CN107262752B - 一种用于电极自动修磨器的刀架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电极自动修磨器的刀架，包括刀架体、组合刃具和置于角接触球轴承之上的锥齿轮等。本发明还公开了置于刀架体内的弧面形组合刃具和圆台形组合刃具等两类所述组合刃具，包括固定在其上的锥齿轮、将二者固定的销轴，第一滚动轴承组，圆柱形刃具、弧面形刃具或圆台形刃具、第二滚动轴承组、垫片和锁紧螺母等。本发明还公开了装配在组合刃具上的三种多刃刃具，包括圆柱形刃具、弧面形刃具和圆台形刃具，同时公布了三种刃具的结构设计参数和刃口几何形状的设计参数。由于本发明刀架携刃具工作的原理属性，可使生产过程中刃具使用成本、电极有效利用率、点焊时的馈电均匀性和馈电效率以及焊点质量等方面均取得显著收效。

Description

一种用于电极自动修磨器的刀架

技术领域

本发明涉及一种刀架，尤其涉及一种用于电极自动修磨器的刀架。

背景技术

电阻点焊工艺过程中，使用电极自动修磨器主要拟达到以下工艺目的：其一，将连续点焊工艺过程中逐渐增大的电极工作表面直径修复至其工艺初始设定值，即将电极馈电表面直径限定在两次电极修磨期内波动，为保证点焊工艺过程中馈电与导热的截面面积相对均衡创造必要的条件；其二，去除点焊工艺过程中在电极工作表面逐渐积累形成的各类非电极原始材料，包括合金层与各类氧化物附着层等，以降低电极表面电阻和电极表面与工件表面之间的接触电阻；其三，将两电极工作表面修整至与工件表面平行，以最大程度提高电极工作表面与工件表面之间的接触面积，使电极表面与工件表面之间的接触电阻和有效馈电截面积的波动范围尽可能小，减小各类焊接边界条件波动对焊点质量可能产生的不利影响。刀架体是安装电极自动修磨器切削刃具的载体，除刃具的切削功能实现由刃具自身的刃口状态决定外，刃具的其它工作特性均由刀架体与刃具的结构组合型式和由此形成的工作原理决定。已知技术电极自动修磨器因刀架体与刃具结构组合型式决定了其在工作过程中存在以下不足：

(1)刃具自身并不具有旋转轴，只是固定安装在刀架体上；电极修磨时，刀架以电极轴线为回转轴线的回转特性也同时决定了刃具的加工原理。

(2)电极修磨切削力系由上、下两电极待修端面在电极压力作用下对刃具两侧刃口的夹持力和刃具旋转力之间的配合形成的；由于已知技术的修磨器在结构上很难以切削修磨位移控制修磨量，修磨后的电极工作表面理论轨迹线为螺旋曲面，无法保证两电极工作表面与工件表面之间的平行。

(3)为减小动态载荷对刃口冲击的不利影响，刃具多采用电极压力在刃口上稳定建立后才开始启动旋转的工作方式，即刃口系在很大电极压力作用下携载启动，并因生产节拍限定，转速由零瞬间增加到最大工作转速，对刃口寿命存在不利影响。

(4)从电极外径到电极轴心，刃口的切削线速度存在着由V＝Vmax到V＝0的变化，即电极外径部位的切削线加速度和切削线速度均最大，对刃口的冲击作用也最大；电极轴心部位的切削线速度为零；对应于切削线速度小于某一值的半径范围内，电极表面的剥离并非刃口切削所致，而是刃口旋转刮研、旋转碾压与旋转撕裂等叠加作用的综合结果，对电极表面材料均匀性会产生不利影响。

(5)考虑到机器人必然存在的重复定位精度误差和刃口旋转所需的配合间隙等因素，刃口设计长度必须按满足≥理论修磨半径+重复定位误差+刀架回转轴配合间隙的关系；按概率统计，近50％的电极修磨过程是在刃口超过切削半径条件下进行的；超过切削半径部分的刃口相当于在反转条件下工作，该部分刃口在电极修磨过程中只承受反刃切削状态下的硬性挤压，工作时承受的工况极为恶劣，对刃口寿命极为不利。同时，因刃口长度必须＞理论修磨半径，限制了多刃口刃具的使用。

