CN1116960C - 磨削杯和支架装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于磨削硬金属销或钻头工作尖端的磨削杯30装置的改进，也涉及将磨削杯可拆卸地连接在磨削机10上的机构。磨削杯有顶部和底部表面33，35并包括下磨削区段31和上主体区段32。上主体区段具有在磨削杯的顶部表面35上形成的沿中心设置的空腔37。该空腔的尺寸和形状使磨削杯能够可拆卸地连接在磨削机的传动件21上并在磨削操作期间旋转。

Description

磨削杯和支架装置

发明背景

本发明涉及用作磨削杯的装置的改进，该磨削杯用于磨削钻头(冲击的或旋转的钻头)的硬金属镶嵌件或工作夹端、隧道钻进机刀具(TBM)和提升钻机刀具(RBM)，更具体地(但并非唯一地)用于磨削钻头的碳化钨切削齿或球齿或刀具，还涉及用于将磨削杯可以拆卸地连接在磨削机上用的机构。

在钻孔操作中，钻头上的切削齿(球齿)或刀具在连续使用后变成扁平(磨损)。通过重新磨削(磨锐)球齿以使它们恢复基本上原来的外形轮廓的对钻头和刀具的定期维修可提高钻头/刀具寿命、加速钻孔和降低钻孔费用。当球齿的磨损是球齿直径的最好为1/3到最大值为一半时，就应当进行重新磨削。

对于磨削球齿钻头/刀具已知不同的手动和半自动磨削机(例如参见美国专利No.5,193,312；5,070,654)。在一种常规类型的磨削机中，一种具有所要外形轮廓的磨削杯以高速旋转，以便磨削碳化物球齿和围绕球齿底部的钻头/刀具的表面，从而使钻头基本上恢复其原来的外形轮廓，以便有效地钻孔。

磨削杯通常由具有顶部表面和底部表面的圆筒形主体构成。底部或工作表面由具有沿中心设置的凸形凹进部分的金刚石/金属基体构成，该凹进部分具有待磨削球齿的所要外形轮廓。围绕该凹进部分的削角边缘从球齿底部周围的钻头表面上除去钢。一个直立的空心杆从顶部表面伸出。

水和/或空气是通过空心杆和磨削杯的圆筒形主体供给的。磨削表面中的一个细槽或冲洗通道有助于将水/空气分散在待磨削的球齿表面上面。水/空气在磨削期间冲洗球齿表面。在水/空气出口面积中的球齿上易于形成突起，因为在该点处磨削表面不接触球齿。

磨削杯的常规制造方法是首先机加工一个具有从其顶部表面伸出的直立空心杆的坯料。该坯料然后被压入一个含有热金刚石/金属混合物的模具。坯料的底部表面被加热并结合在金刚石/金属基体上。或者是金刚石/金属基体可以形成于磨削区段中，然后通过收缩配合和/或利用粘结剂或焊料结合在坯料上。

直到最近，磨削杯通常通过将该杆插在一个卡盘内以便可以拆卸地安装工具而固定在磨削机内。必须要有专用工具如卡盘扳手、螺母和夹头来将磨削杯在卡盘中插入、拔出、固定和移动。

为了免去卡盘扳手等的需要，最近开发了使用磨削杯上的台肩传动。磨削机的空心传动轴的自由端部处的一个沿径向延伸的凹进部分与磨削杯的邻近的顶部表面上的台肩或凸轮机构相互配合。磨削杯的杆插入空心传动轴并可由安置在传动轴的内壁中或磨削杯的杆上的槽内的一个或多个O形环固定就位。例如参见瑞典专利No.B460,584和共同申请待审的美国专利申请S.N.08/305,176，两者都通过引用结合于此。

WO93/253 46中例示免去卡盘扳手等需要的另一方法。此文献示出使用一个弹簧加载的压缩衬套来固定磨削杯。磨削杯轴上的一个环形槽和安置在插孔的壁中的孔内的钢珠将磨削杯固定就位。

