CN114025918A - 用于研磨凿岩钻头上的球齿的研磨工具 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于可拆卸连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴的研磨杯。研磨杯具有顶表面和底表面，且包括下研磨区部和与研磨区部同轴的上主体区部以形成研磨杯，在研磨区部的底表面中形成居中布置的凹槽，其具有针对要研磨的球齿的期望轮廓。本发明的改进被表征为，上主体区部具有居中布置的直立驱动区部，其尺寸和形状适于装配在输出驱动轴的自由端中的同轴凹槽内。直立驱动区部具有从上主体区部的顶表面延伸的第一支撑区部，以及在直立驱动区部上的从第一支撑区部的顶表面延伸到上驱动区部的自由端的同轴驱动区部。同轴驱动区部具有下凸轮部分以及上部，该下凸轮部分具有椭圆形横截面，其形状和尺寸适于装配在输出驱动轴中的同轴凹槽的侧壁中的相应一对瓣状槽内，所述上部与下凸轮部分同轴，具有略小于输出驱动轴中的同轴凹槽的上部的直径的圆形横截面。用于将研磨杯可拆卸地连接到研磨机的输出驱动轴的保持装置设置在直立驱动区部上，优选地设置在第一支撑区部上或与第一支撑区部相关联。

Description

用于研磨凿岩钻头上的球齿的研磨工具

背景技术

本公开涉及用于研磨凿岩钻头(冲击式或旋转式)、隧道掘进机刀具(TBM)和凸孔机刀具(RBM)的工作头或硬质金属嵌件、并且更具体地但不排他地用于研磨凿岩钻头或刀具的切削齿或球齿的设备的改进。

在钻孔操作中，钻头或刀具上的切削齿(即，球齿(button))在连续使用后变平(磨损)。通过重新研磨(锐化)球齿来定期维护钻头或刀具，使它们基本上恢复到其原始轮廓，这提高了钻头/刀具寿命，加快了钻孔速度并降低钻孔成本。当球齿的磨损最好是球齿直径的三分之一到最多二分之一时，应进行重新研磨。

制造商已经开发了一系列不同的手动和半自动研磨设备，包括手持式研磨机、单臂和双臂研磨机以及专门设计用于安装在钻机、维修车辆上或设置在车间中的研磨机。

这些类型的机器利用具有以高速旋转的主轴或转子的研磨机。安装在转子或主轴端部上的研磨杯或研磨销研磨球齿，并且典型地研磨围绕球齿的基座的钻头/刀具的表面，以将球齿基本上恢复到其原始轮廓以进行有效钻孔。除了研磨杯的旋转之外，这些类型的研磨机还可以包括以下特征：其中研磨机与球齿的纵轴成一定角度安装，并且研磨机旋转以提供轨道运动，其中旋转中心位于研磨杯的中心。在研磨球齿时，研磨机的定心方面倾向于将研磨机定心在球齿的最高点上方。

这些类型的研磨机的长期存在的问题是由于高转速、磨损、气动系统对大型压缩机的要求以及较大尺寸的每个球齿的长研磨时间而导致的振动和噪音。

研磨杯通常由具有顶表面和底表面的圆柱体组成。底表面或工作表面由金刚石/金属基体组成，该金刚石/金属基体具有居中布置的凹槽，该凹槽具有用于要研磨的球齿的期望轮廓。凹槽周围的边缘可适于例如通过斜切从围绕球齿基座的钻头表面去除钢。

水和/或空气(可选地与某种形式的切削油一起)被提供到研磨表面以在研磨期间冲洗和冷却球齿的表面。

设置不同尺寸和轮廓的研磨杯，以匹配钻头或刀具上的球齿的标准尺寸和轮廓。典型地，球齿直径从6mm到26mm不等。

已经使用了几种不同的方法将研磨杯连接和保持在研磨机上。研磨杯通常通过将从研磨杯的顶表面突出的直立空心阀杆插入用于可拆卸安装的卡盘中而保持在研磨机中。将研磨杯插入、保持到卡盘中和从卡盘移除需要诸如卡盘扳手、螺母和夹头等特殊工具。

