CN115816176A - 一种固定正交三棱刀片磨削加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，包括驱动机构，驱动机构上安装有砂轮机和加工平台，加工平台上安装有装夹机构，待磨削的三棱刀片通过装夹机构进行固定后，通过砂轮机进行磨削加工。本发明所提供的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，结构简答，使用方便。能够对三菱刀片不同角度的磨削。同时，磨削精度高，代替人工手动磨削作业，节约人工磨削的人力成本。

Description

一种固定正交三棱刀片磨削加工装置

技术领域

本发明属于刀片型面的形状尺寸磨削加工技术领域，具体涉及一种固定正交三棱刀片磨削加工装置。

背景技术

目前，传统工艺对三棱刀片的生产加工采用两种方式，小批量时采用人工手动磨削。人工手动磨削，效率较低，不能满足批量化生产的要求。传统采用机械设备对三棱刀片进行磨削时，大都选用大型机床进行加工，而传统机床加工速度较低，对精度控制要求较高且加工成本较大，因此无法满足中小型企业对于零件快速、高效加工且控制住生产成本的要求。

传统磨削设备，需要对待加工的三棱刀片进行夹持固定，然后进行磨削。传统的夹持方式如：采用夹钳或三爪卡盘的方式，容易对三棱刀片损伤。同时在磨削过程中，不能快速的进行替换，操作过程复杂且费时费力。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构简单，磨削效果好，定位稳固、操作方便的固定正交三棱刀片磨削加工装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，包括驱动机构，驱动机构上安装有砂轮机和加工平台，加工平台上安装有装夹机构，待磨削的三棱刀片通过装夹机构进行固定后，通过砂轮机进行磨削加工。

优选地，所述驱动机构包括X轴直线模组、Y轴直线模组和精密转台，X轴直线模组和Y轴直线模组互相垂直构成装置坐标系，X轴直线模组位于装置坐标系的X轴方向，Y轴直线模组位于装置坐标系的Y轴方向，X轴直线模组的导程和Y轴直线模组的导程均为固定值，精密转台包括精密转台壳体，精密转台壳体内设有互相啮合的转台转轮和转台杆，转台转轮和转台杆构成蜗轮蜗杆结构，转台杆上连接有转台电机，转台电机驱动转台杆转动，进而带动转台转轮旋转，转台转轮的轴线与装置坐标系的Z轴平行。

优选地，所述砂轮机包括砂轮和砂轮电机，砂轮电机安装于Y轴直线模组的滑块上部，其砂轮的回转轴线与装置坐标系Y轴轴线平行，砂轮用于完成对三棱刀片进行磨削加工。

优选地，所述装夹机构包括四轴转台、标准型气缸、接触轴、顶尖、超薄型气缸和V型块，四轴转台、标准型气缸均定位安装于加工平台上部，接触轴装夹于四轴转台之上，顶尖装夹于标准型气缸之上，四轴转台与接触轴的回转轴线相同，标准型气缸与顶尖轴线相同且与四轴转台与接触轴的回转轴线同轴；超薄型气缸安装于加工平台的上部，V型块安装于超薄型气缸的活塞杆端，用于完成对三棱刀片的定位工作。

优选地，所述加工平台定位安装于精密转台上部，加工平台用于对装夹机构进行定位与支承。

优选地，所述X轴直线模组、Y轴直线模组分别与装置坐标系的X轴和Y轴的轴线平行且不在同一平面上，防止因为X轴直线模组和Y轴直线模组的运动导致砂轮机与其它结构产生干涉。

优选地，所述V型块安装于超薄型气缸之上，用于完成对三棱刀片的定位工作，三棱刀片嵌在V型块内，使得V型块与多功能安装板、三棱刀片无相对运动。

优选地，所述顶尖定位装夹于标准型气缸的活塞杆端，其轴线与标准型气缸轴线重合，并可绕标准型气缸轴线旋转。

本发明的有益效果是：

1、本发明所提供的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，结构简答，使用方便。能够对三菱刀片不同角度的磨削。同时，磨削精度高，代替人工手动磨削作业，节约人工磨削的人力成本。