不管是磨削杯被固定在一个卡盘中还是使用台肩传动，磨削杯都牢固地连接在磨削机上而在磨削操作期间产生的振动被直接传递到磨削机上。过份的振动可能造成：

a)磨削期间的高的噪声水准；

b)在使用手动磨削设备的场合对操作者手和臂的疲劳冲击；

c)不符合一致的磨削质量、球齿外形轮廓和磨削轨迹的不够精确；

d)卡盘和磨削机部件的加速磨损。

在共同申请待审的美国专利申请S.N.08/305,176中，在邻近磨削杯的杆的空心传动轴的通道中插入一个阻尼元件，以有助于减少振动。发明概要

本发明的一个目的是提供一种磨削杯，它能快速而容易地连接在磨削设备上和从磨削设备上拆卸下来。

本发明的另一个目的是减少磨削杯的制造费用。

本发明的又一个目的是免去在磨削杯的磨削表面中设置冲洗通道的必要性。

本发明的又一个目的是提供一种支架装置，用以固定本发明的磨削杯，这有助于尽可能减小振动。

本发明的又一个目的是提供改进的磨削质量、提高的球齿外形轮廓和更好的表面光洁度而没有磨削轨迹。

因此本发明提供一种磨削杯，具有顶部表面和底部表面，并由下磨削区段和上主体区段组成。该磨削区段由一种能够磨削碳化钨球齿钻头的材料如金属和金刚石基体形成。该底部表面中的周边边缘可以削角，以便于在磨削期间从球齿底部周围的钻头表面上除去钢。在下磨削区段的底部表面中形成一个沿中心设置的凸形凹进部分，具有待磨削球齿的所需轮廓。该上主体区段有一个在磨削杯的顶部表面中形成的沿中心设置的空腔。该空腔的形状和尺寸使磨削杯能够可以拆卸地连接在磨削机的输出传动轴上并在磨削操作期间旋转。一个或多个通道使磨削杯的顶部表面中的空腔的底面与磨削区段中的凸形凹进部分连接，从而使冷却剂，最好是与切削油随意混合的水，在磨削期间通过一个或多个出口供给到球齿的表面。

本发明的另一个实施例包括一个磨削杯，该磨削杯具有顶部表面和底部表面并由一个下磨削区段和一个上主体区段组成。该下磨削区段的底部表面中形成一个沿中心设置的凸形凹进部分，具有待磨削的球齿的所需轮廓。该上主体区段适合于可以拆卸地连接在磨削机的输出传动轴上，方法是例如具有一个从顶部表面伸出的直立空心杆或一个如上所述的在顶部表面中的沿中心设置的空腔。通过该主体区段设有两个或更多个通道，它们终止于磨削区的凸形凹形部分的磨削表面上的出口内，以使冷却剂，最好是与切削油随意混合的水，在磨削期间供给到球齿的表面上。这些出口以避免磨削杯产生动力学上不平衡的方式偏离磨削杯的纵向轴线而安置。此外，这些出口并不安置在磨削表面上承受最大磨损的那些面积上。这些通道最好平行于磨削杯的纵向轴线，使得当磨削表面磨损时这些出口保持其位置。

本发明的另一个实施例包括一个支架装置，用于将磨削杯可以拆卸地连接在磨削机上，所述磨削机有气动的、液压的或电动的传动马达，用于传动一个输出轴。本发明的支架装置利用任何常规机构适宜地连接在输出轴上。该支架装置可以是该输出轴的整体延伸或一个独立的附件。该支架装置由一个可以转动的传动件组成。该传动件设有一个延伸其长度的同轴通道，通过该传动件可以将冷却流体引向一个支承在其上面的磨削杯。该传动件的一个端部的尺寸做成配合在磨削杯顶部表面中的相应尺寸的空腔中。传动件的该端部处的外壁适合于固定在磨削杯的空腔中。传动件的另一端部适合于连接到磨削设备的传动轴上。

本发明的另一个实施例包括一个支架装置，用于将磨削杯可以拆卸地连接在一台马达驱动的磨削机的输出轴上。该支架装置包括一个可以转动的传动件，它有一个适合于紧固在磨削机输出轴上的端部和一个向外延伸而离开磨削机的对置的自由端部。一个同轴的通道通过传动件的长度。该传动件的自由端部适合于配合在磨削杯的顶部表面上沿中心设置的空腔中，以便可以传动地啮合该磨削杯。该可以转动的传动件包括一个适合于可以传动地啮合磨削杯顶部表面中空腔的顶部部分的上传动区段和一个适合于插入磨削杯的顶部表面中空腔的底部部分中的下支承区段。在所述支承区段上设有固定机构，用于有效地啮合在所述传动件和所述空腔之间，用于将所述磨削杯可以拆卸地固定在所述传动件上。

在本发明的另一个实施例中，磨削机的输出传动轴设有从其自由端部延伸的同轴通道。支架装置的传动件的上传动区段有一个同轴的心轴，从该上传动区段延伸并适合于插入该输出传动轴的通道中。设有固定所述通道中该心轴用的机构，最好由一个套管组成，该套管用硫化橡胶或弹性体材料之类制成，套管插入通道中，然后将心轴插入套管中。