(6)重复定位误差精度可以使刀架或刃具上的压力中心产生偏移；压力中心偏移将最大程度利用配合间隙使刃口回转平面相对工件表面形成一定的加工倾角，增加了电极工作表面与工件表面之间的不平行度，进而改变了电极工作表面的有效馈电截面面积，对焊点质量稳定性构成不利影响。

(7)由刃口转速、电极压力和修磨时间等三参数共同决定电极的每次切削量，很难对电极材料的过度切削进行有效抑制。

发明内容

本发明克服了已知技术电极自动修磨器中由于刀架与刃具结构组合型式和工作原理等原因对电极工作表面的修磨质量、刃具使用寿命和电极每次修磨量控制等方面产生的诸多不利影响。通过本发明刀架体与组合刃具的组合型式，实现了电极修磨过程中组合刃具以公转+自转的工作方式对电极工作端面的修磨切削特性，并由此决定了组合刃具中的各刃具均可以采取与多刃铣刀结构型式类似的方式制作本发明的多刃刃具；通过多刃刃具的使用，刃具刃口的切削负荷急剧降低，既为提高刃具刃口的锐利程度创造了条件，也为微切削量条件下定位移切削创造了条件。本发明在电极修磨质量、刃具使用寿命、电极材料有效利用率和点焊质量提高等方面较已知技术均具有极大的优势。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于电极自动修磨器的刀架，包括刀架体和组合刃具，所述组合刃具包括刀轴，所述刀轴的一端固定有小锥齿轮，所述小锥齿轮与所述刀轴之间采用径向连接销固定，所述刀轴上，自所述小锥齿轮至所述刀轴的另一端依次设有第一滚动轴承组件、第一刃具、第二刃具、第二滚动轴承组件、垫圈和锁紧螺母；所述第一刃具横截面形状为圆形、并具有多条螺旋线型的刃口，所述第一刃具旋转时，刃口回转的轮廓轨迹与拟切削修磨的电极工作端平面相吻合；所述第二刃具的横截面形状依剖切位置不同为不同直径的圆形，所述第二刃具的外表面上具有多条刃口，所述第二刃具旋转时，刃口回转的轮廓轨迹线与拟切削修磨的电极工作端侧面的轨迹线吻合；所述刀架体包括圆筒，所述圆筒上设有圆柱外齿轮，所述圆筒的两侧侧壁上设有与圆筒的中心孔轴线垂直相交的轴承孔，所述圆筒的中心孔内设有一矩形空间，所述矩形空间的侧壁与该孔的内壁截交，所述矩形空间大于与所述组合刃具中第一刃具和第二刃具回转时所占的空间；所述圆筒的两端均设有轴肩，两个轴肩处各装配一个角接触球轴承，其中一个角接触球轴承的外环上装配有一个大锥齿轮；所述组合刃具安装在所述刀架体上，所述组合刃具的第一滚动轴承组件和第二滚动轴承组件均通过轴承外环与所述圆筒两侧侧壁上的轴承孔配合装配，所述组合刃具的第一刃具和第二刃具位于所述矩形空间内，所述小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合。

本发明中，所述圆柱外齿轮与所述圆筒为一体结构，所述圆柱外齿轮上设有减震孔。

本发明中，所述圆柱外齿轮与所述圆筒为分体结构，所述圆筒的外壁上设有用于与所述圆柱外齿轮连接的连接部，所述连接部的结构是轴肩或是多个在周向向均布的凸耳，所述圆柱外齿轮与连接部之间通过螺栓连接。所述圆柱外齿轮上设有用于容纳所述刀轴的两端轴肩和小锥齿轮与锁紧螺母的空间。

