CN113618507B - 一种硬质合金刀片的数控加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种硬质合金刀片的数控加工装置及方法，包括打磨体以及安装在打磨体内侧的打磨机构，所述打磨机构上均匀安装有多个扇形分布的刀片，所述打磨体的内壁上设有用于打磨刀片的粗糙摩擦面，所述打磨体的顶部开设有涡旋状的涡旋限位滑道，通过将各个刀片由夹持组件安装在打磨机构上，通过第一驱动机构配合涡旋限位滑道的限位作用下，使得打磨机构沿着涡旋限位滑道的轨迹逐渐向打磨体的圆心靠拢，在第一驱动机构工作的同时，由第二驱动机构带动夹持组件转动，使得打磨机构向打磨体圆心靠拢的过程中刀片能够继续与打磨体的内壁接触，并通过第三驱动机构带动打磨机构在打磨体中转动，使安装在打磨机构上的刀片与粗糙摩擦面充分打磨。

Description

一种硬质合金刀片的数控加工装置及方法

技术领域

本发明属于刀片加工相关技术领域，具体涉及一种硬质合金刀片的数控加工装置及方法。

背景技术

硬质合金刀片在进行加工和使用的过程需要进行打磨作业，现有的加工刀片机械的自动化程度比较低。

为此申请号为CN202022531854.6公开一种能对刀片打磨不同刀刃角度的刀片磨刀机。这种刀片磨刀机包括有机座、刀座以及磨刀盘，所述磨刀盘与驱动磨刀盘转动的磨刀动力源传动连接，所述刀座可转动调节地设置在支座的前面，所述支座的前面相对着磨刀盘。这种刀片磨刀机通过将刀座可转动调节地设置在支座的前面，需要打磨不同刀刃角度时，只要转动调节刀座即可，操作十分方面；

申请号为CN202022419817.6公开一种用于加工刀片的数控磨床，针对现有的用于加工刀片的数控磨床结构复杂，对刀片进行固定夹持和拆卸时操作繁琐，影响了工作效率的问题，现提出如下方案，其包括磨床主体，所述磨床主体上设置有主轴，所述主轴的外侧固定套设有打磨盘，所述磨床主体的前侧设置有箱体，所述箱体的两侧内壁上固定安装有同一个横板，所述横板上转动安装有第一轴。通过第二板、夹持板、调节丝杆等构件之间的相互配合，便于对待打磨刀片进行稳定的夹持和拆卸，同时通过操作台、支撑板、链条、滑动销等构件之间的配合，能够带动刀片进行往复运动进行打磨，操作简单，使用方便。

上述文件中提出的技术方案虽具有一定的有益性但仍存在以下问题：采用磨刀机座或机床对刀片进行打磨的方式，设备体型大成本高，不便于维护，且一次只能够打磨单个刀片，打磨效率较低，影响加工生产进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬质合金刀片的数控加工装置及方法，以解决上述背景技术中提出的成本高与打磨效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硬质合金刀片的数控加工装置，包括打磨体以及安装在打磨体内侧的打磨机构，所述打磨机构上均匀安装有多个扇形分布的刀片，所述打磨体的内壁上设有用于打磨刀片的粗糙摩擦面，所述打磨体的顶部开设有涡旋状的涡旋限位滑道，所述涡旋限位滑道中设有用于驱动打磨机构沿着涡旋限位滑道轨迹运动的第一驱动机构，所述打磨机构上设置有用于夹装刀片的夹持组件，所述打磨机构的中心位置安装有用于驱动夹持组件转动从而带动刀片调整打磨角度的第二驱动机构，所述打磨机构的上端部安装有用于带动打磨机构在打磨体中转动使刀片与粗糙摩擦面充分打磨的第三驱动机构。

优选的，所述第一驱动机构包括第一电机，所述第一电机固定安装在打磨体的上端面，所述第一电机的输出轴固定连接有与输出轴方向垂直的第一固定杆，所述第一固定杆的一端固定连接有滑座，所述滑座的内壁上开设有T形滑槽。