在下面详细描述的过程中将描述本发明的其它特点或这些其它特点将不言自明。

附图简述

为了可以更清楚地理解本发明，现在参照附图作为例子详细描述其优选实施例，附图中：

图1是一种具有单独空气马达的磨削机的部分截面的侧视立面图，马达的转子被延长而形成一个传动件，用于固定一个根据本发明所述的磨削杯；

图2是图1的传动件的底部平面图；

图3是受图1传动件传动的本发明磨削杯的放大透视图；

图4是图3的磨削杯的底视图；

图5是图4的磨削杯沿线5-5截取的截面图；

图6是图3的磨削杯的顶视图；

图7是用于磨削小球齿钻头的本发明另一种磨削杯的放大透视图；

图8是图7磨削杯的底部平面图；

图9是本发明的一种替代的支架装置的放大侧视截面图；

图10是图9的支架装置的底部平面图；

图11是本发明的一种替代的支架装置的放大侧视截面图；

图12是一种具有单独空气马达的磨削机的输出传动轴的端部的部分截面的侧视立面图，延伸形成一个替代的传动件，用于固定本发明的磨削杯；

图13是受图12的传动件传动的本发明磨削杯的截面图；

图14是一个替代的传动件的部分截面的侧视立面图，用于固定图13和图15的磨削杯；

图15是图13的磨削杯的截面图1，具有适合于大直径磨削杯的水出口用的一个替代的位置。

优选实施例详述

参照图1-6，图示磨削机10，该磨削机包括一个马达壳体或外壳12，其中合适地支承一个旋转马达，图示的马达是一台气动马达14，适于接受从合适的气源(未示出)来的压缩空气。马达可以是液压的、电动的等等而并不偏离本发明的本质。外壳12的尺寸使磨削机可以容易地手动搬运。为了后一目的，外壳设有手柄16，从外壳沿径向对置地伸出。马达14传动输出传动轴18。支架装置20通过任何常规机构合适地连接在输出传动轴18上。在图1的例示实施例中，支架装置20是轴18的整体延伸部分，它构成一个可以转动的细长传动件21。轴18和传动件21设有延伸其长度的同轴通道22，通过该通道可以将冷却流体引向支承在其上面的磨削杯30，该磨削杯示于图3-6并在下面详细描述。从细长传动件21的自由端部26延伸的端部部分24适合于配合在磨削杯30的顶部表面33的相应尺寸的空腔37中。如图1和图2中所示，端部部分24中的细长传动件21的外壁25适合于可以传动地啮合在沿中心设置在空腔37底部中的凹口38内。在优选实施例中，传动件21的外壁25被机加工为六角形截面，而图4和6中所示的凹口38有一个相应尺寸的十二尖端圆形截面。这一设计使传动件21的自由端部26容易插入凹口38而不需要特别对准传动件和磨削杯。磨削杯可以被简单地推在传动件21上并被转动，直到传动件21的端部26被推入凹口38中。当位于凹口38中时，传动件21的端部26在使用时将使磨削杯旋转而不会滑动。因此凹口38的深度和机加工的外壁25的高度应当足以传动磨削杯而不会过多磨损。已经发现4.5mm至4.8mm的距离是足够的。传动件21的端部24上设有固定机构，以便可以拆卸地固定磨削杯30，使磨削杯30在使用期间不会飞出，但在使用后仍可容易地拆卸或替换。在优选实施例中，该固定机构包括传动件21的端部部分24的外壁中的一个或多个槽27。O形环或膨胀环29被插入槽27中。当传动件21的端部部分24被插入磨削杯30时，这些O形环或膨胀环29啮合空腔37的侧壁39，以便将磨削杯固定就位。

为了更安全起见，在侧壁39中可以形成槽，其位置使得当传动件21的端部部分24完全插入空腔37时这些O形环或膨胀环29被槽啮合。显然，希望空腔37的侧壁39中的槽稍许大于槽27，由此当拆去磨削杯时，O形环29将仍然位于轴上。如果仅仅使用一个O形环29，磨削杯可能倾向于围绕O形环29和空腔37的侧壁39之间的接触点作枢轴式转动。因此，在优选实施例中至少使用两个O形环29，以消除枢轴运动和尽可能减小振动。

为了当磨削杯处于使用时有助于消除振动，可以将一个阻尼元件或者插在磨削杯30的空腔37内，或者插在传动件21的端部部分24上。在优选实施例中该阻尼元件由一个围绕传动件21的端部部分24的外壁25的一部分的橡胶或尼龙垫圈41构成。该垫圈41紧靠磨削杯30中凹口38的凸缘42。该阻尼元件可以由橡胶或其它合适的弹性体材料构成。也可以在凹口38的底部中插入一个第二阻尼元件，使得传动轴的自由端部压紧地啮合该第二阻尼元件。在磨削杯这样安装后，在磨削操作期间磨削杯30中产生的振动基本上被阻尼元件吸收，因此并不传送到手柄16，减小了机器操作人员的疲劳，并提供此前描述的其它优点。此外，第二垫圈有助于防止冷却剂围绕支架装置和磨削杯溅射出来。