本发明中，所述第一刃具为圆柱刃具，多条螺旋线型刃口的螺旋角ω1相同，所述圆柱刃具的直径D1、刃口数量n1和螺旋角ω1的关系如下：

第一刃具刃口的几何参数包括前角α、刃厚f、背角σ和刃后宽度e，所述参数的取值范围与点焊对象材质的关系如下：

本发明中，所述第二刃具为弧面刃具，所述弧面刃具的表面是外凸弧面或是内凹弧面中的一种；所述弧面刃具的弧面半径与拟切削修磨的电极工作端侧面的弧面半径相吻合；所述弧面刃具包括有数个几何形状相同的刃口；所述弧面刃具的结构尺寸包括刃具大端直径D2、刃具小端直径D3和刃口数量n2；所述结构尺寸的取值范围与拟切削修磨的电极直径R及所述第二刃具刃口螺旋角ω2的关系如下：

本发明中，所述第二刃具为圆台刃具，所述圆台刃具的锥角与拟切削修磨的电极工作端侧面的锥角相吻合；所述圆台刃具包括有数个几何形状相同的刃口；所述圆台刃具的结构尺寸包括刃具大端直径D2、刃具小端直径D3和刃口数量n3；所述结构尺寸的取值范围与拟切削修磨的电极直径R及所述第二刃具刃口后倾角ε的关系如下：

本发明中，所述第二刃具刃口的几何参数包括前角λ、背角δ、刃厚b和刃厚背角θ；所述前角λ、背角δ、刃厚b和刃厚背角θ的关系如下：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过本发明的结构组合方式，同时形成组合刃具随刀架体的公转和组合刃具绕自身轴线的高速自转的工作方式，可从根本上消除已知技术中因工作原理所致的、电极工作表面修磨后必然形成的螺旋升角，使修磨后的电极工作表面与工件表面之间的平行度得到更好保证，有利于提高焊点质量。

(2)通过组合刃具切削工作原理的改变和多刃刃具的使用，刃口在电极修磨过程中的切削应力迅速下降，消除了已知技术中因工作原理所致的对刃具工作寿命产生的各类不利影响，可提高刃具使用寿命5倍以上。

(3)通过刃口在电极修磨过程中切削应力的降低，刃具刃口允许制作得更为锐利，并使修磨器实现微吃刀量条件下对电极的定位移切削，可有效抑制对电极的过度切削，提高电极材料利用率50％以上。

(4)通过实现在微吃刀量条件下对电极的定位移切削，大幅度降低电极工作表面的不平度和提高电极工作表面与工件表面的平行度，提高电极馈电的均匀性和有效馈电面积，实现保证焊点质量的目的。