为了消除对卡盘扳手等的需要，开发了在研磨杯上使用肩部驱动。在研磨机的空心驱动轴的自由端处的沿直径延伸的凹槽与研磨杯的相邻顶表面上的肩部或凸轮装置配合以提供驱动装置。为了提供轴向和径向支撑，研磨杯的阀杆被插入空心驱动轴中，并且可以通过位于驱动轴的内壁中的槽中或研磨杯的阀杆上的一个或多个O形环保持到位。参见例如瑞典专利号B 460,584和美国专利号5,527,206。

例如，在加拿大专利2,136,998中示出了肩部驱动的替代方案。研磨杯的阀杆的自由端被机械加工成在阀杆上提供平坦的驱动表面，其被插入到阀杆被插入到其中的输出驱动轴的通道中的对应驱动部件中。研磨杯由弹簧偏置套筒保持到位，该弹簧偏置套筒迫使安装在输出驱动轴的壁中的球进入研磨杯的阀杆上的环形槽。

美国专利号5,639,273和美国专利号5,727,994中示出了其他创新。在这些专利中，直立的阀杆已被设置在研磨杯的顶表面中的居中布置的六边形空腔所取代。空腔的形状和尺寸适于允许研磨机的输出驱动轴插入空腔中。输出驱动轴的端部具有端部区部，该端部区部具有对应的六边形横截面以装配到六边形空腔中以提供驱动装置。输出驱动轴的第二区部具有圆形横截面以装配到空腔中以提供轴向和径向支撑。

一些制造商为了提供与其他制造商的研磨机兼容使用的研磨杯，提供了将他们的研磨杯连接到竞争对手的研磨机的输出驱动轴的适配器。

无论将研磨杯连接到研磨机的输出驱动轴的方法如何，重要的是优化研磨杯的操作稳定性。缺乏操作稳定性通常会导致研磨期间的振动和共振。振动和/或共振还直接导致研磨设备的所有运动部件诸如轴承、接头等的磨损率增加，并且可能潜在地干扰研磨设备的操作控制电路内的设置。此外，缺乏操作稳定性会导致输出驱动轴(转子)和研磨杯的所有关键驱动/接触面的磨损增加，这些关键驱动/接触面在操作期间在研磨杯和/或适配器与转子之间提供一致、正确的对准。操作不稳定性和相关联的振动和/或共振是导致研磨杯的研磨区部中空腔的优选内置轮廓恶化的主要因素。这直接导致恢复球齿的轮廓恶化。净影响是所使用的钻头或刀具的预期整体钻孔性能的重大损失。

这些已知的驱动系统提供轴向和径向支撑研磨机中的研磨杯的装置和用于传送扭转力以旋转研磨杯的单独驱动装置。

美国专利号7,402,093解决了早期机器的许多问题，并提供了一种承载在支撑系统上的研磨机，其中研磨杯以可变速度旋转，优选地从大约2200到6000RPM，并且该支撑系统能够提供可变进给压力，优选地或可选地高达350公斤。在这种类型的机器中，需要精确控制进给压力。

发明内容

因此，本公开提供了一种具有改进设计的用于可拆卸连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴的研磨杯。研磨杯是用于研磨钻头上的不同尺寸和轮廓的球齿的一系列研磨杯中的一个。研磨杯具有顶表面和底表面，并且包括下研磨区部和与研磨区部同轴的上主体区部以形成研磨杯，在研磨区部的底表面中形成居中布置的凹槽，其具有用于要研磨的球齿的期望轮廓。本发明的改进被表征为，上主体区部具有居中布置的直立驱动区部，其尺寸和形状适于装配在输出驱动轴的自由端中的同轴凹槽内。直立驱动区部具有从上主体区部的顶表面延伸的第一支撑区部，并且直立驱动区部上的同轴驱动区部从第一支撑区部的顶表面延伸到上驱动区部的自由端。同轴驱动区部具有下凸轮部分以及上部，该下凸轮部分具有椭圆形横截面，其形状和尺寸适于装配在输出驱动轴中的同轴凹槽的侧壁中的相应一对瓣状槽内，所述上部与下凸轮部分同轴，具有略小于输出驱动轴中的同轴凹槽的上部的直径的圆形横截面。用于将研磨杯可拆卸地连接到研磨机的输出驱动轴的保持装置设置在直立驱动区部上，优选地设置在第一支撑区部上或与第一支撑区部相关联。