通道22的开口28具有比通道更大的直径，使得冷却剂可以提供给磨削杯通道40。此外，传动件21的端部26可以设有凸形轮廓，以便于将冷却剂传送给通道40。

图1和图2例示传动轴的端部部分24被机加工为六角形截面，但可以使用将传动磨削杯的任何合适的形状。另外该端部部分24可以设有螺纹，以便拧入空腔37。

现在更具体地参照图3-6，磨削杯30由一个下磨削区段31和一个上主体区段32组成。在该优选实施例中，该磨削区段31和主体区段32整体连接，形成一个基本上圆筒形的磨削杯，相应地具有顶部表面33和底部表面34。磨削区段31是用能够磨削碳化钨球齿钻头的材料形成的。在该优选实施例中，磨削区段用金属和金刚石基体形成。底部表面34的周边35被削角，以便于在磨削期间从围绕球齿底部的钻头面上除去钢。在底部表面34中形成一个沿中心设置的凸形凹进部分36，具有用于待磨削球齿的所要外形。主体区段32有一个在磨削杯的顶部表面33中形成的沿中心设置的空腔37。该空腔37的形状和尺寸能使磨削杯可以拆卸地连接在支架装置的传动件21上并在磨削操作期间旋转。在空腔37的底部形成一个凹口38，其中插入传动件21的端部26。凹口38的截面如上所述适合于与传动件21的端部26的截面组合，以便在使用期间使磨削杯旋转。一个或多个通道40使凹口37的底43与磨削区段中的凹进部分36连通，使得能够在磨削期间将一种冷却剂，最好是与切削油随意混合的水或水/空气雾，通过出口44供给到球齿的表面。冷却液避免在磨削期间产生过量的热并从球齿表面冲去在磨削期间削除的材料。在先有技术的装置中仅仅使用经常与磨削表面的一个细槽组合的单独一个沿中心设置的水出口，从而易于在水出口的区域中在球齿上形成一个突起，因为在此点上没有与球齿接触的磨削表面。在图3-6例示的优选实施例中示出三个出口44，均位于离开凹进部分36的中心，以避免形成突起，但仍形成有效的冷却液分散。出口的位置是关键性的，以便通过在磨削杯的一侧上具有比另一侧更大的质量来避免动力学上的不平衡。此外，这些出口最好位于磨削表面上对应于最大磨损的暴露面积之外，以便尽可能增大磨削杯的使用寿命。通道40最好平行于磨削杯的纵向轴线，以便当磨削表面磨损时出口44保持在同一位置。如果通道倾斜，当磨削表面磨损时出口将更加移近磨削表面的中心。可以形成或多或少的出口，最好位置离开中心，以免形成突起。

为了将传动件21可以分离地固定在空腔37内，设有固定机构。在优选实施例中，如图1中最清楚地例示的，固定机构包括一个或几个环形槽27，形成于传动件21的端部部分24的外壁25中，其中紧贴地装入O形环或膨胀环29。磨削杯30适合于通过将传动件21的端部部分24插入空腔37而安装在传动件21上。端部部分24的长度和空腔37的深度是这样的，就是当磨削杯30完全安装在支架装置上时，装入槽27的O形环如上所述地被空腔37的侧壁39啮合。使用O形环将磨削杯30固定在支架装置上，使得可以将磨削杯30安装在支承装置20上并从其拆去。

本发明的磨削杯通常可以用制造磨削杯常规使用的同样工艺来制造。首先通过机加工、铸造、锻造、粉末冶金等形成一个主体区段用的坯料。该坯料在上表面中完成空腔37和凹口38，然后被压入一个含有热金刚石/金属混合物的模具。坯料的底部表面被加热并结合在金刚石/金属基体上。已知有若干种加热并将金刚石/金属基体结合在坯料上的方法。另一种办法是可以将金刚石/金属基体形成在磨削区段中，然后通过收缩配合和/或利用粘合剂或焊剂结合在坯料上。另一种办法是可以将坯料形成为两个区段，通过摩擦焊接、热压、感应焊接等接合在一起。当磨削杯中的空腔具有变化的轮廓时，这种办法特别适用。一种替代的制造方法是制造一个坯料并通过电镀或类似方法将一层或多层金刚石结合在磨削表面上。

图7和图8例示本发明的一种用于磨削小型球齿钻头的磨削杯70，它有一个顶部主体区段72和一个直径较小的底部磨削区段71。在较小的钻头上，球齿可以更近地在一起，因此格外减小磨削区段71中的凹进部分76的直径，以匹配被磨削的球齿的外形轮廓，磨削区段71的直径也必须减小以配合在相邻的球齿之间。但是主体区段72最好保持恒定的尺寸，理由有二：(1)主体区段的直径必须大到足以容纳支架装置的传动件；(2)磨削杯的顶部表面73中的空腔77应该尽可能大，使得传递件很好地卡在磨削杯上。磨削区段71的底部表面74具有削角的边缘75，以便于除去围绕球齿底部的钢。

在图9和图10中例示与磨削机一起使用的支架装置的另一种形式，它包括一个在空心传动轴的自由端部处径向延伸的凹进部分，后者与磨削杯的相邻顶部表面上的台肩或凸轮机构相配合，如瑞典专利No.B460,584或共同申请待审的美国专利申请S.N.08/305,176。通过使用一种如图9和图10中例示的支架装置80，可以使用本发明的磨削杯而不需要替换磨削机上的马达。支架装置80包括一个可以转动的传动件81，后者有一个沿其长度的同轴通道82。传动件的一个端部86适合于装配在本发明的磨削杯的顶部表面上的空腔37中。在例示的实施例中，传动件21的壁85被机加工成方形截面，以装配在磨削杯的方形空腔中。但是如与图1有关时所提到的，也可以使用提供必要的旋转而不使磨削杯打滑的其它截面：六角形、椭圆形、具有扁平对置侧面或有螺纹的圆形。围绕机加工端部84中的传动件并紧靠台肩87安置一个由弹性垫圈89组成的阻尼元件。通道82的开口88被膨胀，以允许冷却液到达磨削杯中的通道40。在传动件81的顶部表面上沿中心安置一个空心的垂直直立杆83。在杆83的底部处设置凸轮机构或台肩91，其尺寸与磨削机的空心传动轴的自由端部处的沿径向延伸的凹进部分相啮合。该空心杆83插入磨削机的空心传动轴内并可以由安置在磨削杯的杆上的一个或多个槽61中的一个或多个O形环60固定就位。当杆83插入磨削机的空心传动轴中时该O形环60啮合在传动轴的内壁中的槽或细槽中，而凸轮或台肩91装配在磨削机的空心传动轴的自由端部处的沿径向延伸的凹进部分中。传动件81装有固定磨削杯用的机构。在端部部分84处的机加工壁85中设有一个周边槽92。一个O形环90或膨胀夹或弹簧装置被插入槽92中。当传动件81插入磨削杯的空腔37中时，O形环90啮合空腔37的侧壁39。另外，在支架装置80的杆83被插入传动轴端部上的卡盘中的场合，O形环60和台肩91可以省略。

