CN110919470B - 金刚石磨盘开刃装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金刚石磨盘开刃装置，属于机床技术领域。它解决了现有的金刚石磨盘开刃装置结构种类数量不足的问题。本金刚石磨盘开刃装置包括机架、平移座和定位夹具；平移座与机架之间通过第一导向组件相连接，平移座上安装有砂轮轴和第一电机，砂轮轴上固定连接有砂轮；机架上安装有能驱动平移座沿第一导向组件导向方向往复移动的第二驱动组件；定位夹具位于砂轮的下方，定位夹具与机架转动连接，机架上安装有第三电机；当金刚石磨盘安装在定位夹具上且平移座往复移动时砂轮的轮面能磨削金刚石磨盘中磨块的刃面。本金刚石磨盘开刃装置中的砂轮具有磨损均匀，无需校正砂轮磨削面的形状，进而提高砂轮使用寿命以及提高加工工件的效率。

Description

金刚石磨盘开刃装置

技术领域

本发明属于机床技术领域，涉及一种开刃装置，特别是一种金刚石磨盘开刃装置。

背景技术

金刚石磨盘是指用于研磨机上的盘式磨具，主要由盘体和金刚石磨块组成，金刚石磨块焊接或镶嵌在盘体上。金刚石磨盘与待磨工件相抵靠时磨块中与工件表面接触的面称为刃面，金刚石磨盘在生产过程中，金刚石磨块焊接在盘体上后需要对金刚石磨块进行开刃处理，通常采用磨具磨削刃面。

为了提高开刃效率，人们提出了一种金刚石磨轮自动开刃机（授权公告号CN207915195U），采用打磨盘对位于放置台上的物料进行打磨。本领域技术人员希望能够提出更多不同结构的金刚石磨盘开刃装置，以满足不同客户的需求，以及满足不同型号金刚石磨盘的开刃需求。

发明内容

本发明提出了一种金刚石磨盘开刃装置，本发明要解决的技术问题是如何提出另一种结构的金刚石磨盘开刃装置。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种金刚石磨盘开刃装置，包括机架、平移座和用于固定金刚石磨盘位置的定位夹具；平移座与机架之间通过能使平移座水平移动的第一导向组件相连接，平移座上安装有砂轮轴和用于驱动砂轮轴转动的第一电机，砂轮轴上固定连接有呈圆环状的砂轮；机架上安装有能驱动平移座沿第一导向组件导向方向往复移动的第二驱动组件；定位夹具位于砂轮的下方，定位夹具与机架转动连接，机架上安装有能驱动定位夹具转动的第三电机；当金刚石磨盘安装在定位夹具上且平移座往复移动时砂轮的轮面能磨削金刚石磨盘中磨块的刃面。

利用本金刚石磨盘开刃装置磨削磨块上，金刚石磨盘先固定在定位夹具上，磨块的刃面朝上，磨块的刃面朝向砂轮的外侧面。磨削时可采用下述任意一种方法进行磨削，第一种：第三电机驱动定位夹具转动，第一电机驱动砂轮转动，同时第二驱动组件驱动平移座往复移动，即金刚石磨盘在旋转的过程中磨块的刃面逐渐被磨削。第二种：第三电机的主轴处于静止状态，且保证定位夹具也处于静止状态；第一电机驱动砂轮转动，第二驱动组件驱动平移座往复移动；由此先完成磨削一组磨块的刃面，再控制第三电机的主轴转动使另一组磨块与砂轮相对，以及砂轮磨削该组磨块的刃面，往复上述步骤直至所有磨块的刃面均被磨削。