本发明的另一实施例包括用于将研磨杯可拆卸连接到研磨机的保持器装置，该研磨机具有驱动输出轴的气动、液压或电动驱动马达。本发明的保持器装置通过任何常规装置适当地连接到输出轴。保持器装置可以是输出轴的整体延伸或单独的附件。保持器装置包括具有自由端的可旋转驱动构件，该自由端适于轴向远离研磨机延伸。可旋转驱动构件在其自由端处设置有轴向凹槽，同轴通道从该凹槽延伸驱动构件或其一部分的长度，并且冷却液可通过该同轴通道被引导至支撑在其上的研磨杯。凹槽适于容纳研磨杯上对应尺寸和形状的直立驱动区部。凹槽优选地具有从可旋转驱动构件的自由端延伸的支撑区部。与支撑区部相邻的是被机械加工到凹槽的内壁中的一系列瓣状槽。相对的瓣状槽的配对的尺寸与研磨杯的上驱动区部上的凸轮部分相匹配。与一系列环形槽相邻的是第二支撑区部。这种设计允许研磨杯的直立驱动区部容易地插入凹槽内，而无需将可旋转驱动构件和研磨杯特定对准。研磨杯可以简单地推到可旋转驱动构件上，并且可以旋转，因此椭圆形凸轮区部装配在瓣状槽的配对内。当研磨杯定位于凹槽中时，可旋转驱动构件在使用时将旋转研磨杯而不会滑动。

根据另一个实施例，本公开提供了一种用于可拆卸地连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴的研磨杯。研磨杯是用于研磨钻头上的不同尺寸和轮廓的球齿的一系列研磨杯中的一个。研磨杯具有顶表面和底表面，并且包括下研磨区部和与研磨区部同轴的上主体区部以形成研磨杯，在研磨区部的底表面中形成居中布置的凹槽，其具有针对要研磨的球齿的期望轮廓。本发明的改进被表征为，上主体区部具有居中布置的直立驱动区部，其尺寸和形状适于装配在输出驱动轴的自由端中的同轴凹槽内。直立驱动区部具有同轴驱动区部，其中同轴驱动区部由与输出驱动轴不同的材料制造，并被选择为使得在同轴驱动区部而不是输出驱动轴上发生磨损。

根据另一个实施例，本公开提供了一种用于可拆卸地连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴的研磨杯。研磨杯是用于研磨钻头上的不同尺寸和轮廓的球齿的一系列研磨杯中的一个。研磨杯具有顶表面和底表面，并且包括下研磨区部和与研磨区部同轴的上主体区部以形成研磨杯，在研磨区部的底表面中形成居中布置的凹槽，其具有针对要研磨的球齿的期望轮廓。本发明的改进被表征为，研磨杯设置有可以与研磨设备上的控制系统交换数据的识别装置。该数据优选地包括用于特定研磨杯的特定ID标识符和迄今为止已经使用的研磨循环次数。ID标识符数据包括研磨杯尺寸和研磨表面轮廓。在优选实施例中，识别装置是RFID标签。