在图11中例示与磨削机一起使用的支架装置的另一种替代形式，它包括一个在传动轴上的螺纹端部，其上通常连接一个卡盘，用于固定磨削杯。通过使用一种如图11中例示的支架装置100，可以使用本发明的磨削杯而不需要替换磨削机上的马达。支架装置包括一个可以转动的传动件101，后者有一个沿其长度的同轴通道102。传动件的一个端部106适合于装配在本发明的磨削杯的顶部表面上的空腔37中。在例示的实施例中，传动件101的壁105被机加工成方形截面，以装配在磨削杯的方形空腔中。围绕机加工端部中的传动件并紧靠台肩107安置一个由弹性垫圈109组成的阻尼元件。通道102的开口108被膨胀，以允许冷却剂到达磨削杯中的通道40。在传动件101的顶部表面上沿中心设置一个螺旋孔103并使其与通道102同轴。支架装置可以拧在磨削机的空心传动轴的螺纹端部上。传动件101装有如图9中的固定磨削杯用的机构。在机加工壁105中设有一个周边槽112。一个O形环110或膨胀夹或弹簧机构被插入槽112中。当端部部分106被插入磨削杯的空腔37时，O形环110与空腔37的侧壁39啮合。

图12和图13例示本发明的支架装置和磨削杯的一种替代的构型。支架装置120通过任何常规机构合适地连接在磨削机的输出传动轴18上。在图12所示的实施例中，支架装置120是轴18的整体延伸部，它构成一个可以旋转的细长传动件121。轴18和传动件121设有延伸其长度的同轴通道122，通过该通道可以将冷却液引入支承在传动件上的磨削杯130，磨削杯示于图13并在下面详细描述。细长传动件121的一个从其自由端部126伸出的端部部分124适合于装配在磨削杯130的顶部表面133的相应尺寸的沿中心设置的空腔137中，如图12中所示，细长传动件121的端部部分124有一个上传动区段125和一个下支承区段127。上传动区段125适合于可以传动地啮合在空腔137的顶部部分138中。在优选实施例中，传动件121的上传动区段125被机加工为六角形截面，而磨削杯130中空腔137的顶部部分138有一个相应尺寸的十二尖角圆形截面。这一设计使传动件121的上传动区段125被容易地插入空腔137的顶部部分138中，而不需要特别对准传动件和磨削杯。磨削杯可以被简单地推压传动件121上并转动，直到上传动区段125被推入空腔137的顶部138中。当这样定位时，上转动区段125将使磨削杯旋转而在使用中不会打滑。因此空腔137的顶部部分138的深度和上传动区段125的机加工外壁的高度应当足以传动磨削杯而不会过度磨损。已经发现4.5mm至4.8mm的距离是足够的。

为了对磨削杯提供更好的支承和尽可能减小磨削杯上轴向侧载荷产生的振动，传动件121的下支承区段127适合于整齐地装入磨削杯130。中空腔137的底部部分139。在优选实施例中，下支承区段127和空腔137的底部部分139两者有一个其直径稍许小于传动区段125的圆形截面。在传动件121的下支承区段127上设有固定机构，以便可以拆卸地固定磨削杯130，使得磨削杯130在使用期间不会飞离而在使用后仍然易于拆除或变换。在优选实施例中该固定机构包括传动件121的下支承区段127的外壁中的一个或多个槽140。O形环或膨胀环141被插入槽140中。当传送件121的下支承区段127被插入磨削杯130中时，这些O形环或膨胀环141啮合空腔137的底部部分139的侧壁142，以便将磨削杯固定就位。为了更安全起见，槽可以形成于侧壁142中并这样定位，使得当传动件121的下支承区段127被完全插入空腔137中时，这些O形环或膨胀环141被槽啮合。显然，最好空腔137的侧壁142中的槽稍许大于传动件121的下支承区段127上的槽140，由此当磨削杯被拆卸时O形环141将仍然安置在支承区段上。如果仅仅使用一个O形环141，磨削杯可能易于围绕O形环141和空腔137的侧壁142之间的接触点作枢轴式转动。因此，在优选实施例中，至少使用两个O形环140。以消除枢轴式运动和它可能减小振动。

为了当磨削杯处于使用时有助于消除振动，可以将一个阻尼元件或者插在磨削杯130的空腔137中，或者插在传动件121的端部部分124上。在优选实施例中该阻尼元件由一个围绕传动件121的端部部分124的上传动区段125的顶端的橡胶或尼龙垫圈143构成。该垫圈143紧靠磨削杯130中的空腔137的顶部部分138的凸缘144。该阻尼元件可以用橡胶或其它合适的弹性材料形成。一个第二阻尼元件也可以插入空腔137的底部部分139中，使得传动件121的自由端部126压紧地啮合该第二阻尼元件。在磨削杯这样安装后，在磨削操作期间在磨削杯130中产生的振动基本上被这些阻尼元件所吸收，因此不会传递给手柄6，从而减小了机器操作人员的疲劳，并提供本文前面叙述的其它优点。此外该第二垫圈有助于冷却剂不会在支架装置和磨削杯周围溅出。

