连。工作时，伺服电机的输出轴带动主动轴转动，主动轴带动主动齿轮转动，主动齿轮带动各个从动齿轮转动，以实现各根转轴绕其自身轴线的自转，从而带动各个夹具自转，结构紧凑，制造方便。

在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的钝化筒和拖板之间设有能调节钝化筒轴向位置的轴向调节结构。根据硬质超硬材料精密刀具的长度，通过轴向调节结构能调节钝化筒于拖板上的轴向位置，即使得径向毛刷和轴向毛刷与硬质超硬材料精密刀具的接触位置得到细化调节，增加了钝化效果。

在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的轴向调节结构包括拖板上固连有的呈筒状的外筒，所述的外筒与钝化筒同轴设置且套于钝化筒外侧，所述的外筒轴向开设有若干道滑孔，所述的钝化筒穿设有位于相应滑孔内的螺栓，所述的螺栓的螺纹柱伸出滑孔并螺纹连接有位于外筒外侧的螺母。松开螺母，能够带动钝化筒沿滑孔轴向移动，调节好钝化筒轴向位置可再次拧紧螺母，使得钝化筒位置固定，调节方便快捷。

在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的滑孔旁设有刻度标识。这样调节的精度更高。

在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的径向毛刷由多个周向均匀分布的径向毛刷块组成，所述的径向毛刷块包括粘接于钝化筒内壁的粘接块，所述的粘接块上固连有径向凸出于钝化筒内壁的刷毛。这样组装方便。

作为另一种情况，在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的径向毛刷由多个周向均匀分布的径向毛刷块组成，所述的径向毛刷块包括连接块，所述的连接块上固连有径向凸出于钝化筒内壁的刷毛，所述的连接块穿设有连接螺栓，所述的连接螺栓的螺纹柱穿出钝化筒并螺纹连接有位于钝化筒外侧的连接螺母。这样组装方便，而且能够调节刷毛相对于钝化筒内壁的径向凸出长度，即能根据不同直径的硬质超硬材料精密刀具调节刷毛伸入侧刃的伸入量，使得钝化效果理想，且无需再次组装钝化筒和径向毛刷，降低了使用成本。

在上述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机中，所述的轴向毛刷包括与钝化筒同轴设置的轴向板，所述的轴向板上固连有轴向凸出于安装板朝向转盘的内端面的轴向刷毛，所述的轴向板中部固连有轴向螺母，一根丝杆穿过钝化筒的内端面并与轴向螺母螺纹连接。使用时，根据硬质超硬材料精密刀具的长度，通过转动丝杆以带动轴向板轴向移动，使得轴向刷毛位于理想位置，能对硬质超硬材料精密刀具的刃尖进行有效钝化，调节方便，且无需再次组装钝化筒和轴向毛刷，降低了使用成本。

与现有技术相比，本硬质超硬材料精密刀具钝化机的制造成本低，性价比高，材料消耗低，每只产品价格提高不到1%，而且卧式的钝化机可以达到硬质超硬材料精密刀具各个部位（刀具端刃与侧刃）同时钝化的目的，钝化效果好，经过钝化后的硬质超硬材料精密刀具的使用性能提高20-40%，另外钝化值可控，可钝化各类形状复杂的硬质超硬材料精密刀具，适用范围广，还有本硬质超硬材料精密刀具钝化机只有径向毛刷和轴向毛刷为易损件，更换方便，使用寿命长，操作方便，不需要特殊培训。

附图说明

图1是本硬质超硬材料精密刀具钝化机的结构示意图。

图2是本硬质超硬材料精密刀具钝化机中转盘处的结构剖视示意图。

图3是实施例1中钝化筒处的结构示意图。

图4是实施例2中钝化筒处的结构示意图。

图5是实施例2中钝化筒的侧向半剖示意图。

图中，1、机座；2、伺服电机；3、机架；4、转盘；5、转轴；6、夹具；7、导轨；8、拖板；9、钝化筒；10、径向毛刷；11、安装板；12、轴向毛刷；13、从动齿轮；14、静盘；15、固定轴；16、中心齿轮；17、齿圈；18、驱动齿轮；19、驱动轴；20、齿轮一；21、齿轮二；22、外筒；23、滑孔；24、螺栓；25、螺母；26、刻度标识；27、径向毛刷块；27a、粘接块；27b、刷毛；28、连接块；29、连接螺栓；30、连接螺母；31、轴向板；32、轴向刷毛；33、轴向螺母；34、丝杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

如图1和图3所示，本硬质超硬材料精密刀具钝化机包括机座1和伺服电机2，机座1上设有机架3，机架3上设有呈柱状且轴线水平设置的转盘4，转盘4穿设有多根围绕其轴线设置的转轴5，转轴5上连接有夹具6，伺服电机2通过驱动机构带动各根转轴5旋转，机座1上设有水平的导轨7，导轨7上设有拖板8，拖板8上设有呈筒状且与转盘4同轴设置的钝化筒9，钝化筒9的内壁设有一圈径向凸出的径向毛刷10，钝化筒9远离转盘4的一端连接有安装板11，安装板11朝向转盘4的内端面设有呈圆环状且轴向凸出的轴向毛刷12。

