CN114986283A - 一种硬质合金顶锤自动化加工设备及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬质合金顶锤自动化加工设备，包括平面磨床工作台，平面磨床工作台的上方设有支架，支架上设有桥板，支架的一侧设有翻转机构，翻转机构的输出端与桥板连接，桥板底部设有旋转机构，旋转机构的输出端上设有支撑台，支撑台的上方设有外夹套，外夹套的内部设有内夹套，内夹套的上方设有砂轮机构；本发明还公开了一种硬质合金顶锤自动化加工设备的实现方法。本发明将普通平面磨床改造成可对顶锤进行自动化加工的磨床，改造后的磨床仍可作为数控平面磨床使用，具有实用性强以及设备成本低等优点；本发明一次装夹就可以进行九个顶面平面的磨削加工，工作人员劳动强度低，加工效率以及加工精度高。

Description

一种硬质合金顶锤自动化加工设备及其实现方法

技术领域

本发明属于硬质合金顶锤加工技术领域，具体涉及一种硬质合金顶锤自动化加工设备及其实现方法。

背景技术

六面顶顶锤产品外圆为倒锥形状，顶面共九个平面，其中四方形顶面与底面平行，与外圆轴线垂直，四小斜面与顶面四边分别相接成小于45°夹角(一般为41°；41.5°；42°居多)，四大斜面与小斜面相接和顶面成46°夹角 (大部分顶锤均为46°夹角，少数有45°情况)，四个小斜面与四个大斜面及顶面四边相对于外圆轴线成对称关系。

目前对于硬质合金顶锤主要是通过普通外圆磨床、普通平面磨床及数控外圆磨床、数控平面磨床通过一些特殊的工装或人工去装夹、校正，进行单步加工，每步都需要人工去装夹定位及调整加工基准，一方面多次装卸，增加劳动强度，同时加工效率也较为低下，另一方面多次变换加工基准，同时还得靠人工来校正，综合下来的累积误差波动大，且受人为因素影响较大，对产品质量的稳定性影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬质合金顶锤自动化加工设备，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种硬质合金顶锤自动化加工设备，具有通过一次装夹可进行九个顶面平面进行磨削加工的特点。

本发明另一目的在于提供一种硬质合金顶锤自动化加工设备的实现方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硬质合金顶锤自动化加工设备，包括平面磨床工作台，平面磨床工作台的上方设有支架，支架上设有桥板，支架的一侧设有翻转机构，翻转机构的输出端与桥板连接，桥板底部的中心位置设有旋转机构，旋转机构的输出端上设有支撑台，支撑台的上方设有外夹套，外夹套的内部设有内夹套，内夹套的上方设有砂轮机构。

为了实现内夹套与外夹套的快速锁紧，同时还可以对内夹套与外夹套的装配进行快速定位，进一步地，内夹套的圆周上设有斜定位槽，外夹套上设有与斜定位槽相对应的直定位槽，斜定位槽以及直定位槽的内部嵌入有定位块。

为了确保内夹套与外夹套之间的锁紧效果，进一步地，定位块的一个侧面为与斜定位槽相对应的斜面，定位块的另一个侧面为与直定位槽相对应的直面。

为了固定住定位块，确保锁紧效果，进一步地，定位块的上方设有压板，外夹套上设有螺纹孔，压板通过螺钉与螺纹孔啮合安装在外夹套上。

为了快速定位顶锤与内夹套之间的位置关系，进一步地，斜定位槽顶部的长边为第一定位基准边。

为了快速定位外夹套与旋转机构之间的位置关系，进一步地，直定位槽顶部的长边为第二定位基准边。

为了确保外夹套与内夹套之间以及内夹套与顶锤之间装夹的紧密性，进一步地，外夹套的内径等于内夹套的外径，内夹套的内径锥度等于顶锤的外径锥度。

在本发明中进一步地，所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备的实现方法，包括以下步骤：

(一)、翻转机构调校：通过平面磨床工作台的数控控制器进行编程，使支撑台处于水平状态时，翻转机构的坐标为0°，支撑台处于垂直状态时，翻转机构的坐标为90°；

(二)、旋转机构调校：使外夹套的中心轴与旋转机构的旋转轴同轴，通过平面磨床工作台的数控控制器进行编程，使第二定位基准边与翻转机构的输出轴平行时，旋转机构的坐标为0°；