通道122的开口145的直径比通道122的直径大，使得冷却剂可以提供给磨削杯通道146。此外传动件121的自由端部126可以设有凸形轮廓，以便于将冷却剂传送给通道146。

图12例示传送件121的端部部分124的传动区段125，它被机加工为六角形截面，但是可以使用将会传动磨削杯的任何合适的形状。另外该传动区段125可以有螺纹，以便拧入腔137中。

现在更具体地参照图13，磨削杯130由一个下磨削区段131和一个上主体区段132组成。在该优选实施例中，该磨削区段131和主体区段132整体连接，形成一个基本上圆筒形的磨削杯，相应地具有顶部表面133和底部表面134。磨削区段131是用能够磨削碳化钨球齿钻头的材料形成的。在该优选实施例中，磨削区段用金属和金刚石基体形成。底部表面134的周边135被削角，以便于在磨削期间从围绕球齿底部的钻头面上除去钢。在底部表面134中形成一个沿中心设置的凸形凹进部分136，具有用于待磨削球齿的所要外形。主体区段132有一个在磨削杯的顶部表面133中形成的沿中心设置的空腔137。该空腔137的形状和尺寸能使磨削杯可以拆卸地连接在支架装置的传动件121上并在磨削操作期间旋转。如上所述，空腔137的截面适合于与传动件121的端部部分124的截面组合，以便在使用期间使磨削杯旋转。一个或多个通道144使空腔137与磨削区段中的凹进部分136连通，使得能够在磨削期间将一种冷却剂，最好是与切削油随意混合的水或水/空气雾，通过出口14供给到球齿的表面。冷却剂避免在磨削期间产生过量的热并从球齿表面冲去在磨削期间削除的材料。在先有技术装置中仅仅使用经常与磨削表面的一个细槽组合的单独一个沿中心设置的水出口，从而易于在水出口的区域中在球齿上形成一个突起，因为在此点上没有与球齿接触的磨削表面。在图13例示的优选实施例中示出两个出口146，均位于离开凹进部分136的中心，以避免形成突起，但仍形成有效的冷却剂分散。出口的位置是关键性的，以便通过在磨削杯的一侧上具有比另一侧更大的质量来避免动力学上的不平衡。此外，这些出口最好位于磨削表面上对应于最大磨损的暴露面积之外，以便尽可能增大磨削杯的使用寿命。如前所述，通道144最好平行于磨削杯的纵向轴线，以便当磨削表面磨损时保持出口146的位置。可以形成或多或少的出口，最好位置离开中心，以免形成突起。在直径较大的磨削杯中，可能必须使出口146位于一个比空腔137的底部部分139的直径更宽的点上。在这种情况下，如图15中所示，可能必须在空腔137的侧壁142的底部中形成一个周边凹进部分150，使得冷却液可以被供给到通道146中。在这种配置中，通道146直上直下，而当磨削杯变得磨损时出口147仍然留在磨削表面的同一位置上。

图14例示本发明的支架装置的另一实施例，用于与图13的磨削杯一起使用。输出传动轴18有一个从其自由端226伸出并连接通道122的同轴通道222。支架装置220由一个其尺寸能装置在通道222中的主轴221、一个上传动区段225和一个下支承区段227组成。套管228被插入通道222。主轴221然后被推入通道222中。套管228由硫化橡胶、弹性体材料等制成并帮助减小对磨削机的轴承的振动和磨损。套管228的厚度和硬度将决定能减小多少振动。一旦主轴221被插入套管228，它就预定不再移去，而是永久连接。但是，如果传动区段225被磨损或者由于其它原因而希望从输出轴上移去支架装置220，那么就可以移去套管。上传动区段225适合于可以传动地啮合在磨削杯130的空腔137的顶部部分138内。如图12中那样，上传动区段最好有一个六角形截面。一个同轴通道229延伸通过支架装置220的长度，通过该通道可将冷却液引向磨削杯。下支承区段227的自由端部230上连接一个可以拆卸的端部部件231，后者拧入自由端部230中。一个内六角形插孔232使端部部件231能够被旋紧在下支承区段227的自由端部230中。下支承区段227上设有固定机构，以可以拆卸地固定磨削杯130，使得磨削杯130在使用期间不会飞出，但仍然能够在使用后容易地拆去或替换。在该优选实施例中，固定机构包括下支承区段227的外壁中的一个或多个槽240。O形环或膨胀环241被插入槽240中。当下支承区段227被插入磨削杯130中时，O形环或膨胀环241啮合空腔137的底部部分139的侧壁142，以便将磨削杯固定就位。在端部部件231上螺纹233的紧下方，该端部部件配接凸缘234，使得当连接到下支承区段237上时形成一个类似于槽240的周边槽，以固定一个O形环。在手动固定的机器中，传动件的端部最可能损坏。如果端部受损，由于端部部件231被做成可以拆卸，因此不需要替换整个输出轴。端部部件231中的六角形插孔与通道229连通，使冷却液能够被供给到磨削杯上。另外为了供给如图15中所示的直径较大的磨削杯，端部部件231可以设有侧向排出孔235，该孔使冷却剂可以供给到磨削杯中的凹进部分150。该凹进部分150使冷却剂能够被传送到通道146，该通道对于直径较大的磨削杯可能需要离开中心比空腔127的直径更宽。该端部部件231可以用金属或硬度足够的塑料来形成，以承受磨削中涉及的严峻条件，但同时用作振动阻尼元件和/或垫圈，以阻止冷却剂从支架装置周围溅出。