与现有技术相比，本金刚石磨盘开刃装置中的砂轮具有磨损均匀，无需校正砂轮磨削面的形状，进而提高砂轮使用寿命以及提高加工工件的效率。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述第二驱动组件包括第二电机和连杆，第二电机安装在机架上，第二电机的转轴上固定有偏心轮，连杆的一端与偏心轮转动连接，连杆的另一端与平移座转动连接。平移座采用该第二驱动组件驱动具有运动平稳的优点，进而提高砂轮运动稳定性，实现保证金刚石磨盘磨削面平整性。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述偏心轮包括固定在第二电机转轴上的固定轮部和与连杆转动连接的偏心部，偏心部能沿着固定轮部的径向线移动，偏心部与固定轮部之间通过螺栓固定连接。通过旋拧螺栓和移动偏心部便能调整偏心距，进而调整砂轮移动行程，使砂轮移动行程既符合磨削行程要求，又提高磨削效率。该偏心轮具有偏心距调整方便的优点。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述砂轮的轴心线与第一导向组件的导向方向线相交设置。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述砂轮的轴心线与第一导向组件的导向方向线之间夹角α为30°—45°。通过选择合适宽度的砂轮以及选择合适地夹角，保证砂轮的轮面完全覆盖磨块的刃面。该结构还显著地提高了砂轮与磨块之间接触线的长度，进而提高磨削稳定性以及砂轮局部过渡磨损情况得到改善。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述机架包括固定架和旋转盘，旋转盘位于固定架的上方，旋转盘的中心处与固定架之间转动连接；旋转盘上固定有多个定位夹具，定位夹具绕着旋转盘的中心线周向均匀分布；固定架上安装有与旋转盘相连接的第五电机。该结构使开刃的多个工序可同时进行，如将金刚石磨盘安装在定位夹具上，砂轮磨削金刚石磨盘、将金刚石磨盘从定位夹具上卸下以及清理定位夹具；由此显著提高加工效率。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述定位夹具包括基座、转动轴和用于固定金刚石磨盘的夹持组件，基座安装在旋转盘上，转动轴竖直设置，转动轴与基座转动连接；夹持组件固定在转动轴的顶部，第三电机与转动轴相连接。该结构使被装夹的金刚石磨盘能自转，即绕着金刚石磨盘的中心线转动，由此保证金刚石磨盘开刃装置可采用多种方法磨削金刚石磨盘。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述转动轴的底部固定有第一齿轮，第三电机的数量为一个，第三电机安装在固定架上，第三电机的转轴上固定有与第一齿轮相啮合的第二齿轮。该结构使一个第三电机便能驱动所需的定位夹具转动，具有结构简单，制造成本低的优点。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述机架还包括升降架，升降架位于固定架的上方，旋转盘位于升降架的一侧；平移座位于升降架的上方，平移座与升降架之间通过所述第一导向组件相连接；升降架与固定架之间通过能使升降架竖直移动的第二导向组件相连接；固定架上安装有能驱动升降架沿第二导向组件导向方向升降移动的第四驱动组件。

在上述的金刚石磨盘开刃装置中，所述第四驱动组件包括顶杆和第四电机，顶杆穿设在固定架上，顶杆的上端面与升降架相抵靠，顶杆的下端通过第四电机和丝杆与固定架相连接。第四驱动组件与升降架之间为抵靠连接，并非采用螺栓等连接件连接，这样当砂轮意外受力时能自动与第四驱动组件分离，进而降低砂轮过渡磨削可能性。

附图说明

图1和图2是金刚石磨盘开刃装置不同视角的立体结构示意图。

图3是金刚石磨盘开刃装置的主视结构示意图。

图4是金刚石磨盘开刃装置的俯视结构示意图。

图5是实施例一中砂轮磨削金刚石磨盘的动作示意图。

图6是实施例二中砂轮磨削金刚石磨盘的动作示意图。

图中，1、机架；1a、固定架；1b、升降架；1c、旋转盘；1d、第二导向组件；1e、砂轮轴；1f、第一电机；1g、砂轮；1h、第二驱动组件；1h1、第二电机；1h2、连杆；1h3、偏心轮；1h31、固定轮部；1h32、偏心部；1h33、螺栓；1i、第四驱动组件；1i1、顶杆；1i2、第四电机；1i3、丝杆；1j、气缸；1k、第五电机；2、平移座；3、定位夹具；3a、基座；3b、转动轴；3c、夹持组件；3d、第一齿轮；4、第一导向组件；5、第三电机；6、第二齿轮；7、金刚石磨盘；7a、磨块。