本发明的进一步特征将在以下详细描述的过程中被描述或将变得显而易见。

附图说明

为了可以更清楚地理解本公开，现将结合附图通过举例对实施例进行详细描述，其中：

图1是从研磨设备的一个实施例的右侧观察的立体图，该研磨设备具有被承载用于通过支撑系统进行垂直和水平调整的研磨机，以及用于保持要研磨的一个或多个钻头的装置。

图2是图1的研磨机的放大图，该研磨机具有根据本公开的包括输出驱动轴的主轴组件。

图3是根据本发明的用于研磨机的图2的主轴组件的放大平面图，该主轴组件具有采用可旋转驱动区部形式的输出驱动轴，该输出驱动轴连接有研磨杯。

图4是图3的连接有研磨杯的主轴组件沿线A-A的横截面图。

图5是图4中示出的可旋转驱动构件沿线B-B的横截面。

图6是根据本发明的研磨杯的一个实施例的立体图。

图7是图6的研磨杯的前视平面图。

图8是图7的研磨杯沿线A-A的局部横截面。

图9是图7的研磨杯的俯视平面图。

图10是根据本发明的研磨杯的另一个实施例的组成部分的照片；

图11是根据本发明的研磨杯的研磨区部和上主体区部的另一个实施例的立体图；

图12是图11中示出的研磨区部的立体图；

图13是图11的研磨杯的研磨区部和上主体区部的横截面；

图14是根据本发明的输出驱动轴的自由端的横截面，该输出驱动轴采用具有连接的研磨杯的另一个实施例的可旋转驱动区部的形式。

具体实施方式

参考图1，示出了研磨设备的实施例，该研磨设备总体以1表示，具有用于研磨凿岩钻头(冲击式或旋转式)、隧道掘进机刀具(TBM)和凸孔机刀具(RBM)的工作头或硬质金属嵌件并且更具体地但不排他地用于研磨凿岩钻头或刀具的切削齿或球齿的研磨机。研磨设备1包括研磨机2、用于保持要研磨的一个或多个钻头的装置(总体以3表示)和支撑系统(总体以4表示)。研磨机2、用于保持钻头的装置3和支撑系统4被布置成允许研磨机2和要研磨的钻头之间进行相对运动，以允许研磨机2与钻头上的球齿的纵轴对准。研磨设备1具有控制系统，其一部分总体以5表示，具有能够直接或间接监视和调整一个或多个操作参数的可编程操作员控制面板6。操作参数可包括进给压力、研磨杯RPM、研磨时间和如本文提到的其他参数。

在图1中示出的研磨设备1中，研磨机2由支撑系统4承载，该支撑系统4包括臂或杠杆系统7，该臂或杠杆系统7被轴颈安装(journaled)在支架8上，支架8附接到开口箱10的后部9。钻头保持器装置3包括安装在箱10内的工作台11。

在图2中，研磨机2的实施例适合与图1的研磨设备1一起使用。图2示出了附接到控制箱12下方的板上的研磨机2。研磨机2由杠杆13锁定到位。水冷式电动马达(总体以14表示)具有限定有腔室的外部壳体，转子和定子位于该腔室中。壳体底部处的驱动联轴器允许附接主轴组件15。驱动联轴器插入主轴组件15上的配套驱动联轴器20中(见图4)。主轴组件15具有输出驱动轴16，研磨杯可连接至该输出驱动轴16。主轴组件15通过螺栓17附接到电动马达壳体14。如图2中示出，通过连接件18提供用于递送到研磨杯表面的冷却水。电动马达14优选是三相马达。在不脱离本发明实质的情况下，马达可以是液压的、电动的或诸如此类。外壳的尺寸使得研磨机可以在需要时手动操作。为了后一目的，外壳设置有从外壳沿直径相反地向外突出的手柄。保持器装置24通过任何常规装置适当地连接到输出驱动轴16。在所示出的实施例中，保持器装置24是轴16的整体延伸，其组成可旋转的细长驱动构件25。轴16和驱动构件25设置有沿其长度或部分延伸的同轴通道26，并且冷却液/冲洗液可通过该同轴通道26被引导至支撑在其上的研磨杯。

参考图3-图5，示出了主轴组件的一个实施例，该主轴组件总体以15表示，用于研磨凿岩钻头(冲击式或旋转式)、隧道掘进机刀具(TBM)和凸孔机刀具(RBM)的工作头或硬质金属嵌件并且更具体地但不排他地用于研磨凿岩钻头或刀具的切削齿或球齿的研磨机。主轴组件15可与一系列不同的手动和半自动研磨机一起使用，包括手持式研磨机、单臂和双臂研磨机以及专门设计用于安装在钻机、维修车辆上或设置在车间中的研磨机。在所示出的实施例中，主轴组件15具有与可拆卸的研磨杯60连接的输出驱动轴16。