可以对上述装置作出增添或修改。例如，显然支架装置20可以不是输出传动轴18的整体延伸部，而可以由适合于通过相互配合的螺纹、卡盘等连接到输出传动轴18的端部上。此外，可以将两个或更多个O形环安装在传动件21上，以啮合在磨削杯中的空腔37的侧壁中形成的相互配合的凹进部分中，从而将磨削杯更牢固和更稳定地连接在磨削机上。固定机构可以不使用O形环或膨胀环，而由一个或多个偏压在传动件21的壁25的细槽中的钢圈弹簧组成，并适合与磨削杯中空腔37的侧壁39中的细槽啮合。代替弹性垫圈41或阻尼元件或附加在它们上面，可以使用一个圈簧。轴的开口22也可以允许冷却空气通过而到达凹进部分36的磨削表面，以便从其除去热量。本发明的支架装置可以与图1所示的手动固定的磨削机或与半自动磨削设备一起使用，半自动磨削设备中磨削头支承在机器人臂或类似装置上。此外，如图14中所示的使用套管减小振动的概念可以合并在其它图中所示的支架装置的设计中。

上面已经图示和描述了本发明的一个优选实施例及其某些可能的修改，对于该技术的一般专业人员来说，显然本发明允许在装置和细节方面进一步修改。

可以理解，上述有关优选实施例的描述仅作为例子。该领域的技术人员显然可对本发明进行许多修改，这些明显的修改不管是否明白说明，都处在本发明的叙述和权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种磨削杯(130)，该磨削杯(130)用于可以拆卸地连接到一台磨削机(10)的输出传动件(121)上，以便磨削钻头或刀具上的球齿，所述磨削杯(130)具有顶部和底部表面(133，134)并包括下磨削区段(131)和与该磨削区段(131)同轴的上主体区段(132)，使所述磨削杯在磨削区段(131)的底部表面(134)中形成一个沿中心设置的凹进部分(136)，后者具有待磨削球齿的所需轮廓；其特征在于，所述上主体区段(132)有一个在磨削杯的顶部表面(133)中形成的沿中心设置的空腔(137)，所述空腔(137)具有一个传动区段和一个支承区段，所述传动区段的形状和尺寸允许所述磨削机(10)的输出传动件(121)可以传动地啮合在所述空腔(137)的传动区段中，在所述支承区段中设有固定机构(140，141)，所述固定机构(140，141)用于将磨削杯可以拆卸地连接在磨削机的输出传动件上。

2.一种根据权利要求1所述的磨削杯，其特征在于，磨削杯(130)的顶部表面中的空腔(137)有一个适合于与磨削机的传动件(121)的上传动区段(125)可以传动地啮合的上传动区段(138)和一个适合于接纳安置在传动件(121)的下支承区段(127)上的固定机构(140，141)的底部支承区段(139)。

3.一个根据权利要求2所述的磨削杯，其特征在于，所述空腔(137)的上传动区段(138)有一个六角形截面。

4.一种根据权利要求3所述的磨削杯，其特征在于，所述空腔(137)的底部支承区段(139)有一个圆形截面，其直径稍许小于所述空腔(137)的上传动区段(138)的直径。

5.一种根据权利要求2所述的磨削杯，其特征在于，所述空腔(137)的所述上传动区段(138)有一个十二尖端的圆形截面。

6.一种根据权利要求1所述的磨削杯(30)，其特征在于，该磨削杯的端部部分(25)有一个六角形截面，一个十二尖端的圆形凹口(38)沿中心设置在所述主体区段(32)中的空腔(37)的底部内，所述凹口(38)和输出传动件(21)的所述端部部分(25)的尺寸使该传动件能够配合在所述凹口内，以便可以传动地啮合该磨削杯。

7.一种根据权利要求1所述的磨削杯(130)，其特征在于，所述固定机构包括一个或多个O形环(141)，后者固定在所述传动件(121)的端部部分(124)上的槽(140)内，并适合与磨削杯的所述顶部表面(133)中的空腔(137)的支承区段的侧壁(142)啮合。

8.一种根据权利要求7所述的磨削杯(130)，其特征在于，至少有两个O形环(141)固定在所述传动件(121)的平行环形槽(140)中。

9.一种根据权利要求8所述的磨削杯(130)，其特征在于，两个或更多个通道(146)将磨削杯的顶部表面(133)中的空腔(137)与磨削区段(131)中的凹进部分(136)连接，以允许冷却剂在磨削期间通过一个或多个出口供给到球齿表面。

