CN110076692A - 一种面磨刀盘及具有面磨刀盘的工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面磨刀盘，包括刀盘本体以及多个刀刃，多个刀刃分布于刀盘本体的底端面；多个刀刃绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃的底端面均设有磨砂面。一种具有面磨刀盘的工装，包括刀柄本体以及面磨刀盘，面磨刀盘包括刀盘本体以及多个刀刃，多个刀刃分布于刀盘本体的底端面；多个刀刃绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃的底端面均设有磨砂面；刀盘本体的顶端以可拆卸的方式与刀柄本体固接。本发明磨砂面位于刀盘本体的端面，在加工时与工件接触面积大，且加工时线速度更高。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种面磨刀盘及具有面磨刀盘的工装。
背景技术
目前，机加工行业，结构产品面加工朝着高精、高光、高亮要求趋势发展，高精、高光、高效加工对数控机床的主轴单元精度要求非常高，作为高速主轴单元核心附件之一的刀柄，其加工质量得尤为重要，故必保证与主轴连接的刀柄高速磨削时精度的稳定性能。观测市场的磨削刀柄及各供应厂商的刀具，发现市场上磨削刀柄结构简单且功能受限。
(1)目前磨削加工刀具以砂轮、磨轮、磨棒为主，其主要加工方式有外圆磨削、内圆磨削以及平面磨削。现有磨削加工，主要以侧磨为主，加工中心磨削加工主要以磨棒为主，使用磨棒，材料除去率，加工效率低。故在加工中心铣削加工完成后进入磨工序常需更换为专用磨机床，来提高生产效率。
(2)磨削刀柄在长期磨削加工中由于刀具、刀柄磨损会导致加工精度会逐渐递减，直接影响了刀柄的使用寿命，增加了生产成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种面磨刀盘，其磨砂面位于刀盘本体的端面，在加工时与工件接触面积大，且加工时线速度更高。
本发明的目的之二在于提供一种具有面磨刀盘的工装，其刀柄装夹面磨刀盘，在加工时与工件接触面积大，且加工时线速度更高。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种面磨刀盘，包括刀盘本体以及多个刀刃，所述多个刀刃分布于所述刀盘本体的底端面；所述多个刀刃绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃的底端面均设有磨砂面。
优选的，所述多个刀刃分布于刀盘本体的底端面外周缘。
优选的，所述刀盘本体上设有多个第一水道，所述多个第一水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；两相邻的刀刃之间形成间隔槽；各个第一水道的一端均连通至刀盘本体的顶端面；各个第一水道的另一端对应连通至各个间隔槽。
优选的，所述刀盘本体上设有多个第二水道，所述多个第二水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个第二水道的一端连通至刀盘本体的顶端面；各个第二水道的对应贯通至各个刀刃的底端面。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种具有面磨刀盘的工装，包括刀柄本体以及面磨刀盘，面磨刀盘包括刀盘本体以及多个刀刃，所述多个刀刃分布于所述刀盘本体的底端面；所述多个刀刃绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃的底端面均设有磨砂面；所述刀盘本体的顶端以可拆卸的方式与所述刀柄本体固接。
优选的，所述刀柄本体的底端形成第一锥面，所述刀盘本体的顶端面设有锥形槽；所述锥形槽的内壁形成为第二锥面；第一锥面和第二锥面的外径均从下至上逐渐增大；第一锥面用于在刀柄本体的底端插装于锥形槽内时与第二锥面锥面配合。
优选的，所述刀柄本体外套装有偏心动平衡环；所述偏心动平衡环通过螺钉固定于刀柄本体上。
优选的，所述偏心动平衡环设有两个。
优选的，所述刀柄本体内设有到沿刀柄本体的轴向延伸的进水道；所述进水道的一端与外部水源连通；所述进水道的另一端贯通至刀柄本体的底端面；所述刀盘本体上设有多个第一水道，所述多个第一水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；两相邻的刀刃之间形成间隔槽；各个第一水道的一端均连通至刀盘本体的顶端面并与所述进水道贯通；各个第一水道的另一端对应连通至各个间隔槽。