主轴组件15旨在可驱动地连接到研磨机(未示出)的马达。主轴组件15通过螺栓17附接到马达壳体。马达壳体底部处的驱动联轴器允许将配套驱动联轴器20附接到主轴组件15上。主轴组件15具有输出驱动轴16，研磨杯60可以可拆卸地连接到输出驱动轴16。通过连接件18提供用于递送到研磨杯表面的冷却水。保持器装置24可通过任何常规装置适当地连接到输出驱动轴16。在所示出的实施例中，保持器装置24是轴16的整体延伸，其组成可旋转的细长驱动构件25。轴16和驱动构件25设置有沿其长度或部分延伸的同轴通道26，并且冷却液/冲洗液可通过该同轴通道26被引导至支撑在其上的研磨杯60，研磨杯在图6-图13中示出并在下面详细描述。细长驱动构件25的端部27(从细长驱动构件25的自由端28延伸)设置有与通道26同轴的居中布置的凹槽29，适于容纳研磨杯60上的、对应尺寸和形状的直立驱动区部(见图6-图13)。

如图4和图5中示出，驱动构件25中的凹槽29的内壁30被机械加工成允许研磨杯60可驱动地接合在凹槽29内。在所示出的实施例中，凹槽29具有从自由端28延伸并与通道26同轴的支撑区部32。与支撑区部32相邻的是被机械加工到内壁30中的一系列瓣状槽33。成对的相对的瓣状槽33的尺寸与研磨杯60上的驱动区部的椭圆形部分相匹配。与该系列环形槽33相邻的是凹槽29中的第二支撑区部34。这种设计允许研磨杯60的直立驱动区部很容易插入凹槽29中，而无需驱动构件与研磨杯特定对准。研磨杯可以被简单地推到驱动构件25上并且可以旋转，因此椭圆形驱动区部装配在一对瓣状槽33内。当研磨杯60定位于凹槽29中时，驱动构件25将在使用时旋转该研磨杯而不会滑动。此外，本公开使研磨杯60上的直立驱动区部与驱动构件25上的凹槽29的内壁30之间的接触面最大化。这减少了输出驱动轴(转子)和研磨杯的所有关键驱动/接触面的磨损，这在操作期间在研磨杯和/或适配器与转子之间提供一致、正确的对准。

在驱动构件25的凹槽29中可设置保持装置以可拆卸地保持研磨杯60，使得研磨杯60在使用期间不会飞散但在使用后仍可容易地移除或更换。保持装置可包括在驱动构件25中的凹槽29的支撑区部32内的内壁30中的一个或多个环形槽36。O形环或膨胀环37可插入该槽中。

图6-图9示出了根据本发明的研磨杯60的一个实施例，该研磨杯60用于可拆卸地连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴16。研磨杯60包括总体以61表示的下研磨区部和与所述研磨区部60同轴的上主体区部62，以形成所述研磨杯60。居中布置的凹槽63形成在研磨区部61的底表面64中，具有针对要研磨的球齿的期望轮廓。

底部(研磨)表面64和形成在研磨区部61的底表面64中的居中布置的凹槽63的表面由能够研磨碳化钨球齿钻头的材料形成。在所示出的实施例中，研磨表面由金属和金刚石基体形成。底表面64中的外围边缘65倾斜以促进在研磨期间从围绕球齿的基座的钻头表面去除钢。

上主体区部62具有上基座66，该上基座66具有形成在基座66的顶表面68上的居中布置的直立驱动区部67。驱动区部67的形状和尺寸适于可驱动地接合在所述研磨机的输出驱动轴16的自由端28处的对应凹槽29内。用于将研磨杯可拆卸地连接到研磨机的输出驱动轴的保持装置(总体以68表示)设置在直立驱动区部67上。在所示出的实施例中，保持装置包括在直立驱动区部67的外表面70中的环形槽69，其尺寸和形状适于保持O形环71。

