CN110153808A - 一种刀具侧面平磨工装及平磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种刀具侧面平磨工装及平磨方法，包括底座、侧条、边堵、顶销和调节螺栓，所述底座为左右对称结构，所述底座的底为中间低的V形面，所述底座的上表面中间位置设置V形槽，所述V形槽两侧的底座上表面分别设置长条形的侧条，所述V形槽两端的底座表面分别设置边堵，所述边堵表面与V形槽等高处设置通孔，所述通孔的轴线与V形槽的长度方向一致，所述通孔内部配合安装顶销，所述通孔远离底座的一端内部设置内螺纹，所述通孔的内螺纹部分配个安装调节螺栓，通过工装角度复刻至工件的方式，提升加工精度，能够控制精磨预留量，为后续精磨打下良好基础，提升加工效率和成品率。

Description

一种刀具侧面平磨工装及平磨方法

技术领域

本发明涉及刀具加工技术领域，具体为一种刀具侧面平磨工装及平磨方法。

背景技术

W型立方氮化硼超硬刀具是一个形状较为特殊的刀具，由于其具有三个80°锐角，使用寿命比80°菱形片提高了50％，受到了广大用户的欢迎。但是W型刀片由于其特殊的形状，材料又是立方氮化硼超硬材料，加工起来难度特别大，主要是效率低下、成品率低，导致价格居高不下，这样W型刀片对于用户来讲优势就不是很明显。而W型刀具加工的难点就在于侧边的角度和内切圆很难控制，这是造成加工效率低和成品率低的根本原因。传统的方法一般来讲有两种：一种是毛坯直接在数控周边磨上精磨削，另外一种平磨上去除一部分侧边余量。第一种方法，成品率很高，但是由于磨削余量太大，导致磨削时间很长、砂轮消耗很大，综合成本很高；第二种方法效率高，但是由于在平磨上很难控制磨削角度和内切圆尺寸，导致废品率很高，最终综合成本依然很高。为此，我们提出了一种能够同时解决以上问题的方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种刀具侧面平磨工装及平磨方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提出：一种刀具侧面平磨工装，包括底座、侧条、边堵、顶销和调节螺栓，所述底座为左右对称结构，所述底座的底为中间低的V形面，所述底座的上表面中间位置设置V形槽，所述V形槽两侧的底座上表面分别设置长条形的侧条，所述V形槽两端的底座表面分别设置边堵，所述边堵表面与V形槽等高处设置通孔，所述通孔的轴线与V形槽的长度方向一致，所述通孔内部配合安装顶销，所述通孔远离底座的一端内部设置内螺纹，所述通孔的内螺纹部分配个安装调节螺栓。

作为本发明的一种优选技术方案：所述底座V形底面的内角与工件的钝角角度相等，所述底座的V形槽内角与工件的锐角角度相等。

作为本发明的一种优选技术方案：所述侧条表面设置T形通孔，所述T形通孔的长度方向与侧条的长度方向垂直，所述底座的上表面与T形通孔对应的位置设置螺纹孔。

本发明还提供一种刀具侧面平磨的方法，包括以下步骤：

S1)测量毛坯内切圆直径：将三角形毛坯与测量卡具结合，测量毛坯上顶面与测量卡具底面的距离M，测量毛坯最低点至测量卡具底面的距离a，其中测量卡具的表面的V形装配槽侧面与中面的夹角分别为γ和β-γ，其中β为工件的锐角，则毛坯的内切圆直径D1为：

S2)确定单次进刀量：确定工件的内切圆直径D2；

第一打磨面的进刀量为：

X1＝(D1-D2)/2；

第二打磨面的进刀量为：

X2＝X1；

第三打磨面的进刀量为：

第四打磨面的进刀量为：

第五打磨面的进刀量为：

第六打磨面的进刀量为：

X6＝X5；

S3)装配工件：将工件放置在底座的V形槽内部，使工件的侧边分别与V形槽的侧壁接触，此时旋紧调节螺栓，使两端的顶销在轴线方向上夹紧工件；

S4)对刀和工件打磨：使底座底面的一面与打磨设备的加工平台的水平面贴合，另一个底面翘起，然后固定底座；

逐步使砂轮靠近工件上表面，以刚磨削工件表面为磨削起始点，将这个点置为零点，按照进刀量X1进刀磨削，完成第一面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X2进刀磨削，完成第二面打磨后，退刀至磨削起始点；