附图说明

图1-1是本发明中一体结构的刀架体结构剖视图；

图1-2是图1-1所示刀架体的侧视图；

图2-1是本发明中分体式结构的刀架体的主视剖视图；

图2-2是图2-1所示刀架体的侧视剖视图；

图2-3是图2-1所示刀架体的俯视图；

图3-1是本发明中组合刃具实施例一的结构剖视图；

图3-2是3-1中所示第一刃具刃口几何形状的端向视图；

图3-3是图3-2所示第一刃具的轴向剖视图；

图3-4是图3-2所示第一刃具的立体结构示意图；

图3-5是图3-1所示第二刃具的轴向剖视图；

图3-6是图3-5中所示第二刃具的端向视图；

图4-1是本发明中组合刃具实施例二的结构剖视图；

图4-2是图4-1所示第二刃具的轴向剖视图；

图4-3是图4-2所示第二刃具的端向视图；

图4-4是本发明中第二刃具的刃口结构及参数示意图；

图5-1是本发明用于电极自动修磨器的刀架实施例一的结构剖视图；

图5-2是图5-1所示刀架的左视图；

图6-1是本发明用于电极自动修磨器的刀架实施例二的结构剖视图；

图6-2是图6-1所示刀架的俯视图；

图6-3是图6-1所示刀架的左视图的剖视图。

图7-1是拟切削修磨的电极工作端侧面为外凸形弧面的电极示意图；

图7-2是拟切削修磨的电极工作端侧面为内凹形弧面的电极示意图；

图7-3是拟切削修磨的电极工作端侧面为圆台表面的电极示意图；

图8-1是切削修磨后形成有放射性切削轨迹辉斑的电极的仰视图；

图8-2是图8-1中A-A位置的剖面；

图8-3是图8-2中B处局部结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

本发明提出的一种用于电极自动修磨器内的刀架，包括刀架体和组合刃具，如图3-1和图4-1所示，所述组合刃具包括刀轴5，所述刀轴5的一端固定有小锥齿轮6，所述小锥齿轮6与所述刀轴5之间采用径向连接销7固定，所述刀轴5上，自所述小锥齿轮6至所述刀轴5的另一端依次设有第一滚动轴承组件101、第一刃具、第二刃具、第二滚动轴承组件102、垫圈11和锁紧螺母12；所述第一刃具横截面形状为圆形、并具有多条螺旋线型的刃口，所述第一刃具旋转时，刃口回转的轮廓轨迹与拟切削修磨的电极工作端平面相吻合；所述第二刃具的横截面形状依剖切位置不同为不同直径的圆形，其外表面上开具多条刃口，所述第二刃具旋转时，刃口回转的轮廓轨迹线与拟切削修磨的电极工作端侧面轨迹线吻合。

如图3-2、图3-3和图3-4所示，本发明中，第一刃具的多条螺旋线型刃口的螺旋角ω1相同，所述第一刃具依其圆柱直径不同，刃具表面所开的刃口数量和刃口的螺旋角ω1也各不相同；所述螺旋角ω1表示的意义与圆柱铣刀标准中刃口螺旋角的含义完全相同；该圆柱刃具的直径D1与其表面所开具刃口数量Z＝n1和刃口螺旋角ω1之间的关系最好符合表1中的推荐值。

表1：圆柱刃具的直径与表面刃口数量和刃口螺旋角ω1选择对照表

所述圆柱刃具8刃口的几何形状可用刃具刃口的前角α、刃厚f、背角σ和刃后宽度e等参数共同描述；其中，前角α越大，表示刃口越锐利，但承受载荷的能力也相应降低；刃厚f、背角σ和刃后宽度e是共同表征刃口的刃后部位对刃口支撑能力的几何参数，刃厚f和刃后宽度e越大和刃口背角σ越小时，反映刃口刃后部位对刃口的支撑能力越强。所述参数与圆柱铣刀标准中各参数的意义相同；所述刃具刃口的前角α、刃厚f、背角σ和刃后宽度e之间的关系最好符合表2中的推荐值。

表2：圆柱刃具刃口几何形状各参数之间的关系

如图3-2、图3-3和图3-4所示，d为圆柱刃具8的轴孔直径，因第一刃具(圆柱刃具8)与刀轴5为轴孔配合安装，其名义尺寸与刀轴4的外径相等；为了保证该圆柱刃具刃口基体部位的强度，刃具轴孔直径d可按d≥D1-3取值。h为圆柱刃具与刀轴4之间采用半轴方式连接时圆柱刃具上的轴孔高度，从保证刀轴4回转刚度和圆柱刃具连接可靠性的角度考虑，轴孔高度可按h≥1取值；L1为圆柱刃具的长度，其取值范围由拟修磨电极工作平面的的半径决定，设计取值须保证L1≥拟修磨电极工作平面的半径+1。因所述圆柱刃具在电极修磨时的切削应力极小，刀轴5向圆柱刃具8传递的扭矩也极小，所述圆柱刃具8与刀轴5的连接方式也可以采用键连接或胶接等连接方式。

本发明中，所述第二刃具的横截面形状依剖切位置不同为不同直径的圆形，其外表面上具有多条刃口，所述第二刃具旋转时，刃口回转的轮廓轨迹线与拟切削修磨的电极工作端侧面的轨迹线吻合。