在所示出的实施例中，直立驱动区部67具有第一支撑区部72，该第一支撑区部72连接到上基座66的顶表面68并且具有圆形横截面。直立驱动区部67上的同轴驱动区部73从第一支撑区部72的顶表面74延伸至驱动区部67的自由端75。同轴驱动区部73具有凸轮形式的下部76，该凸轮具有椭圆形横截面，其形状和尺寸适于装配在输出驱动轴16中的凹槽29的侧壁30中相应的一对瓣状槽33(见图4)中。与下部76同轴的上部77具有略小于输出驱动轴16中的凹槽29的上部78的直径的圆形横截面。

通道79设置为穿过直立驱动区部67和上主体区部62。通道79与直立驱动区部67和上主体区部62同轴并与研磨表面64上的一个或多个开口(未示出)连通，冷却液/冲洗液可通过该一个或多个开口被引导至在研磨期间被研磨的球齿的表面。

在图10-图13中示出的实施例中，直立驱动区部67的第一支撑区部72连接到上基座66的顶表面68。第一支撑区部72具有从上基座66的顶表面延伸的第一圆柱形区部85。同轴螺纹区部86从第一圆柱形区部85的顶表面85A延伸。

直立驱动区部67上的同轴驱动区部73从第一支撑区部72的顶表面74延伸到驱动区部67的自由端75。在示出的实施例中，同轴驱动区部73由诸如青铜、黄铜之类的金属机械加工而成，并具有凸轮形式的下部76，该下部76具有椭圆形横截面。与下部76同轴的上部77具有略小于输出驱动轴16中的凹槽29的上部的直径的圆形横截面。同轴驱动区部中的螺纹通道78允许它连接到从第一圆柱形区部85的顶表面85延伸的同轴螺纹区部86。

在图10中示出的实施例中，在连接同轴驱动区部73和直立驱动区部67的第一支撑区部72的第一圆柱形区部85之前，围绕第一圆柱形区部85而压下塑料套筒87。塑料套筒87具有第一环形凹口88，其尺寸和形状适于容纳RFID标签(未示出)。RFID标签可以与位于研磨设备2上的控制箱5中的读取器交换数据。第二环形槽89设置在塑料套筒87上，作为保持装置68的一部分，用于将研磨杯可拆卸地连接到研磨机的输出驱动轴。在所示出的实施例中，保持装置包括O形环71，其与设置在塑料套筒87上的第二环形槽89保持在一起。

在所示出的实施例中，研磨杯60是用于研磨凿岩钻头的工作头或球齿的一系列研磨杯中的一个，其中工作头或球齿具有大约6mm至26mm的直径和期望轮廓。

在所示出的实施例中，研磨杯60和驱动构件25两者都可以由不锈钢制成，以防止腐蚀并促进研磨后的清洁。如上面提到的，同轴驱动区部73可由与驱动构件25不同的材料制造，使得磨损更可能发生在同轴驱动区部73而不是驱动构件25上。保持RFID标签的套筒87需要将RFID标签与研磨杯60上的周围金属屏蔽，因此由塑料或其他合适的非金属材料形成。

图10示出了根据本发明的研磨杯的实施例的组成部分。在所示出的实施例中，研磨杯60具有连接到上主体区部62的研磨区部61。上主体区部62具有上基座66，其具有形成在基座66的顶表面68上的居中布置的直立支撑区部67。直立支撑区部67具有连接到上基座66的顶表面68并具有圆形横截面的第一支撑区部72。螺纹阀杆85从第一支撑区部72的顶部延伸。

同轴驱动组件74被示出为具有凸轮形式的下部76，该下部76具有椭圆形横截面，其形状和尺寸适于装配在输出驱动轴16中的凹槽29的侧壁30中的瓣状槽33的对应配对(见图4)内。与下部76同轴的上部77具有略小于输出驱动轴16中的凹槽29的上部的直径的圆形横截面。

所示出的第三个组件是塑料套筒87，其尺寸设计为并适合于围绕形成在上主体区部62的顶表面68上的居中布置的直立支撑区部85向下压。塑料套筒87具有第一环形凹口88，其尺寸和形状适于容纳RFID标签(未示出)。RFID标签可以与位于研磨设备2上的控制箱中的读取器交换数据。第二环形槽89设置在塑料套筒87上，作为保持装置68的一部分，用于将研磨杯可拆卸地连接到研磨机的输出驱动轴。