旋松调节螺栓，使工件向砂轮方向旋转120°，重新旋紧调节螺栓，将工件夹紧；

调整底座使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X3进刀磨削，完成第三面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X4进刀磨削，完成第四面打磨后，退刀至磨削起始点；

旋松调节螺栓，使工件向砂轮方向旋转120°，重新旋紧调节螺栓，将工件夹紧；

调整底座使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X5进刀磨削，完成第五面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X6进刀磨削，完成第六面打磨后，退刀至磨削起始点。

作为本发明的一种优选技术方案：在步骤四调整底座过程中，在底座的上表面加装侧条通过调整侧条的位置，使侧条在垂直于轴线的方向上将工件夹紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用先平磨后数控周边磨精磨，减少精磨余量，显著提升磨削速度，且平磨的方式采用本工装，该种装夹方式是复刻工装的角度到W型刀具侧边，所以磨削的角度误差非常小，能够达到理想的程度。由于角度能够做到准确从而可以使精磨预留量控制在很小，为数控周边精磨打下了良好的基础，大大节约了数控周边磨的时间成本和砂轮成本。与最优化的传统方法相比，在平面磨床上去除W型侧边的效率提高2倍左右，成品率提高20％左右，接近100％。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明装夹工件后示意图；

图3为本发明侧条装配示意图；

图4为本发明边堵示意图；

图5为本发明加工后工件示意图；

图6为本发明单数打磨面加工过程中底座固定示意图；

图7为本发明双数打磨面加工过程中底座固定示意图；

图8为本发明测量卡具与毛坯测量示意图。

图中：1底座、2侧条、3边堵、4顶销、5调节螺栓、6测量卡具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供以下技术方案：一种刀具侧面平磨工装，包括底座1、侧条2、边堵3、顶销4和调节螺栓5，所述底座1为左右对称结构，所述底座1的底为中间低的V形面，所述底座1的上表面中间位置设置V形槽，所述V形槽两侧的底座1上表面分别设置长条形的侧条2，所述V形槽两端的底座1表面分别设置边堵3，所述边堵3表面与V形槽等高处设置通孔，所述通孔的轴线与V形槽的长度方向一致，所述通孔内部配合安装顶销4，所述通孔远离底座1的一端内部设置内螺纹，所述通孔的内螺纹部分配个安装调节螺栓5。

优选的，所述底座1V形底面的内角与工件的钝角角度相等，所述底座1的V形槽内角与工件的锐角角度相等。

优选的，所述侧条2表面设置T形通孔，所述T形通孔的长度方向与侧条2的长度方向垂直，所述底座1的上表面与T形通孔对应的位置设置螺纹孔。

本发明还提供一种刀具侧面平磨的方法，包括以下步骤：

S1)测量毛坯内切圆直径：将三角形毛坯与测量卡具6结合，测量毛坯上顶面与测量卡具6底面的距离M，测量毛坯最低点至测量卡具6底面的距离a，其中测量卡具6的表面的V形装配槽侧面与中面的夹角分别为γ和β-γ，其中β为工件的锐角，则毛坯的内切圆直径D1为：

S2)确定单次进刀量：确定工件的内切圆直径D2；

第一打磨面的进刀量为：

X1＝(D1-D2)/2；

第二打磨面的进刀量为：

X2＝X1；

第三打磨面的进刀量为：

第四打磨面的进刀量为：

第五打磨面的进刀量为：

第六打磨面的进刀量为：

X6＝X5；

S3)装配工件：将工件放置在底座1的V形槽内部，使工件的侧边分别与V形槽的侧壁接触，此时旋紧调节螺栓5，使两端的顶销4在轴线方向上夹紧工件；

S4)对刀和工件打磨：使底座1底面的一面与打磨设备的加工平台的水平面贴合，另一个底面翘起，然后固定底座1；

逐步使砂轮靠近工件上表面，以刚磨削工件表面为磨削起始点，将这个点置为零点，按照进刀量X1进刀磨削，完成第一面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座1使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X2进刀磨削，完成第二面打磨后，退刀至磨削起始点；