优选的，所述打磨机构包括平行设置的第一安装板与第二安装板，所述第二驱动机构与夹持组件设置在第一安装板与第二安装板之间，所述第一安装板的上端转动连接有固定壳。

优选的，所述第二驱动机构包括第二电机，所述第二电机固定安装在第二安装板的上端面中心位置，所述第二电机的输出轴与第一安装板转动连接，所述第二电机的输出轴上固定连接有驱动齿轮，所述第二电机输出轴的外侧均匀分布有多个轴杆，所述轴杆上固定连接有与驱动齿轮相啮合的从动齿轮，所述轴杆的两端分别与第一安装板以及第二安装板转动连接。

优选的，所述夹持组件包括U形板，所述U形板与轴杆固定连接，所述U形板的外端固定连接有固定板，所述刀片通过固定螺栓固定在固定板上。

优选的，所述第三驱动机构包括第三电机，所述第三电机固定安装在固定壳的顶部内侧面，所述第三电机的输出轴与第一安装板固定连接，所述固定壳的上端面固定连接有第二固定杆。

优选的，所述第二固定杆的上端穿过涡旋限位滑道并固定连接有工形滑块，所述第二固定杆与涡旋限位滑道滑动配合，所述工形滑块与滑座内壁上的T形滑槽滑动连接。

一种硬质合金刀片的数控加工方法，包括以下步骤：

步骤一：刀片的安装，将各个刀片安装在夹持组件上，从而呈扇形均匀固定在打磨机构上；

步骤二：刀片的角度调整，通过第二驱动机构带动夹持组件转动，从而调整刀片的角度，使刀片的端部贴近于打磨体的内壁上；

步骤三：打磨机构的中心位置调整，通过第一驱动机构配合涡旋限位滑道的限位作用下，使得打磨机构沿着涡旋限位滑道的轨迹逐渐向打磨体的圆心靠拢；

步骤四：刀片的配合，在第一驱动机构工作的同时，由第二驱动机构带动夹持组件转动，使得打磨机构向打磨体圆心靠拢的过程中刀片能够继续与打磨体的内壁接触进行打磨；

步骤五：在步骤四进行的同时，通过第三驱动机构带动打磨机构在打磨体中转动，从而使安装在打磨机构上的刀片与粗糙摩擦面充分打磨；

步骤六：刀片的翻面打磨，将打磨好一面的刀片拆卸下来，将刀片翻面后再次安装在夹持组件上，重复步骤一至步骤五对刀片的端部的另一侧进行打磨。

与现有刀片加工技术相比，本发明提供了一种硬质合金刀片的数控加工装置及方法，具备以下有益效果：

1、本发明通过将各个刀片由夹持组件安装在打磨机构上，通过第一驱动机构配合涡旋限位滑道的限位作用下，使得打磨机构沿着涡旋限位滑道的轨迹逐渐向打磨体的圆心靠拢，在第一驱动机构工作的同时，由第二驱动机构带动夹持组件转动，使得打磨机构向打磨体圆心靠拢的过程中刀片能够继续与打磨体的内壁接触，并通过第三驱动机构带动打磨机构在打磨体中转动，从而使安装在打磨机构上的刀片与粗糙摩擦面充分打磨；

2、本发明通过将刀片安装在打磨机构上打磨好一面后，能够刀片拆卸下来，将刀片翻面后再次安装在夹持组件上，可对刀片的端部的另一侧进行打磨，由于刀片可在打磨时不断调整打磨角度，可使打磨后的刀刃两侧为类似弧线的线形；

3、本发明通过在打磨机构上设置多个夹持组件，通过每个夹持组件对刀片进行固定，可有效提高打磨效率，并且能够同时打磨多个刀片，提升加工效率，且设备体型小、成本低便于维护。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明提出的一种硬质合金刀片的数控加工装置三维俯视结构示意图；