优选的，所述刀柄本体内设有到沿刀柄本体的轴向延伸的进水道；所述进水道的一端与外部水源连通；所述进水道的另一端贯通至刀柄本体的底端面；所述刀盘本体上设有多个第二水道，所述多个第二水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个第二水道的一端连通至刀盘本体的顶端面；各个第二水道的对应贯通至各个刀刃的底端面。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)其刀盘本体的底端面设有多个刀刃，各个刀刃的底端设有磨砂面，该磨砂面在刀盘本体的周向形成用于与工件接触的磨砂面，采用面与面接触的加工方式，使面磨刀盘与与加工工件具有更多的接触面积，使其均匀接触，加工过程平稳。此外，刀刃与刀刃之间存在间隔，因而加工过程中产生的残屑可由该间隔排出，得材料除去率更佳，可以提高生产效率。
(2)利用上述刀盘本体的工装，其将刀柄本体与刀盘本体装夹在一起，刀柄本体在机床主轴的带动下高速转动，带动刀盘本体转动进行加工，同样的，加工过程中，刀盘本体的底端面设有多个刀刃，各个刀刃的底端设有磨砂面，该磨砂面在刀盘本体的周向形成用于与工件接触的磨砂面，采用面与面接触的加工方式，使面磨刀盘与与加工工件具有更多的接触面积，使其均匀接触，加工过程平稳。此外，刀刃与刀刃之间存在间隔，因而加工过程中产生的残屑可由该间隔排出，得材料除去率更佳，可以提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的面磨刀盘的结构示意图；
图2为本发明的面磨刀盘的另一种结构示意图；
图3为本发明的面磨刀盘的剖视图；
图4为本发明的具有面磨刀盘的工装的结构示意图。
图中：10、刀盘本体；11、刀刃；111、磨砂面；112、间隔槽；12、第一水道；13、第二水道；14、锥形槽；141、第二锥面；20、刀柄本体；21、第一锥面；22、偏心动平衡环；23、进水道；24、螺钉。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1、图2所示的一种面磨刀盘，包括刀盘本体10以及多个刀刃11，具体多个刀刃11分布于刀盘本体10的底端面，多个刀刃11绕刀盘本体10的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃11的顶端与刀盘本体10固接，在各个刀刃11的底端面均设有磨砂面111。在此结构基础上，在使用本发明的面磨刀盘时，刀盘本体10的底端面设有多个刀刃11，各个刀刃11的底端设有磨砂面111，该磨砂面111在刀盘本体10的周向形成用于与工件接触的磨砂面111，采用面与面接触的加工方式，使面磨刀盘与与加工工件具有更多的接触面积，使其均匀接触，加工过程平稳。此外，刀刃11与刀刃11之间存在间隔，因而加工过程中产生的残屑可由该间隔排出，得材料除去率更佳，可以提高生产效率。
此外，需要说明的是，相对于通过在刀盘本体10整个端面设置磨砂面111的结构，本实施例中，仅在刀盘本体10的周向上设置一圈磨砂面111，即磨砂面111呈断开的圆环分布，具有的优势如下：
本领域技术人员根据线速度的计算公式：v(线速度)＝2*n(转速)*π*r
即在转速相同的情况下，半径越大，线速度越大，若是整个端面均设置磨砂面111，磨砂面111在刀盘本体10半径不同的位置其线速度必然不同，因而在径向上不同位置的线速度不同，导致加工过程中因各点线速度不同而不稳定，容易出现卡死的情况；且整个面均进行磨砂作业，没有排屑空间，材料除去率底，不仅加工效率低，加工质量差。但是，本实施例中磨砂面111呈断开的圆环分布，在该圆环仅存在相对较小的半径差异，因而在该面上的线速度差异不大，加工过程较为稳定，且加工过程中产生的残屑也可由间隔排出。
优选的，本实施例中的多个刀刃11分布于刀盘本体10的底端面外周缘，如此，磨砂面111相对刀盘本体10的中心其半径相对较大，因而磨砂过程中具有的线速度相对较大，加工效率更高。
优选的，参见图1，还可在刀盘本体10上设有多个第一水道12，使多个第一水道12绕刀盘本体10的中心轴线圆周间隔分布，具体两相邻的刀刃11之间形成间隔槽112。上述各个第一水道12的一端均连通至刀盘本体10的顶端面，而各个第一水道12的另一端对应连通至各个间隔槽112。如此，在进行打磨作业时，可通过第一水道12引导水至间隔槽112，即刀刃11和刀刃11之间，能够排除金属加工中缠屑烦恼，避免了残屑缠绕在零件与刀具上，使排屑更顺畅，同时还带走大量的切削热，提高了刀柄本体20、刀具使用寿命。