旋松调节螺栓5，使工件向砂轮方向旋转120°，重新旋紧调节螺栓5，将工件夹紧；

调整底座1使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X3进刀磨削，完成第三面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座1使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X4进刀磨削，完成第四面打磨后，退刀至磨削起始点；

旋松调节螺栓5，使工件向砂轮方向旋转120°，重新旋紧调节螺栓5，将工件夹紧；

调整底座1使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X5进刀磨削，完成第五面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座1使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X6进刀磨削，完成第六面打磨后，退刀至磨削起始点。

优选的，在步骤四调整底座1过程中，在底座1的上表面加装侧条2通过调整侧条2的位置，使侧条2在垂直于轴线的方向上将工件夹紧。

以名称为WNMN080412S02020的立方氮化硼超硬W形刀具为例，其刀具锐角为β＝80°，钝角为160°，初磨目标内切圆直径定为12.9mm；

设定底座1的V形槽内角为80°，底座1的底面内角为160°，制作测量卡具，参数为a＝4.92mm、γ＝30°、β-γ＝50°；

测得毛坯M＝22.65mm，带入步骤一中的公式得出D1＝14.0mm，则：

第一磨削面的进刀量为X1＝0.55mm；

第二磨削面的进刀量为X2＝0.55mm；

第三磨削面的进刀量为X3＝0.4837+0.55mm＝1.0337mm，其中0.4837mm为触刀位置；

第四磨削面的进刀量为X4＝0.3589+0.55mm＝0.9089mm，其中0.3589mm为触刀位置；

第五磨削面的进刀量为X5＝0.8427+0.55mm＝1.3927mm，其中0.8427mm为触刀位置；

第六磨削面的进刀量为X6＝0.8427+0.55mm＝1.3927mm，其中0.8427mm为触刀位置；

第一个面的进刀0.55mm，磨完第一个面后退刀到零点位置，向后翻动工装，磨第二个面时，进刀0.55mm，磨第三个面时，先退刀到零点，松开顶销4，将工件向砂轮方向翻转120°，重新顶紧顶销4，将砂轮进刀到0.4837mm的位置，然后再进刀0.55mm，磨第四个面时，先退刀到零点，向前翻动工装，进刀到0.3589mm的位置，再进刀0.55mm，磨第五个面时，松开顶销，将工件向砂轮方向翻转120°，先进刀到0.8427mm的位置，再进刀0.55mm，磨第六个面时，先退刀到零点，进刀到0.8427mm，再进刀0.55mm，六个面磨削完成。

经过测量，这一组60片W型工件M值为21.20-21.30mm之间，内切圆12.9±0.03mm，角度偏差±0.3°，误差值都在要求的范围之内，全部测量内切圆和角度偏差后，合格率100％，一组60片大约需要1个小时，一个班次8个小时约磨削450片。

需要说明的是，辅助测量块的a值为4.92mm，这个值可以根据实际情况更改，不影响内切圆大小的计算公式，本实施例磨削的是立方氮化硼材质的W0804刀片，但是同样适用于材质不同但是形状相同的W型刀具的侧边平磨去除余量的磨削，由于砂轮的损耗情况非常复杂，可能会导致每个面的实际磨削量与理论值有出入，因此我们选择了硬度相对较高的陶瓷结合剂金刚石砂轮以减少这种误差，X1值设计的越大，最终偏差也就越大，因此针对不同材质的W型刀片，可以采取先粗磨再精磨的方案进行调整，以减少材料的变化对目标尺寸的影响。