图2为本发明提出的一种硬质合金刀片的数控加工装置三维仰视结构示意图；

图3为本发明提出的安装有刀片的打磨机构三维结构示意图；

图4为本发明提出的刀片拆卸后的打磨机构三维结构示意图；

图5为本发明提出的打磨机构三维剖面结构示意图；

图6为本发明提出的打磨机构俯视剖面结构示意图；

图7为本发明提出的被打磨后的刀片俯视结构示意图；

图8为本发明提出的滑座与工形滑块的三维剖面结构示意图；

图中：1、打磨体；2、涡旋限位滑道；3、第一电机；4、第一固定杆；5、滑座；6、打磨机构；7、第一安装板；8、第二安装板；9、第二电机；10、驱动齿轮；11、从动齿轮；12、轴杆；13、U形板；14、固定板；15、固定螺栓；16、固定壳；17、第三电机；18、第二固定杆；19、工形滑块；20、刀片。

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-图8，本发明提供一种技术方案：一种硬质合金刀片的数控加工装置，包括打磨体1以及安装在打磨体1内侧的打磨机构6，打磨机构6包括平行设置的第一安装板7与第二安装板8，第二驱动机构与夹持组件设置在第一安装板7与第二安装板8之间，第一安装板7的上端转动连接有固定壳16，第二固定杆18的上端穿过涡旋限位滑道2并固定连接有工形滑块19，第二固定杆18与涡旋限位滑道2滑动配合，工形滑块19与滑座5内壁上的T形滑槽滑动连接，通过第二固定杆18在涡旋限位滑道2中滑动的同时带动工形滑块19在滑座5内壁上的T形滑槽中滑动，从而调整打磨机构6的圆心位置。

需要注意的是，打磨机构6上均匀安装有多个扇形分布的刀片20，打磨体1的内壁上设有用于打磨刀片20的粗糙摩擦面，打磨体1的顶部开设有涡旋状的涡旋限位滑道2，涡旋限位滑道2中设有用于驱动打磨机构6沿着涡旋限位滑道2轨迹运动的第一驱动机构，第一驱动机构包括第一电机3，第一电机3固定安装在打磨体1的上端面，第一电机3的输出轴固定连接有与输出轴方向垂直的第一固定杆4，第一固定杆4的一端固定连接有滑座5，滑座5的内壁上开设有T形滑槽，通过第一电机3输出轴转动，带动第一固定杆4与滑座5绕着第一电机3输出轴为轴心转动。

值得了解的是，打磨机构6上设置有用于夹装刀片20的夹持组件，夹持组件包括U形板13，U形板13与轴杆12固定连接，U形板13的外端固定连接有固定板14，刀片20通过固定螺栓15固定在固定板14上，在刀片20与固定板14上开设有两个螺孔，可通过固定螺栓15将刀片20安装在固定板14上，或从固定板14上拆卸下来。

需要留意的是，打磨机构6的中心位置安装有用于驱动夹持组件转动从而带动刀片20调整打磨角度的第二驱动机构，第二驱动机构包括第二电机9，第二电机9固定安装在第二安装板8的上端面中心位置，第二电机9的输出轴与第一安装板7转动连接，第二电机9的输出轴上固定连接有驱动齿轮10，第二电机9输出轴的外侧均匀分布有多个轴杆12，轴杆12上固定连接有与驱动齿轮10相啮合的从动齿轮11，轴杆12的两端分别与第一安装板7以及第二安装板8转动连接，通过第二电机9输出轴带动驱动齿轮10转动，通过驱动齿轮10与从动齿轮11的啮合关系，使得外围的多个轴杆12同速转动，进而带动刀片20转动。

值得关注的是，打磨机构6的上端部安装有用于带动打磨机构6在打磨体1中转动使刀片20与粗糙摩擦面充分打磨的第三驱动机构，第三驱动机构包括第三电机17，第三电机17固定安装在固定壳16的顶部内侧面，第三电机17的输出轴与第一安装板7固定连接，固定壳16的上端面固定连接有第二固定杆18，通过第三电机17的输出轴带动第一安装板7相对于固定壳16转动，进而使打磨机构6上的刀片20绕着第三电机17的输出轴为轴心转动，从而与打磨体1的内壁粗糙摩擦面打磨。