本实施例还提供另一种刀盘本体10的结构，参见图2，在刀盘本体10上设有多个第二水道13，多个第二水道13绕刀盘本体10的中心轴线圆周间隔分布，各个第二水道13的一端连通至刀盘本体10的顶端面；各个第二水道13的对应贯通至各个刀刃11的底端面。在此结构中，可通过第二水道13引导水至刀刃11的底端的磨砂面111上，同样能够排除金属加工中缠屑烦恼，避免了残屑缠绕在零件与刀具上，使排屑更顺畅，同时还带走大量的切削热，提高了刀柄本体20、刀具使用寿命。
当然，上述两种水道的结构可同时应用于同一个面磨刀盘上，也可单独设置使用，具体根据实际需要进行选择。
本实施例还提供一种具有面磨刀盘的工装，参见图1-4，包括刀柄本体20以及面磨刀盘，面磨刀盘包括刀盘本体10以及多个刀刃11，多个刀刃11分布于刀盘本体10的底端面；多个刀刃11绕刀盘本体10的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃11的底端面均设有磨砂面111；刀盘本体10的顶端以可拆卸的方式与刀柄本体20固接。
在此结构基础上，使用该具有面磨刀盘的工装时，其将刀柄本体20与刀盘本体10装夹在一起，刀柄本体20在机床主轴的带动下高速转动，带动刀盘本体10转动进行加工，同样的，加工过程中，刀盘本体10的底端面设有多个刀刃11，各个刀刃11的底端设有磨砂面111，该磨砂面111在刀盘本体10的周向形成用于与工件接触的磨砂面111，采用面与面接触的加工方式，使面磨刀盘与与加工工件具有更多的接触面积，使其均匀接触，加工过程平稳。此外，刀刃11与刀刃11之间存在间隔，因而加工过程中产生的残屑可由该间隔排出，得材料除去率更佳，可以提高生产效率。
具体的是，在刀柄本体20的底端形成第一锥面21，对应的在刀盘本体10的顶端面设有锥形槽14。该锥形槽14的内壁形成为第二锥面141，第一锥面21和第二锥面141的外径均从下至上逐渐增大。在进行装夹时，刀柄本体20的底端可插装于锥形槽14内，且第一锥面21可与第二锥面141锥面配合。在实际生产过程中，刀柄本体20与机床的主轴进行装夹时，刀柄本体20顶端也是与主轴采用锥面贴合的装夹方式，在本实施例中进一步将刀柄本体20的底端与面磨刀盘也采用锥面配合得方式进行装夹，即采用双面定位形式，使得刀柄本体20加工精度更高、进行高速旋转加工时更加稳定。
需要说明的是，刀柄本体20与刀盘本体10采用锥形接口连接的方式，相较于普通的直柄接口的刀柄本体20能传递更大的扭矩，使得整个刀具在切削工件时能拥有更大的切削力。同时采用锥形接口能防止刀柄本体20窜动，更能保证刀柄本体20与刀盘本体10的同轴度，即自定心功能，提高了产品加工过程中的稳定性及加工精度。
当然，在刀柄本体20的底端插装在刀盘本体10后，可通过螺钉24进行进一步的锁紧，增加锁紧力。
进一步的是，还可在刀柄本体20外套装有偏心动平衡环22；偏心动平衡环22通过螺钉24固定于刀柄本体20上。本领域技术人员所知晓的是，在实际生产过程中，每支刀柄本体20都做有合格的动平衡量，保证加工精度及稳定性，但刀柄工作一段时间，由于工作环境的改变、刀具的损耗、刀柄的磨损等原因会造成刀柄本身动平衡量失调，使得刀柄的回转中心与质心不在同一轴线上。影响了刀柄、刀具使用寿命、产品加工的精度及加工稳定性。而偏心动平衡环22是个不规则的环形，质量不均匀分布，回转中心与质心不在同一轴线上。
如此，当刀柄使用一段时间后，可以拿去检测动平衡失调量，这时候偏心动平衡环22就能够起到作用，通过调节偏心动平衡环22位置方向，利用偏心动平衡环22质量分布不均来弥补面磨刀柄失调的动平衡量，使刀柄本体20的回转中心与质心重回在同一轴线上，保证长期加工精度及稳定性。
具体的是，偏心动平衡环22设有两个，调节范围更大，提高稳定性。
优选的，在本实施例中，刀柄本体20与图1中的刀盘本体10进行装夹，在刀柄本体20内设有到沿刀柄本体20的轴向延伸的进水道23；该进水道23的一端与外部水源连通；进水道23的另一端贯通至刀柄本体20的底端面。刀盘本体10上设有多个第一水道12，多个第一水道12绕刀盘本体10的中心轴线圆周间隔分布；两相邻的刀刃11之间形成间隔槽112；各个第一水道12的一端均连通至刀盘本体10的顶端面并与进水道23贯通；各个第一水道12的另一端对应连通至各个间隔槽112。