本发明好处：由于该种装夹方式是复刻工装的角度到W型刀具侧边，所以磨削的角度误差非常小，能够达到理想的程度，由于角度能够做到准确从而可以使精磨预留量控制在很小，为数控周边精磨打下了良好的基础，大大节约了数控周边磨的时间成本和砂轮成本。与最优化的传统方法相比，在平面磨床上去除W型侧边的效率提高2倍左右，成品率提高20％左右，接近100％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种刀具侧面平磨工装，包括底座(1)、侧条(2)、边堵(3)、顶销(4)和调节螺栓(5)，其特征在于：所述底座(1)为左右对称结构，所述底座(1)的底为中间低的V形面，所述底座(1)的上表面中间位置设置V形槽，所述V形槽两侧的底座(1)上表面分别设置长条形的侧条(2)，所述V形槽两端的底座(1)表面分别设置边堵(3)，所述边堵(3)表面与V形槽等高处设置通孔，所述通孔的轴线与V形槽的长度方向一致，所述通孔内部配合安装顶销(4)，所述通孔远离底座(1)的一端内部设置内螺纹，所述通孔的内螺纹部分配个安装调节螺栓(5)。

2.根据权利要求1所述的一种刀具侧面平磨工装，其特征在于：所述底座(1)V形底面的内角与工件的钝角角度相等，所述底座(1)的V形槽内角与工件的锐角角度相等。

3.根据权利要求1所述的一种刀具侧面平磨工装，其特征在于：所述侧条(2)表面设置T形通孔，所述T形通孔的长度方向与侧条(2)的长度方向垂直，所述底座(1)的上表面与T形通孔对应的位置设置螺纹孔。

4.一种刀具侧面平磨的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1)测量毛坯内切圆直径：将三角形毛坯与测量卡具(6)结合，测量毛坯上顶面与测量卡具(6)底面的距离M，测量毛坯最低点至测量卡具(6)底面的距离a，其中测量卡具(6)的表面的V形装配槽侧面与中面的夹角分别为γ和β-γ，其中β为工件的锐角，则毛坯的内切圆直径D1为：

S2)确定单次进刀量：确定工件的内切圆直径D2；

第一打磨面的进刀量为：

X1＝(D1-D2)/2；

第二打磨面的进刀量为：

X2＝X1；

第三打磨面的进刀量为：

第四打磨面的进刀量为：

第五打磨面的进刀量为：

第六打磨面的进刀量为：

X6＝X5；

S3)装配工件：将工件放置在底座(1)的V形槽内部，使工件的侧边分别与V形槽的侧壁接触，此时旋紧调节螺栓(5)，使两端的顶销(4)在轴线方向上夹紧工件；

S4)对刀和工件打磨：使底座(1)底面的一面与打磨设备的加工平台的水平面贴合，另一个底面翘起，然后固定底座(1)；

逐步使砂轮靠近工件上表面，以刚磨削工件表面为磨削起始点，将这个点置为零点，按照进刀量X1进刀磨削，完成第一面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座(1)使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X2进刀磨削，完成第二面打磨后，退刀至磨削起始点；

旋松调节螺栓(5)，使工件向砂轮方向旋转120°，重新旋紧调节螺栓(5)，将工件夹紧；

调整底座(1)使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X3进刀磨削，完成第三面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座(1)使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X4进刀磨削，完成第四面打磨后，退刀至磨削起始点；

旋松调节螺栓(5)，使工件向砂轮方向旋转120°，重新旋紧调节螺栓(5)，将工件夹紧；

调整底座(1)使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X5进刀磨削，完成第五面打磨后，退刀至磨削起始点；

调整底座(1)使原本翘起的底面与加工平台的水平面贴合，然后按照进刀量X6进刀磨削，完成第六面打磨后，退刀至磨削起始点。

5.根据权利要求4所述的一种刀具侧面平磨方法，其特征在于：在步骤四调整底座(1)过程中，在底座(1)的上表面加装侧条(2)通过调整侧条(2)的位置，使侧条(2)在垂直于轴线的方向上将工件夹紧。