一种硬质合金刀片的数控加工方法，包括以下步骤：

步骤一：刀片20的安装，将各个刀片20安装在夹持组件上，从而呈扇形均匀固定在打磨机构6上；

步骤二：刀片20的角度调整，通过第二驱动机构带动夹持组件转动，从而调整刀片20的角度，使刀片20的端部贴近于打磨体1的内壁上；

步骤三：打磨机构6的中心位置调整，通过第一驱动机构配合涡旋限位滑道2的限位作用下，使得打磨机构6沿着涡旋限位滑道2的轨迹逐渐向打磨体1的圆心靠拢；

步骤四：刀片20的配合，在第一驱动机构工作的同时，由第二驱动机构带动夹持组件转动，使得打磨机构6向打磨体1圆心靠拢的过程中刀片20能够继续与打磨体1的内壁接触进行打磨；

步骤五：在步骤四进行的同时，通过第三驱动机构带动打磨机构6在打磨体1中转动，从而使安装在打磨机构6上的刀片20与粗糙摩擦面充分打磨；

步骤六：刀片20的翻面打磨，将打磨好一面的刀片20拆卸下来，将刀片20翻面后再次安装在夹持组件上，重复步骤一至步骤五对刀片20的端部的另一侧进行打磨。

本发明的工作原理及使用流程如下：

图1和图2为打磨机构6的初始位置。使用时，通过固定螺栓15将刀片20固定在固定板14上。启动第三电机17、第二电机9、第一电机3，第三电机17通过电机轴带动第一安装板7、第二安装板8、刀片20进行旋转，提供打磨动力，其转速较大；第二电机9通过电机轴带动驱动齿轮10旋转，驱动齿轮10通过从动齿轮11带动轴杆12旋转，轴杆12带动U形板13、固定板14、刀片20旋转，进行调整刀片20的打磨角度(该角度的最大值为固定值，刀片20会按照一定的角速度进行旋转)；第一电机3通过电机轴带动第一固定杆4和滑座5旋转，进而通过第二固定杆18和涡旋限位滑道2的滑动配合以及滑座5和工形滑块19的滑动配合，调整第一安装板7的圆心位置与打磨体1的内壁的距离。

参照图6，第三电机17提供动力使多个刀片20旋转，并使刀片20的端部的一侧与打磨体1内壁的打磨层接触进行打磨。同时第二电机9带动多个刀片20进行逆时针旋转，调整打磨角度。同时第一电机3带动打磨机构6沿着涡旋限位滑道2转动，使第一安装板7的圆心位置慢慢靠近打磨体1的圆心位置，目的：为了保证刀片20在逆时针旋转后，还能继续与打磨体1接触进行打磨。第二电机9和第一电机3的旋转速度是具有配合关系的。

打磨完刀片20的端部的一侧后，将固定螺栓15旋出，将刀片20拆下翻面再安装，然后启动第一电机3和第二电机9，使装置恢复到初始位置状态。重复上述操作，对刀片20的端部的另一侧进行打磨。

打磨完成后，刀片20的状态如图7所示。多个刀片20在旋转打磨时，因动态性的调整打磨角度和公转(打磨机构6沿着涡旋限位滑道2转动)，会使刀片20在不同的角度下与打磨体1接触打磨。因此所形成的弧线，其实为很多段直线组成的。

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 (8)

1.一种硬质合金刀片的数控加工装置，包括打磨体(1)以及安装在打磨体(1)内侧的打磨机构(6)，所述打磨机构(6)上均匀安装有多个扇形分布的刀片(20)，其特征在于：所述打磨体(1)的内壁上设有用于打磨刀片(20)的粗糙摩擦面，所述打磨体(1)的顶部开设有涡旋状的涡旋限位滑道(2)，所述涡旋限位滑道(2)中设有用于驱动打磨机构(6)沿着涡旋限位滑道(2)轨迹运动的第一驱动机构，所述打磨机构(6)上设置有用于夹装刀片(20)的夹持组件，所述打磨机构(6)的中心位置安装有用于驱动夹持组件转动从而带动刀片(20)调整打磨角度的第二驱动机构，所述打磨机构(6)的上端部安装有用于带动打磨机构(6)在打磨体(1)中转动使刀片(20)与粗糙摩擦面充分打磨的第三驱动机构；刀片(20)随打磨机构(6)沿涡旋限位滑道(2)轨迹运动，同时，调整刀片(20)与圆筒状的打磨体(1)的内壁的法线的角度，对刀片(20)的刀刃进行不同角度的打磨。