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。

实施例一：如图1至图5所示，一种金刚石磨盘开刃装置包括机架1、平移座2和定位夹具3。

机架1包括固定架1a、升降架1b和旋转盘1c，升降架1b和旋转盘1c位于固定架1a的上方，旋转盘1c位于升降架1b的一侧。

平移座2位于升降架1b的上方，平移座2与升降架1b之间通过能使平移座2水平移动的第一导向组件4相连接。升降架1b与固定架1a之间通过能使升降架1b竖直移动的第二导向组件1d相连接。

平移座2上转动连接有砂轮轴1e，平移座2上还安装有用于驱动砂轮轴1e转动的第一电机1f；砂轮轴1e的一端部固定连接有呈圆环状的砂轮1g。砂轮轴1e的轴心线与第一导向组件4的导向方向线相交设置，由此砂轮1g的轴心线与第一导向组件4的导向方向线相交设置，砂轮1g的轴心线与第一导向组件4的导向方向线之间夹角α为30°—45°。

升降架1b上安装有能驱动平移座2沿第一导向组件4导向方向往复移动的第二驱动组件1h。第二驱动组件1h包括第二电机1h1和连杆1h2，第二电机1h1安装在升降架1b上，第二电机1h1的转轴上固定有偏心轮1h3，连杆1h2的一端与偏心轮1h3转动连接，连杆1h2的另一端与平移座2转动连接。偏心轮1h3包括固定在第二电机1h1转轴上的固定轮部1h31和与连杆1h2转动连接的偏心部1h32，偏心部1h32能沿着固定轮部1h31的径向线移动，偏心部1h32与固定轮部1h31之间通过螺栓1h33固定连接，由此通过移动偏心部1h32相对于固定轮部1h31的位置，实现调整偏心距，进而调整平移座2移动距离，使平移座2移动距离满足加工要求。

固定架1a上安装有能驱动升降架1b沿第二导向组件1d导向方向升降移动的第四驱动组件1i。第四驱动组件1i包括顶杆1i1和第四电机1i2，顶杆1i1穿设在固定架1a上，顶杆1i1的上端面与升降架1b相抵靠，顶杆1i1的下端通过第四电机1i2和丝杆1i3与固定架1a相连接。说明书附图给出顶杆1i1的下端与第四电机1i2的壳体固定连接；第四电机1i2的转轴上固定有丝杆1i3，丝杆1i3与固定架1a螺纹连接。丝杆1i3与顶杆1i1平行设置，上述结构使丝杆1i3与顶杆1i1同步升降，进而避免丝杆1i3影响升降架1b下降行程。

固定架1a上安装有气缸1j，气缸1j的活塞杆竖直设置，气缸1j的活塞杆顶面与升降架1b相抵靠。气缸1j也承载固定架1a及安装在固定架1a上所有部件的重量，进而降低第四电机1i2的负载，由此降低第四电机1i2的技术要求，实现降低第四电机1i2采购成本；同时也提高第四电机1i2转动灵活性，实现提高升降架1b运动行程控制精度。通过调整气缸1j的气压，可保证第四电机1i2的负载基本相同，进而保证升降架1b运动行程精度。

定位夹具3包括基座3a、转动轴3b和用于固定金刚石磨盘7的夹持组件3c，基座3a固定在旋转盘1c上，转动轴3b竖直设置，转动轴3b与基座3a转动连接；夹持组件3c固定在转动轴3b的顶部，夹持组件3c位于砂轮1g的下方，转动轴3b的底部固定有第一齿轮3d。固定架1a上安装有第三电机5，第三电机5的转轴上固定有与第一齿轮3d相啮合的第二齿轮6；当第三电机5运行时能驱动定位夹具3中夹持组件3c转动。

旋转盘1c上固定有多个定位夹具3，旋转盘1c的中心处与固定架1a之间转动连接。说明书附图给出定位夹具3的数量为4个，4个定位夹具3绕着旋转盘1c的中心线周向均匀分布。固定架1a上安装有与旋转盘1c相连接的第五电机1k，当第五电机1k驱动旋转盘1c转动时，位于砂轮1g正下方的定位夹具3逐渐远离砂轮1g，该定位夹具3中第一齿轮3d与第二齿轮6相分离，而相邻的一个定位夹具3则逐渐靠近砂轮1g，直至该定位夹具3位于砂轮1g正下方，且该定位夹具3中第一齿轮3d与第二齿轮6相啮合；由此实现旋转循环切换定位夹具3，即能实现磨削开刃加工与自动安装金刚石磨盘7和自动卸除金刚石磨盘7一起进行，提高加工效率。