进一步细说，本实施例中机架3设于导轨7上，伺服电机2固定在机架3上；径向毛刷10由多个周向均匀分布的径向毛刷块27组成，径向毛刷块27包括粘接于钝化筒9内壁的粘接块27a，粘接块27a上固连有径向凸出于钝化筒9内壁的刷毛27b，这样组装方便。如图2所示，驱动机构包括各根转轴5位于转盘4内的内端固连有的从动齿轮13，机架3上固连有静盘14，静盘14固连有与转盘4同轴设置的固定轴15，固定轴15通过键块固定有中心齿轮16，各个从动齿轮13均啮合于中心齿轮16，转盘4通过翻沿套接于静盘14上且转盘4的外周固连有齿圈17，制造时静盘14外周具有一圈环形凹槽，转盘4的翻沿具有一圈配合于环形凹槽中的凸环，或者静盘14外周面具有一圈环形凹槽，若干根紧固销穿过转盘4的翻沿且紧固销的端部位于环形凹槽中，这样转盘4套接于静盘14后不会脱离静盘14；伺服电机2的输出轴固连有驱动齿轮18，机架3上穿设有驱动轴19，驱动轴19的一端固连有啮合于驱动齿轮18的齿轮一20，驱动轴19的另一端固连有啮合于齿圈17的齿轮二21。

本硬质超硬材料精密刀具钝化机有几大突破性的特点：1、转轴5与夹具6的设置，夹具6采用多系统夹持装置，分别带有BT、NT、SHK与快速装夹系统可以根据成本要求、产品精度、 客户需要等选择不同的夹持系统，简单更换；2、夹持刀具的数量也可以根据客户需要从一只到30只；3、刀具的直径可以从直径2mm到直径50mm，也可以根据客户需要非标订制夹具6。

本硬质超硬材料精密刀具钝化机有两个功能：1、硬质合金精密刀具完成外形加工以后根据被加工材料要做涂层处理，涂层之前的一道重要工序就是刀具的钝化，主要是解决刀具刃口有毛刺，刀具断刃与长刃同时可以得到处理；2、对超硬材料刀具（聚晶金刚石与立方氮化硼刀具）精密刀具， 加工后刃口都会有围观裂纹， 经过钝化后可以去掉微观裂纹，提高刃口精度，延长刀具的使用寿命。

本硬质超硬材料精密刀具钝化机的使用原理是：钝化机的左侧为刀具的装夹与旋转部分，钝化机的右侧为钝化筒9部分，两部分能在同一导轨7上做自动或手动调节彼此的距离（实际制造时，一根丝杆与机架3底部螺纹连接，另一根丝杆与拖板8底部螺纹连接，上述两根丝杆可连接手轮或电机以达到手动或自动调节间距的目的）而达到刀具钝化的目的。具体的工作原理是：夹具6用以夹持硬质超硬材料精密刀具，调节拖板8和机架3的间距，使得夹具6上的硬质超硬材料精密刀具均插入钝化筒9中，伺服电机2带动驱动齿轮18转动，驱动齿轮18带动齿轮一20、驱动轴19和齿轮二21转动，齿轮二21带动齿圈17和转盘4一起转动，中心齿轮16和固定轴15不会转动，因此转轴5上的从动齿轮13啮合于中心齿轮16转动，以实现转轴5上的夹具6绕中心齿轮16公转并自转，径向毛刷10对夹具6上硬质超硬材料精密刀具的侧刃进行钝化，轴向毛刷12对夹具6上硬质超硬材料精密刀具的刃尖进行钝化，一次性便能完成多根硬质超硬材料精密刀具侧刃及刃尖的钝化，钝化效率高，而且径向毛刷10和轴向毛刷12不会划伤硬质超硬材料精密刀具，达到优质的钝化效果。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例同实施例1的结构和原理基本相同，不一样的地方在于，钝化筒9和拖板8之间设有能调节钝化筒9轴向位置的轴向调节结构，轴向调节结构包括拖板8上固连有的呈筒状的外筒22，外筒22与钝化筒9同轴设置且套于钝化筒9外侧，外筒22轴向开设有四道滑孔23，各滑孔23旁设有刻度标识26，钝化筒9穿设有位于相应滑孔23内的螺栓24，螺栓24的螺纹柱伸出滑孔23并螺纹连接有位于外筒22外侧的螺母25。这样根据硬质超硬材料精密刀具的长度，松开螺母25，带动钝化筒9沿滑孔23轴向移动，调节好钝化筒9轴向位置可再次拧紧螺母25，使得钝化筒9位置固定，调节方便快捷，即使得径向毛刷10和轴向毛刷12与硬质超硬材料精密刀具的接触位置得到细化调节，增加了钝化效果。