10.一种根据权利要求9所述的磨削杯(130)，其特征在于，所述通道(146)的出口(147)被安置成避免磨削杯的动力学不平衡。

11.一种根据权利要求1所述的磨削杯，其特征在于，在所述磨削杯的顶部表面(133)的空腔(137)中安置有用于降低振动、提高稳定性和减小磨损的机构。

12.一种根据权利要求11所述的磨削杯，其特征在于，所述用于降低振动、提高稳定性和减小磨损的机构是一个阻尼件或保持件。

13.一种根据权利要求11或12所述的磨削杯，其特征在于，所述用于降低振动、提高稳定性和减小磨损的机构由硫化橡胶、橡胶、尼龙或弹性体材料制成。

14.一种支架装置(120)，该支架装置(120)用于将根据权利要求1所述的磨削杯(130)可以拆卸地连接在一个用马达驱动的磨削机(10)上，以便磨削球齿钻头，所述磨削机有一个输出轴，所述支架装置包括：

一个可以转动的传动件(121)，它有一个适合于紧固在所述磨削机的输出轴上的端部和一个适合于向外伸出而离开所述磨削机的对置的自由端部(124)，所述传动件有一个在其中形成的通道(122)；

其特征在于：

所述传动件(121)的自由端部(124)适合于装配在所述磨削杯(130)的顶部表面上的沿中心设置的空腔(137)内，用于将所述磨削杯可以传动地接合在所述传动件的自由端部上；

设有固定机构(140，141)，用于在所述传动件(121)和所述空腔(137)之间接合，以便将所述磨削杯可以拆卸地固定在所述传动件上。

15.一种根据权利要求14所述的支架装置(120)，其特征在于，所述可以转动的传动件(121)包括一个适合于与磨削杯顶部表面(133)中空腔(137)的顶部部分(138)可以传动地啮合的上传动区段(125)和一个适合于插入空腔(137)的底部部分(139)中的下支承区段(127)，其中所述固定机构(140，141)设在所述下支承区段(127)上。

16.一种根据权利要求15所述的支架装置，其特征在于，所述可以转动的传动件(121)的上传动区段(125)被机加工为一个非圆形的截面，以便可以滑动而整齐地配合在所述磨削杯(130)的顶部表面(133)上空腔(137)的相应尺寸和形状的顶部部分(138)中。

17.一种根据权利要求16所述的支架装置，其特征在于，所述传动件(121)的上传动区段(125)被机加工为一个六角形截面。

18.一种根据权利要求15所述的支架装置，其特征在于，所述传动件是所述磨削机的传动轴的延伸部。

19.一种根据权利要求15所述的支架装置，其特征在于，该支架装置适合于通过连接机构可以传动地连接在磨削机的输出传动轴上。

20.一种根据权利要求19所述的支架装置(80)，其特征在于，所述输出传动轴(18)具有一个在其中形成的通道(22)和一个传动连接机构，该传动连接机构位于所述支架装置的可转动传动件的要与该输出传动轴紧固的端部以及该输出传动轴上，用于可传动地将支架装置接合到所述输出传动轴的自由端部上，其中，所述连接机构包括一个垂直直立的杆(83)，该杆(83)连接在适合于紧固在所述输出传动轴上的所述支架装置的可以转动的传动件(81)的所述端部上并从那里向外伸出，所述杆适合于装入所述磨削机的所述输出传动轴的所述通道中。

21.一种根据权利要求15所述的支架装置(100)，其特征在于，所述传动件(101)的自由端部设有螺纹，以便装配在所述磨削杯的顶部表面上的相应的螺纹空腔内。

22.一种根据权利要求16所述的支架装置，其特征在于，磨削机的输出传动轴(18)设有一个从其自由端部(226)延伸的同轴通道(222)，其中，所述支架装置(220)的传动件(224)的上传动区段(225)有一个从所述上传动区段延伸并适合于插入所述输出传动轴的通道(222)中的同轴的心轴(221)和用于将该心轴固定在所述通道中的机构。

23.一种根据权利要求22所述的支架装置，其特征在于，所述将该心轴(221)固定在所述通道(222)中用的机构是一个插入所述通道中的套管(228)，所述心轴插入该套管中。

24.一种根据权利要求23所述的支架装置，其特征在于，该套管(228)用硫化橡胶、弹性体材料或类似材料形成。

25.一种根据权利要求22所述的支架装置，其特征在于，该下支承区段(227)有一个可以拆卸的端部部件(231)。

26.一种根据权利要求14-22中任一项所述的支架装置，其特征在于，在所述传动件上设置有用于降低振动、提高稳定性和减小磨损的机构。

27.一种根据权利要求26所述的支架装置，其特征在于，所述用于降低振动、提高稳定性和减小磨损的机构选自一个阻尼元件、一个弹性体或橡胶插件或一个固定机构。

28.一种根据权利要求27所述的支架装置，其特征在于，所述用于降低振动、提高稳定性和减小磨损的机构是由硫化橡胶、橡胶、尼龙或弹性体材料制成的。

29.一种根据权利要求28所述的支架装置，其特征在于，所述用于降低振动、提高稳定性和减小磨损的机构是一个位于所述传动件的一个支承区段上的固定机构。

30.一种根据权利要求29所述的支架装置，其特征在于，所述位于所述传动件的支承区段上的固定机构包括一个或多个O形圈，该O形圈保持在所述传动件的支承区段上的槽中。

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