如图7-1和图7-2所示，由于电极工作端侧面的形状有可能是外凸形弧面17或是内凹形弧面18或是圆台表面19，因此，所述第二刃具可能是弧面刃具9或是圆台刃具13。

若所述第二刃具为弧面刃具9，所述弧面刃具9的表面是外凸弧面或是内凹弧面中的一种；所述弧面刃具9的弧面半径与拟切削修磨的电极工作端侧面的弧面半径相吻合，如图7-1或是图7-2所示；如图3-1、图3-5和图3-6所示，所述弧面刃具9包括有数个几何形状相同的刃口；所述弧面刃具9的结构尺寸包括刃具大端直径D2、刃具小端直径D3和刃口数量n2；因弧面刃具9的几何尺寸均比较小且为多刃曲面结构型式，从方便刃具制作角度考虑，可将弧面刃具刃口螺旋角ω2限定在≤5°范围之内；弧面刃具2的结构尺寸、刃口数量Z＝n2及弧面刃具刃口螺旋角ω2与拟切削修磨的电极直径R的关系最好符合表3中的推荐值。

表3：弧面刃具结构尺寸、刃口数量与螺旋角的关系

如图4-1、图4-2和图4-3所示，若所述第二刃具为圆台刃具13，所述圆台刃具13的锥角与拟切削修磨的电极工作端侧面的锥角相吻合；如图4-1、图4-2和图4-3所示，所述圆台刃具13包括有数个几何形状相同的刃口；所述圆台刃具13的结构尺寸包括刃具大端直径D2、刃具小端直径D3和刃口数量n3；因所述圆台刃具3较之所述弧面刃具9具有更好的加工工艺性，从利于排屑的角度考虑，圆台刃具3的刃口均设有后倾角ε，后倾角ε的角度最好为10°～15°之间。所述圆台刃具3的结构尺寸、刃口数量Z＝n3及圆台刃具刃口后倾角ε与拟切削修磨的电极直径R的关系最好符合表4中的推荐值。

表4：圆台刃具结构尺寸、刃口数量与螺旋角的关系

如图4-4所示，本发明中，所述弧面刃具9和所述圆台刃具刃口的几何形状用刃具刃口的前角λ、背角δ、刃厚b和刃厚背角θ等参数共同描述。其中，刃口前角λ越大，表示刃口越锐利，但承受载荷的能力也会相应降低；背角δ、刃厚b和刃厚背角θ等参数是共同描述刃口背部对刃口支撑能力的参数，刃口刃厚b越大、背角δ与刃厚背角θ越小，表示刃口背部对刃口承载时的支撑能力越强；刃口前角λ、背角δ、刃厚b和刃厚背角θ等几何参数的关系最好符合表5中的推荐值。

表5：弧面刃具与圆台刃具刃口几何参数之间的关系

上述的组合刃具是本发明刀架中的组件，与刀架体组合过程中系按上述顺序依次装配在刀架体内。

如图3-2、图3-6和图4-3所示，第二刃具的轴孔直径也用d表示，并与第一刃具中的轴孔直径d具有相同的意义和相同的取值范围；刃具组合时，要求同一组组合刃具中的第一刃具与第二刃具的轴孔直径相等；h为第二刃具的轴孔高度，并与第一刃具中的轴孔高度h具有相同的意义和相同的取值范围；刃具组合时，要求同一组组合刃具中的第一刃具与第二刃具的轴孔高度相等。D4是为第二刃具装配时与第二轴承组件配合的工艺凸台的直径，其取值范围最好符合(所配合轴承内环内径+1)＜D4＜(所配合轴承内环外径)。L2是所述第二刃具的轴向总长度，L3是第二刃具含刃口深度时的刃口线在刃具轴线上的最大投影长度与该长度外侧刃口保证强度所需的基体材料厚度之和；从第二刃具制造成本的角度考虑，由D4与(L2-L3)所确定的圆柱凸台也可用直径尺寸与上述推荐取值相同的垫片代替。R为弧面刃具9的弧面半径，其值等于弧面刃具拟加工电极工作端侧面的弧面半径；β1为弧面刃具为避免电极重复定位误差产生撞刀而设定的安全角；所述β1按如下方法设计，从弧面刃具9的弧面半径R在弧面刃具9的大端外沿的终点处作切线，该切线与弧面刃具轴线之间的夹角即为所述弧面刃具9的安全角β1。如图4-2和图4-3所示，β2是所述圆台刃具13的锥面倾角与圆台刃具轴线之间的夹角，其取值与圆台形电极工作端侧面的倾角相同；2*β2即为拟修磨圆台形电极工作端的锥角，也是圆台刃具的锥角。