通过阐述利用金刚石磨盘开刃装置磨削金刚石磨盘7中磨块7a的刃面的过程，进一步阐述各个部件的作用和优点。

第一步，将金刚石磨盘7安装在定位夹具3的夹持组件3c上，磨块7a的刃面朝上。

第二步，操控第五电机1k使上述定位夹具3以及金刚石磨盘7转动至砂轮1g正下方，此状态时上述定位夹具3中第一齿轮3d与第二齿轮6相啮合。说明书附图给出磨块7a呈条状，在固定架1a上安装有用于检测磨块7a位置的传感器，控制第三电机5使夹持组件3c逐渐转动，当其中一个磨块7a的端面与传感器正对时，传感器被触发，控制电路根据传感器信号控制第三电机5停止转动，由此实现调整金刚石磨盘7的位置以及使金刚石磨盘7处于静止状态；此状态时磨块7a的纵向线与第一导向组件4导向方向线平行设置。

第三步，控制第一电机1f使砂轮1g高速旋转，控制第二电机1h1使平移座2水平移动，即使砂轮1g水平移动。

第一电机1f上电连接有用于监测第一电机1f电流和/或电压的传感元件，传感元件和第四电机1i2均与控制电路电连接；控制电路能根据传感元件反馈的第一电机1f电流和/或电压信息控制第三电机5是否运行。具体来说，砂轮1g处于磨削磨块7a状态时与处于空载状态时第一电机1f电流和/或电压是不相同的；控制电路中设定有阈值，当电流和/或电压未达到设定阈值时，控制电路控制第四电机1i2使升降架1b逐渐下降；升降架1b在下降过程中，砂轮1g也逐渐下降；当砂轮1g磨削磨块7a且第一电机1f电流和/或电压达到设定阈值时，控制电路控制第四电机1i2处于静止状态。当砂轮1g逐渐磨削后，砂轮1g与磨块7a之间摩擦力逐渐降低，进而第一电机1f电流和/或电压可能再次低于设定阈值，控制电路再次控制第四电机1i2使升降架1b逐渐下降。图5中双向箭头示意砂轮1g的水平移动方向，与双向箭头重叠的直线以及与上述直线平行的虚线均示意砂轮1g与磨块7a的接触线。

由于升降架1b仅抵靠在顶杆1i1和气缸1j活塞杆上，当砂轮1g意外触碰工件上杂物时，升降架1b能自动地向上跳动，进而显著地缓解砂轮1g磨损，由于有气缸1j支撑，升降架1b具有下降缓和的优点。

在平移座2往复移动过程中砂轮1g的外侧面磨削金刚石磨盘7中磨块7a的刃面，当磨削完成一个磨块7a后，控制电路控制第三电机5使夹持组件3c逐渐转动，直至相邻一个模块的端面与传感器正对；由此砂轮1g磨削该模块。重复上述步骤直至一个金刚石磨盘7中所有磨盘均被磨削。

第四步，操控第五电机1k旋转盘1c转动，旋转盘1c带动定位夹具3以及金刚石磨盘7远离砂轮1g；之后人们便可将金刚石磨盘7从定位夹具3上卸下，由此完成金刚石磨盘7开刃加工。

实施例二：如图6所示，本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于利用金刚石磨盘开刃装置磨削金刚石磨盘7中磨块7a的刃面的过程。在第二步中，无需检测模块的位置；在第三步中，同时控制第三电机5使夹持组件3c持续转动；该加工方法适合加工所有类型的模块。图6中双向箭头示意砂轮1g的水平移动方向，与双向箭头重叠的直线以及与上述直线平行的虚线均示意砂轮1g与磨块7a的接触线；弧形箭头示意金刚石磨盘7的持续转动方向。

Claims (8)