一旦塑料套筒87围绕居中布置的直立支撑区部85向下压，同轴驱动组件73就被拧到直立支撑区部67上的螺纹阀杆86上以形成组装的研磨杯。

图11示出了与研磨区部61相连的上主体区部62。研磨区部61连接到上主体区部622。上主体区部62具有上基座66，上基座66具有形成在基座66的顶表面68上的居中布置的直立支撑区部67。直立支撑区部67具有连接到上基座66的顶表面68并具有圆形横截面的第一支撑区部85。螺纹阀杆86从第一支撑区部85的顶部延伸。

图12示出了在组装到上主体区部62上之前的研磨区部61。与研磨区部61的顶表面一体并相邻的是将研磨区部61连接到上主体区部62的装置100。将研磨区部61连接到上主体区部62的装置100可以与研磨区部61一体形成并机械加工成期望构造或单独铸造并附接到研磨区部61的顶表面101。在图12中示出的实施例中，将研磨区部61连接到上主体区部62的装置100包括位于研磨区部61的顶表面101中央的大致圆柱形的短柱102。短柱102旨在以如下方式插入到上主体区部62上的对应空腔中：(1)将防止研磨区部61相对于上主体区部62旋转或自由旋转；(2)将支撑与使用研磨杯相关联的轴向、径向、扭转力和进给力。在所示出的优选实施例中，短柱102被按压装配到上主体区部62中，并且研磨区部61TIG焊接到上主体区部62。可替选地，上主体区部62上的短柱可以装配到下研磨区部上的对应空腔中。其他可能的连接方法的一些示例是锥形装配、螺纹连接、粘合剂、焊料、摩擦焊接和销。短柱102可具有非圆形横截面。

如上面提到的，研磨设备1具有控制系统，其一部分总体以5表示，具有能够直接或间接监视和调整一个或多个操作参数的可编程操作员控制面板6。设置附接到操作员控制面板6的后部的可编程控制卡，其具有包含用于研磨设备的控制系统的中央处理器(即微处理器或微控制器)的电路板。中央处理器可以位于适合应用程序的任何地方，并且可以适当地与其他子处理器互连，以监视被视为适当功能所需的各种功能。整体控制系统包括系统和控制器，其与微处理器或微控制器一起可以控制研磨设备的所有方面，包括每个球齿上的研磨时间、研磨杯的转速、研磨压力、钻头保持器倾斜功能、操作灯和冷却液流。微处理器或微控制器和控制系统可用于提供手动或自动的其他功能。例如，微处理器或微控制器和控制系统(在电动马达的情况下)可以监视正在使用的电流和/或温度，并且如果达到预设限制，则自动降低研磨压力以防止马达烧毁。微处理器或微控制器和控制系统还可以在研磨期间控制冷却液流向球齿表面。

此外，控制面板软件可以被配置为使得用户可以选择例如优选长研磨杯寿命还是研磨杯的高材料去除率。

当使用图6-图13中示出的类型的研磨杯时，RFID读取器90与触摸屏显示器91一起设置在操作员控制面板6内。当配备有根据本发明的RFID标签的研磨杯60的自由端75被插入到RFID读取器90中时，接近传感器检测RFID标签并扫描标签上的数据。该数据优选地包括用于特定研磨杯60的特定ID标识符和迄今为止已经使用的研磨循环次数。ID标识符数据包括研磨杯尺寸和研磨表面轮廓。一旦扫描RFID标签，数据就将发送到可编程微处理器，并且研磨机的尺寸和轮廓可以显示在触摸屏上。

已经示出和描述了本发明的优选实施例和对其的某些可能的修改，对于本领域的普通技术人员来说应当明白，本发明允许在布置和细节上的进一步修改并且不限于示出的特定半自动研磨设备。

应当理解，以上涉及优选实施例的描述仅为举例。本发明的许多变化对于本领域的技术人员来说是显而易见的，并且这种明显的变化在所描述和要求保护的本发明的范围内，无论是否明确描述。

