CN112518580B - 一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具及其装配方法。本发明木刀具主要由刀壳、紧固螺钉、内芯和刀头组成；刀壳包括刀柄、上铜环、云母片、中壳和下铜环；中壳通过上铜环与刀柄固定，通过下铜环与刀头固定；内芯设置在中壳内，由线圈和铁芯组成；线圈与下铜环和下铜环电连接；下铜环与刀头固定；刀头开设有微型流道孔组。本发明在通过电刷通电后，可产生磁场，且磁场可根据电流调整；微流道木质抛光头的斜度微型流道孔中可注入绿色纳米磨削液，在微流道木质抛光头旋转时，绿色纳米磨削液逐渐渗透到微流道木质抛光头的外表面，不断补充抛光接触面处的绿色纳米磨削液，从而实现更好的抛光效果，且微流道木质抛光头可更换。

Description

一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具及其装配方法

技术领域

本发明属于刀具的制造与加工技术领域，特别涉及一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具及其装配方法。

背景技术

随着工业的发展，机械加工的精度和复杂程度也在不断的发展进步，无论是大型机械产品还是微型器械产品中，都需要抛光，且加工制造的精密度越高，对抛光的要求也就越高，尤其在硬质金属材料的精密加工方面。抛光是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工的方法。抛光主要分为机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光和磁研磨抛光等。在抛光加工中，加工的镜面标准分为四级：A₀＝Ra0.008um，A₁＝Ra0.016um，A₃＝Ra0.032um，A₄＝Ra0.063um，由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到标准等级要求，因此对于硬质金属材料的精密加工目前还是以机械抛光为主。在机械抛光中，通常以抛光轮作为抛光工具；抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷有微粉磨料和油脂均匀混合而成的抛光剂，由此可以看出抛光轮的加工制造过程复杂、消耗高、环保性差等问题。此外抛光轮主要是在抛光机的带动和摩擦力的作用下绕自身中心做回转运动。而由于在摩擦力的作用下，工件的转速不均匀，而且常常会出现振动、爬行、停转甚至是反转等问题，需要借助手动推动，回转运动的不确定性也带来了平面工件表面面型和质量的恶化。基于此，有必要针对抛光的经济性、环保性、工艺复杂和抛光轮稳定性等问题，提供一种对环境无害、经济效益高、抛光稳定和抛光工艺简单的抛光加工刀具。

目前，在相关领域并没有采用基于电磁体的微流道木质抛光头抛光对磨硬质金属材料的刀具。如申请专利号为CN201910956005.4(申请公布号为CN110561268A，申请公布日为2019年10月10日)的专利公开了一种导光板抛光刀具，包括：刀盘、缺口一、缺口二和固定螺钉。该发明的刀盘中心设有刀盘固定孔，同一侧面上设有两个刀柄放置槽，刀柄放置槽内放置有刀柄，刀柄上设有刀柄固定槽，刀柄的顶端设有金刚石刀头；刀盘上还设有两个缺口关于刀盘固定孔呈中心对称，缺口侧面有刀柄固定槽对应刀柄固定孔。但该刀具仅针对于光学级的亚克力或PC板，抛光的硬度不大，并未说明可以针对硬质金属的抛光，且属于“硬抛”。申请专利号为CN201820047293.2(授权公告号为CN207942023U，授权公告日为2018年01月11日)的专利公开了一种组合抛光钻刀具。该刀具包括刀柄、刀体、内外直径切削刃，排屑槽、端面切削刃、内直径切削刃、阶梯切削刃、钻尖、外圆切削刃、阶梯避空刃、切削刃带、避空面、挤压刃带，刀具整体采用硬质合金，通过钻尖的引导，采用内外两组不同直径配置的直径切削刃、阶梯避空刃与端面切削刃、阶梯切削刃相互组合，对前后两组阶梯孔进行切削抛光加工；同一台设备一次完成阶梯孔径加工，减少工件流转时间，防止工件多次运输过程中的碰撞损伤。但该刀具的加工较为复杂，需要调整加工各个刃、带、面的长度、宽度、大小才能实现较好的抛光效果，导致经济消耗可能会比较大。