1.一种金刚石磨盘开刃装置，包括机架（1）、平移座（2）和用于固定金刚石磨盘（7）位置的定位夹具（3）；其特征在于，所述机架（1）包括固定架（1a）和升降架（1b），升降架（1b）位于固定架（1a）的上方；平移座（2）位于升降架（1b）的上方，平移座（2）与机架（1）的升降架（1b）之间通过能使平移座（2）水平移动的第一导向组件（4）相连接，升降架（1b）与固定架（1a）之间通过能使升降架（1b）竖直移动的第二导向组件（1d）相连接；固定架（1a）上安装有能驱动升降架（1b）沿第二导向组件（1d）导向方向升降移动的第四驱动组件（1i），所述第四驱动组件（1i）包括顶杆（1i1）和第四电机（1i2），顶杆（1i1）穿设在固定架（1a）上，顶杆（1i1）的下端通过第四电机（1i2）和丝杆（1i3）与固定架（1a）相连接，顶杆（1i1）的上端面与升降架（1b）相抵靠，升降架（1b）能向上跳动；

平移座（2）上安装有砂轮轴（1e）和用于驱动砂轮轴（1e）转动的第一电机（1f），砂轮轴（1e）上固定连接有呈圆环状的砂轮（1g）；机架（1）的升降架（1b）上安装有能驱动平移座（2）沿第一导向组件（4）导向方向往复移动的第二驱动组件（1h）；定位夹具（3）位于砂轮（1g）的下方，定位夹具（3）与机架（1）转动连接，机架（1）的固定架（1a）上安装有能驱动定位夹具（3）转动的第三电机（5）；当金刚石磨盘（7）安装在定位夹具（3）上且平移座（2）往复移动时砂轮（1g）的轮面能磨削金刚石磨盘（7）中磨块（7a）的刃面。

2.根据权利要求1所述的金刚石磨盘开刃装置，其特征在于，所述第二驱动组件（1h）包括第二电机（1h1）和连杆（1h2），第二电机（1h1）安装在机架（1）上，第二电机（1h1）的转轴上固定有偏心轮（1h3），连杆（1h2）的一端与偏心轮（1h3）转动连接，连杆（1h2）的另一端与平移座（2）转动连接。

3.根据权利要求2所述的金刚石磨盘开刃装置，其特征在于，所述偏心轮（1h3）包括固定在第二电机（1h1）转轴上的固定轮部（1h31）和与连杆（1h2）转动连接的偏心部（1h32），偏心部（1h32）能沿着固定轮部（1h31）的径向线移动，偏心部（1h32）与固定轮部（1h31）之间通过螺栓（1h33）固定连接。

4.根据权利要求1所述的金刚石磨盘开刃装置，其特征在于，所述砂轮（1g）的轴心线与第一导向组件（4）的导向方向线相交设置；固定架（1a）上安装有气缸（1j），气缸（1j）的活塞杆竖直设置，气缸（1j）的活塞杆顶面与升降架（1b）相抵靠。

5.根据权利要求4所述的金刚石磨盘开刃装置，其特征在于，所述砂轮（1g）的轴心线与第一导向组件（4）的导向方向线之间夹角为30°—45°。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的金刚石磨盘开刃装置，其特征在于，所述机架（1）还包括旋转盘（1c），旋转盘（1c）位于固定架（1a）的上方，旋转盘（1c）的中心处与固定架（1a）之间转动连接；旋转盘（1c）上固定有多个定位夹具（3），定位夹具（3）绕着旋转盘（1c）的中心线周向均匀分布；固定架（1a）上安装有与旋转盘（1c）相连接的第五电机（1k）。

7.根据权利要求6所述的金刚石磨盘开刃装置，其特征在于，所述定位夹具（3）包括基座（3a）、转动轴（3b）和用于固定金刚石磨盘（7）的夹持组件（3c），基座（3a）安装在旋转盘（1c）上，转动轴（3b）竖直设置，转动轴（3b）与基座（3a）转动连接；夹持组件（3c）固定在转动轴（3b）的顶部，第三电机（5）与转动轴（3b）相连接。

8.根据权利要求7所述的金刚石磨盘开刃装置，其特征在于，所述转动轴（3b）的底部固定有第一齿轮（3d），第三电机（5）的数量为一个，第三电机（5）安装在固定架（1a）上，第三电机（5）的转轴上固定有与第一齿轮（3d）相啮合的第二齿轮（6）。

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