Claims (7)

1.要求保护排他财产或特权的本发明实施例被限定如下：

一种研磨杯，用于可拆卸连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴，所述研磨杯具有顶表面和底表面，并且包括下研磨区部和与所述研磨区部同轴的上主体区部以形成所述研磨杯，在所述研磨区部的底表面中形成有居中布置的凹槽，其具有针对要研磨的球齿的期望轮廓；改进被表征为：所述上主体区部具有居中布置的直立驱动区部，其尺寸和形状适于装配在所述输出驱动轴的自由端中的同轴凹槽内，所述直立驱动区部具有从所述上主体区部的顶表面延伸的第一支撑区部，所述直立驱动区部上的同轴驱动区部从所述第一支撑区部的顶表面延伸至所述上驱动区部的自由端；所述同轴驱动区部具有下凸轮部分和上部，所述下凸轮部分具有椭圆形横截面，其形状和尺寸适于装配在所述输出驱动轴中的同轴凹槽的侧壁中的相应一对瓣状槽内，所述上部与所述下凸轮部分同轴并具有略小于所述输出驱动轴中的同轴凹槽的上部的直径的圆形横截面，并且直立驱动区部具有用于将所述研磨杯可拆卸地连接到所述研磨机的输出驱动轴的保持装置。

2.一种用于将研磨杯可拆卸地连接到研磨机的保持器装置，所述研磨机具有驱动输出驱动轴的气动、液压或电动驱动马达，所述保持器装置包括具有自由端的可旋转驱动构件，所述自由端适于轴向远离所述研磨机延伸，所述可旋转驱动构件在其自由端处设置有轴向凹槽，同轴通道从所述凹槽延伸所述可旋转驱动构件或其一部分的长度，并且冷却液能够通过所述同轴通道被引导至支撑在其上的研磨杯，所述凹槽适于容纳研磨杯上对应尺寸和形状的直立驱动区部，其中所述凹槽具有从所述可旋转驱动构件的自由端延伸的支撑区部，并且与所述支撑区部相邻的是被机械加工到所述凹槽的内壁中的一系列瓣状槽，一对相对的瓣状槽的尺寸与研磨杯的上驱动区部上的凸轮部分相匹配，与所述一系列环形槽相邻的是第二支撑区部。

3.一种用于可拆卸连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴的研磨杯，所述研磨杯是用于研磨钻头上的不同尺寸和轮廓的球齿的一系列研磨杯中的一个，所述研磨杯具有顶表面和底表面，并且包括下研磨区部和与所述研磨区部同轴的上主体区部以形成研磨杯，在所述研磨区部的底表面中形成居中布置的凹槽，其具有针对要研磨的球齿的期望轮廓，其中所述上主体区部具有居中布置的直立驱动区部，其尺寸和形状适于装配在所述输出驱动轴的自由端中的同轴凹槽内，所述直立驱动区部具有同轴驱动区部，其中所述同轴驱动区部由与所述输出驱动轴不同的材料制造，并被选择为使得在所述同轴驱动区部而不是所述输出驱动轴上发生磨损。

4.一种用于可拆卸连接到用于研磨钻头或刀具上的球齿的研磨机的输出驱动轴的研磨杯，所述研磨杯是用于研磨钻头上的不同尺寸和轮廓的球齿的一系列研磨杯中的一个，所述研磨杯具有顶表面和底表面，并且包括下研磨区部和与所述研磨区部同轴的上主体区部以形成研磨杯，在所述研磨区部的底表面中形成居中布置的凹槽，其具有针对要研磨的球齿的期望轮廓，其中所述研磨杯设置有能够与研磨设备上的控制系统交换数据的识别装置。

5.根据权利要求4所述的研磨杯，其中，所述数据包括用于特定研磨杯的特定ID标识符和迄今为止已经使用的研磨循环次数。

6.根据权利要求5所述的研磨杯，其中，所述ID标识符数据包括研磨杯尺寸和研磨表面轮廓。

7.根据权利要求4、5或6中任一项所述的研磨杯，其中所述识别装置是RFID标签。

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