发明内容

本发明针对目前硬质金属材料的精密加工制造较为困难、抛光刀具的消耗高、稳定性差和环保性差，而且传统抛光刀具制造复杂，抛光刀具种类少的问题，提供一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具及其装配方法。本发明是一种以具有特殊结构和强硬比较大的木头作为抛光头抛光硬质材料表面的刀具，是一种配合绿色纳米磨削抛光液使用的抛光硬质材料表面的刀具，是一种刀头可更换的抛光硬质材料表面的刀具，是一种内置电磁体的抛光硬质材料表面的刀具，是一种范围内可控磁场的抛光硬质材料表面的刀具。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具主要由刀壳、紧固螺钉、内芯和刀头组成；所述的刀壳包括刀柄、上铜环、云母片、中壳和下铜环；所述的上铜环和下铜环的结构相同，均由亚克力方柱一、铜质圆环和亚克力方柱二组成；所述的亚克力方柱一和亚克力方柱二固定在铜质圆环两端；亚克力方柱一的端面开设有圆柱孔；圆柱孔的侧壁开设有侧槽；铜质圆环的中心孔与亚克力方柱一的圆柱孔连通；铜质圆环的中心孔内固定有铜质圆芯，铜质圆芯与铜质圆环的内壁接触；所述的刀柄与上铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉固定，且刀柄与上铜环之间设有云母片；上铜环的亚克力方柱一与中壳通过紧固螺钉固定，且上铜环与中壳之间设有云母片；所述的中壳与下铜环的亚克力方柱一通过紧固螺钉固定，且中壳与下铜环之间设有云母片；所述的内芯由线圈和铁芯组成；铁芯两端与上铜环和下铜环的圆柱孔分别固定；套置在铁芯外的线圈两端分别嵌入上铜环和下铜环的侧槽内，并分别与上铜环和下铜环的铜质圆芯固定；所述的刀头主要由夹头、锁紧螺母和微流道木质抛光头组成；所述夹头的一端与下铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉固定，且夹头与下铜环设有云母片；夹头不与下铜环连接的另一端设有一体成型且沿周向均布的三片弧形片，弧形片外侧面设有外螺纹；三片弧形片的外螺纹均与锁紧螺母连接；所述的微流道木质抛光头由一体成型的三棱柱和圆柱组成；圆柱靠近三棱柱的端面开设有沿周向均布的三个微型流道孔组，三棱柱的每个侧面位置处设置一个微型流道孔组；所述的微型流道孔组由沿圆周等距排布的三个斜度微型流道孔组成；微流道木质抛光头的三棱柱装夹在夹头的三片弧形片内，夹头的三片弧形片端面覆盖所有斜度微型流道孔外端。

优选地，所述刀柄、中壳和夹头的材料均为工具钢，铜质圆环和铜质圆芯的材料均为黄铜。

优选地，所述圆柱孔的外端还开设有同轴设置的锥孔。

优选地，所述斜度微型流道孔的倾斜角为10度。

优选地，所述夹头的侧部开设有两个防滑槽。

该抛光对磨硬质金属材料的木刀具的装配方法，具体如下：

步骤一、在上铜环的亚克力方柱二上套上云母片，将刀柄和上铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉紧固；然后，将线圈的一端嵌入上铜环的侧槽内，并与上铜环的铜质圆芯固定；接着，铁芯套入线圈内，铁芯一端与上铜环的圆柱孔固定；再接着，在上铜环的亚克力方柱一上套上云母片，将中壳和上铜环的亚克力方柱一通过紧固螺钉紧固；最后，在下铜环的亚克力方柱一上套上云母片，将线圈的另一端嵌入下铜环的侧槽内，并与下铜环的铜质圆芯固定，将铁芯另一端与下铜环的圆柱孔固定。

步骤二、在下铜环的亚克力方柱二上套上云母片，将刀头的夹头与下铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉紧固；然后，在夹头的三片弧形片外旋上锁紧螺母，将微流道木质抛光头的三棱柱嵌入夹头的三片弧形片内，旋转锁紧螺母，使得三片弧形片夹紧微流道木质抛光头。