在加工过程中，可通过在刀柄本体20的进水道23引入水源，水经过进水道23到达刀柄本体20的底端面，进而经各个第一水道12均匀引导至刀盘本体10的各个间隔槽112内，即刀刃11和刀刃11之间，能够排除金属加工中缠屑烦恼，避免了残屑缠绕在零件与刀具上，使排屑更顺畅，同时还带走大量的切削热，提高了刀柄本体20、刀具使用寿命。
当然，上述刀盘本体10可选用图2中的刀盘本体10，刀柄本体20内设有到沿刀柄本体20的轴向延伸的进水道23；进水道23的一端与外部水源连通；进水道23的另一端贯通至刀柄本体20的底端面；刀盘本体10上设有多个第二水道13，多个第二水道13绕刀盘本体10的中心轴线圆周间隔分布；各个第二水道13的一端连通至刀盘本体10的顶端面；各个第二水道13的对应贯通至各个刀刃11的底端面。
在加工过程中，可通过在刀柄本体20的进水道23引入水源，水经过进水道23到达刀柄本体20的底端面，可通过第二水道13引导水至刀刃11的底端的磨砂面111上，同样能够排除金属加工中缠屑烦恼，避免了残屑缠绕在零件与刀具上，使排屑更顺畅，同时还带走大量的切削热，提高了刀柄、刀具使用寿命。
需要说明的是，到刀柄本体20的底端可通过螺栓锁紧在锥形槽14内，螺栓可中部可做成通孔状，该通孔状结构的顶端可与进水道23的底端贯通，通孔状结构的顶端贯通至锥形槽14的底端面，上述第一水道12和第二水道13的顶端均贯通至锥形槽14的底端面，便于水的集中引导。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种面磨刀盘，其特征在于，包括刀盘本体以及多个刀刃，所述多个刀刃分布于所述刀盘本体的底端面；所述多个刀刃绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃的底端面均设有磨砂面。
2.如权利要求1所述的面磨刀盘，其特征在于，所述多个刀刃分布于刀盘本体的底端面外周缘。
3.如权利要求1所述的面磨刀盘，其特征在于，所述刀盘本体上设有多个第一水道，所述多个第一水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；两相邻的刀刃之间形成间隔槽；各个第一水道的一端均连通至刀盘本体的顶端面；各个第一水道的另一端对应连通至各个间隔槽。
4.如权利要求1或3所述的面磨刀盘，其特征在于，所述刀盘本体上设有多个第二水道，所述多个第二水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个第二水道的一端连通至刀盘本体的顶端面；各个第二水道的对应贯通至各个刀刃的底端面。
5.一种具有面磨刀盘的工装，其特征在于，包括刀柄本体以及面磨刀盘，面磨刀盘包括刀盘本体以及多个刀刃，所述多个刀刃分布于所述刀盘本体的底端面；所述多个刀刃绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个刀刃的底端面均设有磨砂面；所述刀盘本体的顶端以可拆卸的方式与所述刀柄本体固接。
6.如权利要求5所述的具有面磨刀盘的工装，其特征在于，所述刀柄本体的底端形成第一锥面，所述刀盘本体的顶端面设有锥形槽；所述锥形槽的内壁形成为第二锥面；第一锥面和第二锥面的外径均从下至上逐渐增大；第一锥面用于在刀柄本体的底端插装于锥形槽内时与第二锥面锥面配合。
7.如权利要求5所述的具有面磨刀盘的工装，其特征在于，所述刀柄本体外套装有偏心动平衡环；所述偏心动平衡环通过螺钉固定于刀柄本体上。
8.如权利要求7所述的具有面磨刀盘的工装，其特征在于，所述偏心动平衡环设有两个。
9.如权利要求5所述的具有面磨刀盘的工装，其特征在于，所述刀柄本体内设有到沿刀柄本体的轴向延伸的进水道；所述进水道的一端与外部水源连通；所述进水道的另一端贯通至刀柄本体的底端面；所述刀盘本体上设有多个第一水道，所述多个第一水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；两相邻的刀刃之间形成间隔槽；各个第一水道的一端均连通至刀盘本体的顶端面并与所述进水道贯通；各个第一水道的另一端对应连通至各个间隔槽。
10.如权利要求5所述的具有面磨刀盘的工装，其特征在于，所述刀柄本体内设有到沿刀柄本体的轴向延伸的进水道；所述进水道的一端与外部水源连通；所述进水道的另一端贯通至刀柄本体的底端面；所述刀盘本体上设有多个第二水道，所述多个第二水道绕刀盘本体的中心轴线圆周间隔分布；各个第二水道的一端连通至刀盘本体的顶端面；各个第二水道的对应贯通至各个刀刃的底端面。
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