本发明中，无论第一刃具1的圆柱刃具1，还是第二刃具的弧面刃具9或圆台刃具13，均为复合曲面多刃口刃具，与现有技术中电极自动修磨器中多推荐使用的一体式单刃口刃具相比，本发明的多刃刃具除必须在第一刃具1与第二刃具按图5或图6关系组合后才能使用外，还必须使图5或图6所示的组合刃具的轴线在电极修磨过程中始终保持与电极轴线垂直的状态旋转，即须保证组合刃具是以公转+自转形式工作时，才能取得对电极工作端面的修磨效果。所谓多刃刃具，是与现有技术多推荐使用的只带有一个刃口的刃具相比，本发明如图1～图3所提出的多刃刃具的最小刃口数量为6。所谓刃具的复合曲面，系指所述刃具刃口细部的几何形状需由多尺寸和多角度共同描述。

本发明中，圆柱刃具8只承担电极工作表面平面的修磨，弧面刃具9和圆台刃具13只承担电极工作端面侧面的修磨。所谓弧面形或圆台形，系针对组合刃具中承担电极工作端面侧面切削修磨的刃具外观形状而言；弧面刃具9的弧面可以为外凸弧面或内凹弧面；弧面刃具9的弧面曲率与圆台刃具13的锥角均由工艺对电极工作端侧面形面的要求决定，刃具实际形面按工艺对电极工作端侧面形面的要求仿形制作。本发明中，圆柱刃具8、弧面刃具9和圆台刃具13是按不同工艺要求特制的仿形多刃刃具。

本发明中，各种几何形状的刃具均采用多刃刃具，刃具刃口在切削过程中承受的切削应力仅为已知技术的1/5以下，从而提高了刃具的使用寿命；同时，刃具刃口允许制作得更为锐利，并为修磨器在电极修磨过程中采取微切削量和定位移切削方式创造了条件，为生产过程中降低电极材料消耗、降低电极工作表面不平度、提高电极表面与工件表面平行度和提高焊点质量等提供了保证。

本发明中，所述刀架体包括圆筒1，所述圆筒1上设有圆柱外齿轮3，本发明中的刀架体有两种结构型式。图1-1和图1-2为整体式刀架体，所述圆柱外齿轮3与所述圆筒1为一体结构，即将刀架体的圆筒1与动力输入的圆柱外齿轮3合并为一个零件制作，在所述的圆柱外齿轮3上最好对称布置减重孔。图2-1、图2-2和图2-3示出了分体式刀架体，所述圆柱外齿轮3与所述圆筒1为分体结构，即将刀架体的圆筒1和动力输入的圆柱外齿轮3分别制作，所述圆筒1的外壁上设有用于与所述圆柱大齿轮3连接的连接部，所述连接部的结构是轴肩或是多个在周向向均布的凸耳，然后用螺栓4将所述圆柱大齿轮3通过圆筒1上的轴肩或凸耳将二者连接部组合在一起，所述圆柱外齿轮3上还设有对称布置的既是减重孔又是用于容纳所述刀轴5的两端轴肩和小锥齿轮6与锁紧螺母12的空间，以满足组合刃具装入圆筒1时刀轴5两端所需的回转空间，如图2-3和图6-3所示。本发明中，无论是整体式刀架体，还是分体式刀架体均将其统称为刀架体；本发明刀架组成的全部零、部件均装配在刀架体之上。