本发明具有的有益效果：

1、本发明内置线圈和铁芯，在通过电刷通电后，可形成电磁铁，产生一定强度的磁场，具有刀具自带磁场的特点。

2、本发明通过线圈的电流可调节，因此可通过调整电刷的电流，可实现刀具磁场的调整。

3、本发明采用微流道木质抛光头，具有湿胀率和吸水率大，强重比高，重量轻，易加工，经济性低和环保性高的特点，微流道木质抛光头的斜度微型流道孔中可注入绿色纳米磨削液，在微流道木质抛光头旋转时，由于离心力、重力、磁场力、渗透差和所选木材的性质，绿色纳米磨削液逐渐渗透到微流道木质抛光头的外表面，不断补充抛光接触面处的绿色纳米磨削液，从而实现更好的抛光效果。且微流道木质抛光头可更换，操作简易方便。

4、本发明由于刀具自身能产生可变磁场，因此磁场可随刀具的移动而随之移动，具有可移动磁场的特点。

5、本发明可以对硬质金属材料进行加工，材料的种类较多，如：钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金和钨钛钽(铌)类硬质合金等各类硬质金属，因此具有较广的适用范围。

附图说明

图1-1为本发明的一个整体结构立体图。

图1-2为本发明去除中壳后的一个结构立体图。

图2为本发明的另一个整体结构立体图。

图3为本发明中上铜环或下铜环的结构立体图。

图4为本发明去除中壳后的另一个结构立体图。

图5为本发明中刀头的结构立体图。

图6-1为本发明中微流道木质抛光头的结构立体图。

图6-2为本发明中微流道木质抛光头的结构俯视图。

图6-3为图6-2的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1-1和1-2所示，一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具，主要由刀壳1、紧固螺钉2、内芯3和刀头4组成；如图2所示，刀壳1包括刀柄1-1、上铜环1-2、云母片1-3、中壳1-4和下铜环1-5；刀柄1-1用于装夹在抛光机床上；如图3所示，上铜环和下铜环的结构相同，均由亚克力方柱一1-2-1、铜质圆环1-2-2和亚克力方柱二组成；亚克力方柱一1-2-1和亚克力方柱二固定在铜质圆环1-2-2两端；亚克力方柱一1-2-1的端面开设有圆柱孔；圆柱孔的侧壁开设有侧槽；铜质圆环1-2-2的中心孔与亚克力方柱一1-2-1的圆柱孔连通；铜质圆环1-2-2的中心孔内固定有铜质圆芯，铜质圆芯与铜质圆环1-2-2的内壁接触；刀柄1-1与上铜环1-2的亚克力方柱二通过紧固螺钉2固定，且刀柄1-1与上铜环1-2之间设有云母片1-3相互隔离；上铜环1-2的亚克力方柱一1-2-1与中壳1-4通过紧固螺钉固定，且上铜环1-2与中壳1-4之间设有云母片1-3相互隔离；中壳1-4与下铜环1-5的亚克力方柱一1-2-1通过紧固螺钉2固定，且中壳1-4与下铜环1-5之间设有云母片1-3相互隔离；如图4所示，内芯3由线圈3-1和铁芯3-2组成，即内芯3为一块电磁铁；铁芯3-2两端与上铜环和下铜环的圆柱孔分别固定；套置在铁芯3-2外的线圈3-1两端分别嵌入上铜环和下铜环的侧槽内，并分别与上铜环和下铜环的铜质圆芯固定，实现外界通过上铜环和下铜环给线圈3-1供电，实现磁场的产生。如图5所示，刀头4主要由夹头4-1、锁紧螺母4-2和微流道木质抛光头4-3组成；夹头4-1一端与下铜环1-5的亚克力方柱二通过紧固螺钉2固定，且夹头4-1与下铜环1-5通过云母片1-3相互隔离；夹头4-1不与下铜环1-5连接的另一端设有一体成型且沿周向均布的三片弧形片，弧形片外侧面设有外螺纹；三片弧形片的外螺纹均与锁紧螺母4-2连接；三片弧形片可以在锁紧螺母4-2的旋转作用下夹紧微流道木质抛光头4-3。