(三)、顶锤装夹：将顶锤装夹在内夹套内，使顶面的一个边与第一定位基准边平行，然后将内夹套装夹在外夹套内，通过定位块锁紧；

(四)、顶锤顶面加工：根据加工要求，设定数控程序，启动平面磨床对顶锤的顶面进行磨削加工；

为了确保旋转机构带动顶锤旋转时，各个小斜面以及大斜面呈中心对称旋转，从而确保加工的精度，进一步地，步骤(二)中，使外夹套的中心轴与旋转机构的旋转轴同轴的调校方法为：转动外夹套，利用千分表对外夹套进行校正。

在本发明中进一步地，步骤(四)中，顶锤顶面的加工包括以下步骤：

(a)、翻转机构和旋转机构处于0°位置时，砂轮机构对顶面进行预磨；

(b)、翻转机构旋转至小斜面的角度，此时，小斜面为水平状态，砂轮机构分别在旋转机构处于0°、90°、180°以及270°四个角度位置时对小斜面进行预磨；

(c)、翻转机构旋转至大斜面的角度，此时，大斜面为水平状态，砂轮机构分别在旋转机构处于0°、90°、180°以及270°四个角度位置时对大斜面进行预磨；

(d)、重复步骤(a)、步骤(b)以及步骤(c)，对顶面、小斜面以及大斜面进行精磨；

(e)、翻转机构和旋转机构复位至0°位置，加工完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明将普通平面磨床改造成可对顶锤进行自动化加工的磨床，改造后的磨床仍可作为数控平面磨床使用，与顶锤专用磨床比，具有实用性强以及设备成本低等优点；

2、本发明通过内夹套对顶锤进行装夹，通过翻转机构与旋转机构配合实现一次装夹就可以进行九个顶面平面的磨削加工，工作人员劳动强度低，加工效率以及加工精度高；

3、本发明设置了定位块，通过定位块实现内夹套与外夹套的快速锁紧，同时还可以对内夹套与外夹套的装配进行快速定位；

4、本发明斜定位槽顶部的长边为第一定位基准边，用于快速定位顶锤与内夹套之间的位置关系；

5、本发明直定位槽顶部的长边为第二定位基准边，用于快速定位外夹套与旋转机构之间的位置关系。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明平面磨床工作台的俯视结构示意图；

图3为本发明内夹套与外夹套装配后的俯视结构示意图；

图4为本发明图3中A-A向的剖视结构示意图；

图5为本发明内夹套的结构示意图；

图6为本发明图5中B-B向的剖视结构示意图；

图7为本发明外夹套的结构示意图；

图8为本发明图7中C-C向的剖视结构示意图；

图9为本发明顶锤的结构示意图；

图10为本发明定位块的结构示意图；

图11为本发明打磨顶面时的结构示意图；

图12为本发明打磨小斜面时的结构示意图；

图13为本发明打磨大斜面时的结构示意图；

图14为本发明支撑台的结构示意图；

图15为本发明支撑台的俯视结构示意图；

图16为本发明外夹套与支撑台连接的剖视结构示意图。

图中：1、平面磨床工作台；2、翻转机构；3、支撑台；31、T型槽；32、滑块；33、锁紧螺钉；4、砂轮机构；5、顶锤；51、大斜面；52、小斜面； 53、顶面；6、内夹套；61、斜定位槽；62、第一定位基准边；7、外夹套；71、直定位槽；72、第二定位基准边；73、螺纹孔；8、桥板；9、旋转机构； 10、螺钉；11、定位块；111、斜面；112、直面；12、压板；13、支架。

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。

实施例1

请参阅图1-16，本发明提供以下技术方案：一种硬质合金顶锤自动化加工设备，包括平面磨床工作台1，平面磨床工作台1的上方设有支架13，支架13 上设有桥板8，桥板8的两端通过轴承与支架13转动连接，支架13的一侧设有翻转机构2，翻转机构2的输出端与桥板8连接，桥板8底部的中心位置设有旋转机构9，旋转机构9的输出端上设有支撑台3，支撑台3的上方设有外夹套7，外夹套7的内部设有内夹套6，内夹套6的上方设有砂轮机构4。