如图1-1、图2-1、图5-1和图6-1所示，所述圆筒1的两侧侧壁上设有与圆筒1的中心孔轴线垂直相交的轴承孔，所述圆筒1的中心孔内设有一矩形空间，所述矩形空间的侧壁与该孔的内壁截交，所述矩形空间大于与所述组合刃具中第一刃具和第二刃具回转时所占的空间，如图5-1、图6-1和图6-2所示；所述圆筒1的两端均设有轴肩，两个轴肩处各装配一个角接触球轴承15，本发明的刀架中的上下两个角接触球轴承15轴心的连线即为刀架工作时的回转轴线；其中一个角接触球轴承15的外环上装配有一个大锥齿轮14。所述组合刃具安装在所述刀架体上，所述组合刃具的第一滚动轴承组件101和第二滚动轴承组件102均通过轴承外环与所述圆筒1两侧侧壁上的轴承孔配合装配，所述组合刃具的第一刃具和第二刃具位于所述矩形空间内，所述大锥齿轮14通过其轴肩固定在修磨器的安装孔上；所述大锥齿轮14与所述组合刃具中的小锥齿轮6呈啮合关系，通过上述各零部件之间的安装及连接关系形成了如图5-1和图6-1所示的本发明刀架。

本发明刀架的工作过程按以下方式建立：当外界旋转动力传递给图1-1或图2-1所示刀架体的齿轮后，刀架体携装配在其上的组合刃具、以两个角接触球轴承的轴心连线为轴同步旋转，并确立了组合刃具在电极修磨过程中的公转；刀架体旋转过程中，由于装配在角接触球轴承15上的大锥齿轮14被固定安装在修磨器上，且同时与组合刃具中的小锥齿轮6呈啮合关系，小锥齿轮6在随刀架公转过程中，同时也带动同轴串联而成的组合刃具绕刀轴自身轴线旋转，小锥齿轮6将按照其与大锥齿轮14的齿数比关系，将组合刃具的自转转速放大，从而带动组合刃具的刀轴5和刀轴5上装配的刃具以刀轴5的轴线为轴高速自转。由此，形成组合刃具在电极修磨过程中的公转+自转的工作特性。

虽然，图1-1和图2-1示出的实施例一和二中旋转动力输入的齿轮为圆柱外齿轮3，但并不排除本发明刀架的旋转动力输入方式也可选用皮带、同步带或链轮等动力传递方式，改变旋转动力传递方式时，只要将刀架体上齿轮的结构型式做相应改变即可。

采用本发明刀架，其中的组合刃具可为电极自动修磨器创造以下有利条件：其一，由多刃口分担现有技术中由单刃口承担的切削负荷，提高刃具的使用寿命；其二，由于刃口切削负荷大为降低，可使刃具的刃口制作得更为锐利，使刃具刃口可在微吃刀量条件下工作；通过微吃刀量切削方式的实现，可有效提高电极工作表面的平面度。

利用本发明刀架修磨后的电极工作表面具有放射性辉斑特点，可通过调整组合刃具的工作转速和第一刃具的圆柱刃具的直径调整辉斑棱线的高度和密度；当点焊对象为铝或铝合金时，应选择小直径圆柱刃具，通过增加辉斑棱线高度提高对铝或铝合金表面氧化膜的破坏能力；点焊钢材时，应选择大直径圆柱刃具，以提高电极表面的平面度。修磨后的电极工作表面平面上形成如图8-1、图8-2和图8-3所示的放射性切削轨迹辉斑21；该切削轨迹辉斑21棱线的高度和棱线密度与本发明组合刀具中刃具切削转速和圆柱刃具的直径有关；因此，可以利用该特点，当所修磨的电极是用于铝和铝合金点焊时，可通过适当提高棱线高度和棱线密度的方式，以取得对工件表面氧化膜更好的破碎效果；当点焊钢材时，则通过降低棱线高度和降低棱线密度的方法，以取得降低电极表面不平度的效果。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种用于电极自动修磨器的刀架，包括刀架体和组合刃具，其特征在于：