如图6-1、6-2和6-3所示，微流道木质抛光头4-3采用湿胀率和吸水率较大的木材(如活性红椿，湿胀率为1.5％～12.8％，吸水率为1.6％～300.7％)，采用铣削的加工方式加工，由一体成型的三棱柱和圆柱组成，三棱柱结构可传递较大的扭矩，提高微流道木质抛光头4-3的旋转速度，从而产生较大的切削力；圆柱靠近三棱柱的端面开设有沿周向均布的三个微型流道孔组，三棱柱的每个侧面位置处设置一个微型流道孔组；微型流道孔组由沿圆周等距排布的三个斜度微型流道孔组成；微流道木质抛光头4-3的三棱柱装夹在夹头4-1的三片弧形片内，夹头4-1的三片弧形片端面覆盖所有斜度微型流道孔外端。

作为一个优选实施例，刀柄1-1、中壳1-4和夹头4-1的材料均为工具钢，铜质圆环1-2-2和铜质圆芯的材料均为黄铜。

作为一个优选实施例，圆柱孔外端还开设有同轴设置的锥孔。

作为一个优选实施例，斜度微型流道孔的倾斜角为10度。

作为一个优选实施例，夹头4-1侧部开设有两个防滑槽，防滑槽处和锁紧螺母4-2上均设置扳手，可轻松实现微流道木质抛光头4-3的装夹与拆卸。

该抛光对磨硬质金属材料的木刀具的装配方法，具体如下：

步骤一、在上铜环1-2的亚克力方柱二上套上云母片1-3，将刀柄1-1和上铜环1-2的亚克力方柱二通过紧固螺钉2紧固；然后，将线圈3-1的一端嵌入上铜环的侧槽内，并与上铜环的铜质圆芯固定；接着，铁芯3-2套入线圈3-1内，铁芯3-2一端与上铜环的圆柱孔固定；再接着，在上铜环1-2的亚克力方柱一上套上云母片1-3，将中壳1-4和上铜环1-2的亚克力方柱一通过紧固螺钉2紧固；最后，在下铜环1-5的亚克力方柱一上套上云母片1-3，将线圈3-1的另一端嵌入下铜环1-5的侧槽内，并与下铜环的铜质圆芯固定，将铁芯3-2另一端与下铜环的圆柱孔固定。

步骤二、在下铜环1-5的亚克力方柱二上套上云母片1-3，将刀头4的夹头4-1与下铜环1-5的亚克力方柱二通过紧固螺钉2紧固；然后，在夹头4-1的三片弧形片外旋上锁紧螺母4-2，将微流道木质抛光头4-3的三棱柱嵌入夹头4-1的三片弧形片内，旋转锁紧螺母4-2，使得三片弧形片夹紧微流道木质抛光头4-3。

其中，一般在微流道木质抛光头4-3装配前，先将微流道木质抛光头4-3在Fe₃O₄绿色纳米磨削液中浸泡处理(一般浸泡10天以上)，使绿色纳米磨削液浸入孔隙率较大的微流道木质抛光头4-3中；或者微流道木质抛光头4-3装配前不做浸泡处理，装配后直接在微流道木质抛刀头4-3的各斜度微型流道孔内注入绿色纳米磨削液。

使用时，只需将该抛光对磨硬质金属材料的木刀具的刀柄1-1装夹在抛光机床的刀具卡盘上，并将电刷附着在上铜环和下铜环上；将所要对磨抛光的硬质金属材料(经Fe₃O₄绿色纳米磨削液浸泡过)装夹好，并选好抛光位置，调整该抛光对磨硬质金属材料的木刀具位置对准抛光位置；然后，接通电刷电源，使该抛光对磨硬质金属材料的木刀具带有磁场，启动抛光机床，即可对硬质金属材料进行抛光对磨。在微流道木质抛光头4-3旋转时，斜度微型流道孔中的绿色纳米磨削液由于离心力、重力、磁场力、渗透差和所选木材的性质，逐渐渗透到微流道木质抛光头4-3的外表面，不断补充抛光接触面处的绿色纳米磨削液，从而实现更好的抛光效果。