2.根据权利要求1所述的一种硬质合金刀片的数控加工装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一电机(3)，所述第一电机(3)固定安装在打磨体(1)的上端面，所述第一电机(3)的输出轴固定连接有与输出轴方向垂直的第一固定杆(4)，所述第一固定杆(4)的一端固定连接有滑座(5)，所述滑座(5)的内壁上开设有T形滑槽。

3.根据权利要求2所述的一种硬质合金刀片的数控加工装置，其特征在于：所述打磨机构(6)包括平行设置的第一安装板(7)与第二安装板(8)，所述第二驱动机构与夹持组件设置在第一安装板(7)与第二安装板(8)之间，所述第一安装板(7)的上端转动连接有固定壳(16)。

4.根据权利要求3所述的一种硬质合金刀片的数控加工装置，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二电机(9)，所述第二电机(9)固定安装在第二安装板(8)的上端面中心位置，所述第二电机(9)的输出轴与第一安装板(7)转动连接，所述第二电机(9)的输出轴上固定连接有驱动齿轮(10)，所述第二电机(9)输出轴的外侧均匀分布有多个轴杆(12)，所述轴杆(12)上固定连接有与驱动齿轮(10)相啮合的从动齿轮(11)，所述轴杆(12)的两端分别与第一安装板(7)以及第二安装板(8)转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种硬质合金刀片的数控加工装置，其特征在于：所述夹持组件包括U形板(13)，所述U形板(13)与轴杆(12)固定连接，所述U形板(13)的外端固定连接有固定板(14)，所述刀片(20)通过固定螺栓(15)固定在固定板(14)上。

6.根据权利要求3所述的一种硬质合金刀片的数控加工装置，其特征在于：所述第三驱动机构包括第三电机(17)，所述第三电机(17)固定安装在固定壳(16)的顶部内侧面，所述第三电机(17)的输出轴与第一安装板(7)固定连接，所述固定壳(16)的上端面固定连接有第二固定杆(18)。

7.根据权利要求6所述的一种硬质合金刀片的数控加工装置，其特征在于：所述第二固定杆(18)的上端穿过涡旋限位滑道(2)并固定连接有工形滑块(19)，所述第二固定杆(18)与涡旋限位滑道(2)滑动配合，所述工形滑块(19)与滑座(5)内壁上的T形滑槽滑动连接。

8.一种硬质合金刀片的数控加工方法，使用权利要求1所述的一种硬质合金刀片的数控加工装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：刀片(20)的安装，将各个刀片(20)安装在夹持组件上，从而呈扇形均匀固定在打磨机构(6)上；

步骤二：刀片(20)的角度调整，通过第二驱动机构带动夹持组件转动，从而调整刀片(20)的角度，使刀片(20)的端部贴近于打磨体(1)的内壁上；

步骤三：打磨机构(6)的中心位置调整，通过第一驱动机构配合涡旋限位滑道(2)的限位作用下，使得打磨机构(6)沿着涡旋限位滑道(2)的轨迹逐渐向打磨体(1)的圆心靠拢；

步骤四：刀片(20)的配合，在第一驱动机构工作的同时，由第二驱动机构带动夹持组件转动，使得打磨机构(6)向打磨体(1)圆心靠拢的过程中刀片(20)能够继续与打磨体(1)的内壁接触进行打磨；

步骤五：在步骤四进行的同时，通过第三驱动机构带动打磨机构(6)在打磨体(1)中转动，从而使安装在打磨机构(6)上的刀片(20)与粗糙摩擦面充分打磨；

步骤六：刀片(20)的翻面打磨，将打磨好一面的刀片(20)拆卸下来，将刀片(20)翻面后再次安装在夹持组件上，重复步骤一至步骤五对刀片(20)的端部的另一侧进行打磨。

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