所述组合刃具包括刀轴(5)，所述刀轴(5)的一端固定有小锥齿轮(6)，所述小锥齿轮(6)与所述刀轴(5)之间采用径向连接销(7)固定，所述刀轴(5)上，自所述小锥齿轮(6)至所述刀轴(5)的另一端依次设有第一滚动轴承组件(101)、第一刃具、第二刃具、第二滚动轴承组件(102)、垫圈(11)和锁紧螺母(12)；所述第一刃具(8)横截面形状为圆形、并具有多条螺旋线型的刃口，所述第一刃具(8)旋转时，刃口回转的轮廓轨迹与拟切削修磨的电极工作端平面相吻合；所述第二刃具的横截面形状依剖切位置不同为不同直径的圆形，所述第二刃具的外表面上具有多条刃口，所述第二刃具旋转时，刃口回转的轮廓轨迹线与拟切削修磨的电极工作端侧面的轨迹线吻合；

所述刀架体包括圆筒(1)，所述圆筒(1)上设有圆柱外齿轮(3)，所述圆筒(1)的两侧侧壁上设有与圆筒(1)的中心孔轴线垂直相交的轴承孔，所述圆筒(1)的中心孔内设有一矩形空间，所述矩形空间的侧壁与该孔的内壁截交，所述矩形空间大于与所述组合刃具中第一刃具和第二刃具回转时所占的空间；所述圆筒(1)的两端均设有轴肩，两个轴肩处各装配一个角接触球轴承(15)，其中一个角接触球轴承(15)的外环上装配有一个大锥齿轮(14)；

所述组合刃具安装在所述刀架体上，所述组合刃具的第一滚动轴承组件(101)和第二滚动轴承组件(102)均通过轴承外环与所述圆筒(1)两侧侧壁上的轴承孔配合装配，所述组合刃具的第一刃具和第二刃具位于所述矩形空间内，所述小锥齿轮(6)与所述大锥齿轮(14)啮合。

2.根据权利要求1所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述圆柱外齿轮(3)与所述圆筒(1)为一体结构。

3.根据权利要求2所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述圆柱外齿轮(3)上设有减震孔。

4.根据权利要求1所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述圆柱外齿轮(3)与所述圆筒(1)为分体结构，所述圆筒(1)的外壁上设有用于与所述圆柱外齿轮(3)连接的连接部，所述连接部的结构是轴肩或是多个在周向向均布的凸耳，所述圆柱外齿轮(3)与连接部之间通过螺栓(4)连接。

5.根据权利要求4所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述圆柱外齿轮(3)上设有用于容纳所述刀轴(5)的两端轴肩和小锥齿轮(6)与锁紧螺母(12)的空间。

6.根据权利要求1所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述第一刃具为圆柱刃具(8)，多条螺旋线型刃口的螺旋角ω1相同，所述圆柱刃具(8)的直径D1、刃口数量n1和螺旋角ω1的关系如下：

第一刃具刃口的几何参数包括前角α、刃厚f、背角σ和刃后宽度e，所述参数的取值范围与点焊对象材质的关系如下：

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7.根据权利要求1所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述第二刃具为弧面刃具(9)，所述弧面刃具(9)的表面是外凸弧面或是内凹弧面中的一种；所述弧面刃具(9)的弧面半径与拟切削修磨的电极工作端侧面的弧面半径相吻合；

所述弧面刃具(9)包括有数个几何形状相同的刃口；所述弧面刃具(9)的结构尺寸包括刃具大端直径D2、刃具小端直径D3和刃口数量n2；所述结构尺寸的取值范围与拟切削修磨的电极直径R及所述第二刃具刃口螺旋角ω2的关系如下：

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8.根据权利要求1所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述第二刃具为圆台刃具(13)，所述圆台刃具(13)的锥角与拟切削修磨的电极工作端侧面的锥角相吻合；

所述圆台刃具(13)包括有数个几何形状相同的刃口；所述圆台刃具(13)的结构尺寸包括刃具大端直径D2、刃具小端直径D3和刃口数量n3；所述结构尺寸的取值范围与拟切削修磨的电极直径R及所述第二刃具刃口后倾角ε的关系如下：

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9.根据权利要求7或8所述用于电极自动修磨器的刀架，其特征在于，所述第二刃具刃口的几何参数包括前角λ、背角δ、刃厚b和刃厚背角θ；所述前角λ、背角δ、刃厚b和刃厚背角θ的关系如下：

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