Claims (6)

1.一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具，主要由刀壳、紧固螺钉、内芯和刀头组成，其特征在于：所述的刀壳包括刀柄、上铜环、云母片、中壳和下铜环；所述的上铜环和下铜环的结构相同，均由亚克力方柱一、铜质圆环和亚克力方柱二组成；所述的亚克力方柱一和亚克力方柱二固定在铜质圆环两端；亚克力方柱一的端面开设有圆柱孔；圆柱孔的侧壁开设有侧槽；铜质圆环的中心孔与亚克力方柱一的圆柱孔连通；铜质圆环的中心孔内固定有铜质圆芯，铜质圆芯与铜质圆环的内壁接触；所述的刀柄与上铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉固定，且刀柄与上铜环之间设有云母片；上铜环的亚克力方柱一与中壳通过紧固螺钉固定，且上铜环与中壳之间设有云母片；所述的中壳与下铜环的亚克力方柱一通过紧固螺钉固定，且中壳与下铜环之间设有云母片；所述的内芯由线圈和铁芯组成；铁芯两端与上铜环和下铜环的圆柱孔分别固定；套置在铁芯外的线圈两端分别嵌入上铜环和下铜环的侧槽内，并分别与上铜环和下铜环的铜质圆芯固定；所述的刀头主要由夹头、锁紧螺母和微流道木质抛光头组成；所述夹头的一端与下铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉固定，且夹头与下铜环设有云母片；夹头不与下铜环连接的另一端设有一体成型且沿周向均布的三片弧形片，弧形片外侧面设有外螺纹；三片弧形片的外螺纹均与锁紧螺母连接；所述的微流道木质抛光头由一体成型的三棱柱和圆柱组成；圆柱靠近三棱柱的端面开设有沿周向均布的三个微型流道孔组，三棱柱的每个侧面位置处设置一个微型流道孔组；所述的微型流道孔组由沿圆周等距排布的三个斜度微型流道孔组成；微流道木质抛光头的三棱柱装夹在夹头的三片弧形片内，夹头的三片弧形片端面覆盖所有斜度微型流道孔外端。

2.根据权利要求1所述一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具，其特征在于：所述刀柄、中壳和夹头的材料均为工具钢，铜质圆环和铜质圆芯的材料均为黄铜。

3.根据权利要求1所述一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具，其特征在于：所述圆柱孔的外端还开设有同轴设置的锥孔。

4.根据权利要求1所述一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具，其特征在于：所述斜度微型流道孔的倾斜角为10度。

5.根据权利要求1所述一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具，其特征在于：所述夹头的侧部开设有两个防滑槽。

6.根据权利要求1至5中任一项所述一种抛光对磨硬质金属材料的木刀具的装配方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤一、在上铜环的亚克力方柱二上套上云母片，将刀柄和上铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉紧固；然后，将线圈的一端嵌入上铜环的侧槽内，并与上铜环的铜质圆芯固定；接着，铁芯套入线圈内，铁芯一端与上铜环的圆柱孔固定；再接着，在上铜环的亚克力方柱一上套上云母片，将中壳和上铜环的亚克力方柱一通过紧固螺钉紧固；最后，在下铜环的亚克力方柱一上套上云母片，将线圈的另一端嵌入下铜环的侧槽内，并与下铜环的铜质圆芯固定，将铁芯另一端与下铜环的圆柱孔固定；

步骤二、在下铜环的亚克力方柱二上套上云母片，将刀头的夹头与下铜环的亚克力方柱二通过紧固螺钉紧固；然后，在夹头的三片弧形片外旋上锁紧螺母，将微流道木质抛光头的三棱柱嵌入夹头的三片弧形片内，旋转锁紧螺母，使得三片弧形片夹紧微流道木质抛光头。

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