通过采用上述技术方案，将普通平面磨床改造成可对顶锤进行自动化加工的磨床，改造后的磨床仍可作为数控平面磨床使用，与顶锤专用磨床比，具有实用性强以及设备成本低等优点；通过内夹套6对顶锤5进行装夹，通过翻转机构2与旋转机构9配合实现一次装夹就可以进行九个顶面平面的磨削加工，工作人员劳动强度低，加工效率以及加工精度高。

具体的，内夹套6的圆周上设有斜定位槽61，外夹套7上设有与斜定位槽 61相对应的直定位槽71，斜定位槽61以及直定位槽71的内部嵌入有定位块 11。

通过采用上述技术方案，通过定位块11实现内夹套6与外夹套7的快速锁紧，同时还可以对内夹套6与外夹套7的装配进行快速定位。

具体的，定位块11的一个侧面为与斜定位槽61相对应的斜面111，定位块11的另一个侧面为与直定位槽71相对应的直面112。

通过采用上述技术方案，楔形结构的定位块11可以确保内夹套6与外夹套7之间的锁紧效果。

具体的，定位块11的上方设有压板12，外夹套7上设有螺纹孔73，压板12通过螺钉10与螺纹孔73啮合安装在外夹套7上。

通过采用上述技术方案，通过压板12固定住定位块11，确保锁紧效果。

具体的，斜定位槽61顶部的长边为第一定位基准边62。

通过采用上述技术方案，用于快速定位顶锤5与内夹套6之间的位置关系。

具体的，直定位槽71顶部的长边为第二定位基准边72。

通过采用上述技术方案，用于快速定位外夹套7与旋转机构9之间的位置关系。

具体的，外夹套7的内径等于内夹套6的外径，内夹套6的内径锥度等于顶锤5的外径锥度。

通过采用上述技术方案，确保外夹套7与内夹套6之间以及内夹套6与顶锤5之间装夹的紧密性。

实施例2

进一步地，本发明所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备的实现方法，包括以下步骤：

(一)、翻转机构2调校：通过平面磨床工作台1的数控控制器进行编程，使支撑台3处于水平状态时，翻转机构2的坐标为0°，支撑台3处于垂直状态时，翻转机构2的坐标为90°；

(二)、旋转机构9调校：使外夹套7的中心轴与旋转机构9的旋转轴同轴，通过平面磨床工作台1的数控控制器进行编程，使第二定位基准边72与翻转机构2的输出轴平行时，旋转机构9的坐标为0°；

(三)、顶锤5装夹：将顶锤5装夹在内夹套6内，使顶面53的一个边与第一定位基准边62平行，然后将内夹套6装夹在外夹套7内，通过定位块11 锁紧；

(四)、顶锤5顶面加工：根据加工要求，设定数控程序，启动平面磨床对顶锤5的顶面进行磨削加工；

具体的，步骤(二)中，使外夹套7的中心轴与旋转机构9的旋转轴同轴的调校方法为：转动外夹套7，利用千分表对外夹套7进行校正。

通过采用上述技术方案，确保旋转机构9带动顶锤5旋转时，各个小斜面 52以及大斜面51呈中心对称旋转，从而确保加工的精度。

具体的，支撑台3的表面上设有若干个T型槽31，T型槽31的内部设有滑块32，外夹套7上设有贯穿的锁紧螺钉33，锁紧螺钉33与滑块32通过螺纹啮合连接。

通过采用上述技术方案，便于对外夹套7的位置进行校正。

实施例3

具体的，步骤(四)中，顶锤5顶面的加工包括以下步骤：

(a)、如图11所示，翻转机构2和旋转机构9处于0°位置时，砂轮机构4对顶面53进行预磨；

(b)、如图12所示，翻转机构2旋转至小斜面52的角度，此时，小斜面 52为水平状态，砂轮机构4分别在旋转机构9处于0°、90°、180°以及 270°四个角度位置时对小斜面52进行预磨；

(c)、如图13所示，翻转机构2旋转至大斜面51的角度，此时，大斜面 51为水平状态，砂轮机构4分别在旋转机构9处于0°、90°、180°以及 270°四个角度位置时对大斜面51进行预磨；