本实施例中径向毛刷10由多个周向均匀分布的径向毛刷块27组成，径向毛刷块27包括连接块28，连接块28上固连有径向凸出于钝化筒9内壁的刷毛27b，连接块28穿设有连接螺栓29，连接螺栓29的螺纹柱穿出钝化筒9并螺纹连接有位于钝化筒9外侧的连接螺母30。轴向毛刷12包括与钝化筒9同轴设置的轴向板31，轴向板31上固连有轴向凸出于安装板11朝向转盘4的内端面的轴向刷毛32，轴向板31中部固连有轴向螺母33，一根丝杆34穿过钝化筒9的内端面并与轴向螺母33螺纹连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，包括机座（1）和伺服电机（2），其特征在于，所述的机座（1）上设有机架（3），所述的机架（3）上设有呈柱状且轴线水平设置的转盘（4），所述的转盘（4）穿设有多根围绕其轴线设置的转轴（5），所述的转轴（5）上连接有夹具（6），所述的伺服电机（2）通过驱动机构带动各根转轴（5）旋转，所述的机座（1）上设有水平的导轨（7），所述的导轨（7）上设有拖板（8），所述的拖板（8）上设有呈筒状且与转盘（4）同轴设置的钝化筒（9），所述的钝化筒（9）的内壁设有一圈径向凸出的径向毛刷（10），钝化筒（9）远离转盘（4）的一端连接有安装板（11），所述的安装板（11）朝向转盘（4）的内端面设有呈圆环状且轴向凸出的轴向毛刷（12）。

2.根据权利要求1所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的机架（3）设于导轨（7）上，所述的伺服电机（2）固定在机架（3）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的驱动机构包括各根转轴（5）位于转盘（4）内的内端固连有的从动齿轮（13），所述的机架（3）上固连有静盘（14），所述的静盘（14）固连有与转盘（4）同轴设置的固定轴（15），所述的固定轴（15）通过键块固定有中心齿轮（16），各个从动齿轮（13）均啮合于中心齿轮（16），所述的转盘（4）通过翻沿套于静盘（14）上且转盘（4）的外周固连有齿圈（17），所述的伺服电机（2）的输出轴固连有驱动齿轮（18），所述的机架（3）上穿设有驱动轴（19），所述的驱动轴（19）的一端固连有啮合于驱动齿轮（18）的齿轮一（20），驱动轴（19）的另一端固连有啮合于齿圈（17）的齿轮二（21）。

4.根据权利要求1或2所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的驱动机构包括各根转轴（5）位于转盘（4）内的内端固连有的从动齿轮（13），所述的机架（3）上固连有静盘（14），所述的静盘（14）中穿设有主动轴，所述的主动轴通过键块固定有主动齿轮，各个从动齿轮（13）均啮合于主动齿轮，所述的转盘（4）与静盘（14）相固连，所述的伺服电机（2）的输出轴与主动轴相固连。

5.根据权利要求1所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的钝化筒（9）和拖板（8）之间设有能调节钝化筒（9）轴向位置的轴向调节结构。

6.根据权利要求5所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的轴向调节结构包括拖板（8）上固连有的呈筒状的外筒（22），所述的外筒（22）与钝化筒（9）同轴设置且套于钝化筒（9）外侧，所述的外筒（22）轴向开设有若干道滑孔（23），所述的钝化筒（9）穿设有位于相应滑孔（23）内的螺栓（24），所述的螺栓（24）的螺纹柱伸出滑孔（23）并螺纹连接有位于外筒（22）外侧的螺母（25）。

7.根据权利要求6所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的滑孔（23）旁设有刻度标识（26）。

8.根据权利要求1所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的径向毛刷（10）由多个周向均匀分布的径向毛刷块（27）组成，所述的径向毛刷块（27）包括粘接于钝化筒（9）内壁的粘接块（27a），所述的粘接块（27a）上固连有径向凸出于钝化筒（9）内壁的刷毛（27b）。

9.根据权利要求1所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的径向毛刷（10）由多个周向均匀分布的径向毛刷块（27）组成，所述的径向毛刷块（27）包括连接块（28），所述的连接块（28）上固连有径向凸出于钝化筒（9）内壁的刷毛（27b），所述的连接块（28）穿设有连接螺栓（29），所述的连接螺栓（29）的螺纹柱穿出钝化筒（9）并螺纹连接有位于钝化筒（9）外侧的连接螺母（30）。

10.根据权利要求1所述的一种硬质超硬材料精密刀具钝化机，其特征在于，所述的轴向毛刷（12）包括与钝化筒（9）同轴设置的轴向板（31），所述的轴向板（31）上固连有轴向凸出于安装板（11）朝向转盘（4）的内端面的轴向刷毛（32），所述的轴向板（31）中部固连有轴向螺母（33），一根丝杆（34）穿过钝化筒（9）的内端面并与轴向螺母（33）螺纹连接。