(d)、重复步骤(a)、步骤(b)以及步骤(c)，对顶面53、小斜面52以及大斜面51进行精磨；

(e)、翻转机构2和旋转机构9复位至0°位置，加工完成。

本申请中砂轮机构4为平面磨床的砂轮机构，翻转机构2以及旋转机构9 均为伺服电机。

综上所述，本发明将普通平面磨床改造成可对顶锤进行自动化加工的磨床，改造后的磨床仍可作为数控平面磨床使用，与顶锤专用磨床比，具有实用性强以及设备成本低等优点；本发明通过内夹套6对顶锤5进行装夹，通过翻转机构2与旋转机构9配合实现一次装夹就可以进行九个顶面平面的磨削加工，工作人员劳动强度低，加工效率以及加工精度高；本发明设置了定位块 11，通过定位块11实现内夹套6与外夹套7的快速锁紧，同时还可以对内夹套6与外夹套7的装配进行快速定位；本发明斜定位槽61顶部的长边为第一定位基准边62，用于快速定位顶锤5与内夹套6之间的位置关系；本发明直定位槽71顶部的长边为第二定位基准边72，用于快速定位外夹套7与旋转机构 9之间的位置关系。

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 (10)

1.一种硬质合金顶锤自动化加工设备，包括平面磨床工作台，其特征在于：平面磨床工作台的上方设有支架，支架上设有桥板，支架的一侧设有翻转机构，翻转机构的输出端与桥板连接，桥板底部的中心位置设有旋转机构，旋转机构的输出端上设有支撑台，支撑台的上方设有外夹套，外夹套的内部设有内夹套，内夹套的上方设有砂轮机构。

2.根据权利要求1所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备，其特征在于：所述内夹套的圆周上设有斜定位槽，外夹套上设有与斜定位槽相对应的直定位槽，斜定位槽以及直定位槽的内部嵌入有定位块。

3.根据权利要求2所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备，其特征在于：所述定位块的一个侧面为与斜定位槽相对应的斜面，定位块的另一个侧面为与直定位槽相对应的直面。

4.根据权利要求2所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备，其特征在于：所述定位块的上方设有压板，外夹套上设有螺纹孔，压板通过螺钉与螺纹孔啮合安装在外夹套上。

5.根据权利要求2所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备，其特征在于：所述斜定位槽顶部的长边为第一定位基准边。

6.根据权利要求2所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备，其特征在于：所述直定位槽顶部的长边为第二定位基准边。

7.根据权利要求1所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备，其特征在于：所述外夹套的内径等于内夹套的外径，内夹套的内径锥度等于顶锤的外径锥度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

(一)、翻转机构调校：通过平面磨床工作台的数控控制器进行编程，使支撑台处于水平状态时，翻转机构的坐标为0°，支撑台处于垂直状态时，翻转机构的坐标为90°；

(二)、旋转机构调校：使外夹套的中心轴与旋转机构的旋转轴同轴，通过平面磨床工作台的数控控制器进行编程，使第二定位基准边与翻转机构的输出轴平行时，旋转机构的坐标为0°；

(三)、顶锤装夹：将顶锤装夹在内夹套内，使顶面的一个边与第一定位基准边平行，然后将内夹套装夹在外夹套内，通过定位块锁紧；

(四)、顶锤顶面加工：根据加工要求，设定数控程序，启动平面磨床对顶锤的顶面进行磨削加工；

9.根据权利要求8所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备的实现方法，其特征在于：步骤(二)中，使外夹套的中心轴与旋转机构的旋转轴同轴的调校方法为：转动外夹套，利用千分表对外夹套进行校正。

10.根据权利要求8所述的一种硬质合金顶锤自动化加工设备的实现方法，其特征在于：步骤(四)中，顶锤顶面的加工包括以下步骤：

(a)、翻转机构和旋转机构处于0°位置时，砂轮机构对顶面进行预磨；

(b)、翻转机构旋转至小斜面的角度，此时，小斜面为水平状态，砂轮机构分别在旋转机构处于0°、90°、180°以及270°四个角度位置时对小斜面进行预磨；

(c)、翻转机构旋转至大斜面的角度，此时，大斜面为水平状态，砂轮机构分别在旋转机构处于0°、90°、180°以及270°四个角度位置时对大斜面进行预磨；

(d)、重复步骤(a)、步骤(b)以及步骤(c)，对顶面、小斜面以及大斜面进行精磨；

(e)、翻转机构和旋转机构复位至0°位置，加工完成。

Images