2、本发明为正交加工装置，具有三轴联动的结构，通过改变加工平台的角度以及X轴直线模组和Y轴直线模组的位置，使得其系统灵活性较好，可在较短时间内完成小批量不同刃角加工，这使得其可满足中小型企业对于控制生产成本的要求。

附图说明

图1是本发明一种固定正交三棱刀片磨削加工装置的结构示意图；

图2是本发明精密转台的结构示意图；

图3是本发明转台转轮和转台杆连接示意图；

图4是本发明V型块安装结构示意图。

附图标记说明：2、砂轮机；4、加工平台；101、X轴直线模组；102、Y轴直线模组；103、精密转台；201、砂轮；202、砂轮电机；301、四轴转台；302、标准型气缸；303、接触轴；304、顶尖；305、超薄型气缸；306、V型块；1031、精密转台壳体；1032、转台转轮；1033、转台杆；1034、转台电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1到图4所示，本发明提供的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，包括驱动机构，驱动机构上安装有砂轮机2和加工平台4，加工平台4上安装有装夹机构，待磨削的三棱刀片通过装夹机构进行固定后，通过砂轮机2进行磨削加工。

驱动机构包括X轴直线模组101、Y轴直线模组102和精密转台103，X轴直线模组101和Y轴直线模组102互相垂直构成装置坐标系，X轴直线模组101位于装置坐标系的X轴方向，Y轴直线模组102位于装置坐标系的Y轴方向，X轴直线模组101的导程和Y轴直线模组102的导程均为固定值。精密转台103包括精密转台壳体1031，精密转台壳体1031内设有互相啮合的转台转轮1032和转台杆1033，转台转轮1032和转台杆1033构成蜗轮蜗杆结构，转台杆1033上连接有转台电机1034，转台电机1034驱动转台杆1033转动，进而带动转台转轮1032旋转，转台转轮1032的轴线与装置坐标系的Z轴平行。

在本实施例中，X轴直线模组101和Y轴直线模组102结构相同且相互垂直布置，X轴直线模组101和Y轴直线模组102均为现有的直线模组结构。X轴直线模组101和Y轴直线模组102之间有间隙，避免干涉。X轴直线模组101和Y轴直线模组102上均安装有光栅。

精密转台壳体1031安装在X轴直线模组101的滑块上，X轴直线模组101带动精密转台壳体1031往返运动。

砂轮机2包括砂轮201和砂轮电机202，砂轮电机202安装于Y轴直线模组102的滑块上部，其砂轮201的回转轴线与装置坐标系Y轴轴线平行，砂轮201用于完成对三棱刀片进行磨削加工。砂轮201的端面所在平面与装置坐标系的XOZ平面平行，用于完成对三棱刀片进行磨削加工。

装夹机构包括四轴转台301、标准型气缸302、接触轴303、顶尖304、超薄型气缸305和V型块306，四轴转台301、标准型气缸302均定位安装于加工平台4上部，接触轴303装夹于四轴转台301之上，顶尖304装夹于标准型气缸302之上，四轴转台301与接触轴303的回转轴线相同，标准型气缸302与顶尖304轴线相同且与四轴转台301与接触轴303的回转轴线同轴；超薄型气缸305安装于加工平台4的上部，V型块306安装于超薄型气缸305的活塞杆端，用于完成对三棱刀片的定位工作。

四轴转台301上安装有四轴转台电机307，四轴转台电机307的转轴端与接触轴303相连。在本实施例中，接触轴303的端部截面为梯形结构，顶尖304的端部为尖端结构，三棱刀片位于接触轴303和顶尖304之间，接触轴303和顶尖304共同为三棱刀片进行定位。

加工平台4定位安装于精密转台103上部，加工平台4用于对装夹机构进行定位与支承。加工平台4为截面为圆形的板状结构，加工平台4的端面所在平面与装置坐标系XOY平面平行，用于对装夹机构进行定位与支承。

加工平台4定位安装于精密转台103上部时，加工平台4的轴线与精密转台103的轴线重合。在本实施例中，转台转轮1032通过圆柱体状的转台连接件与加工平台4固连，固连的方式为螺栓连接，从而使得加工平台4随转台转轮1032同步转动。

X轴直线模组101、Y轴直线模组102分别与装置坐标系的X轴和Y轴的轴线平行且不在同一平面上，防止因为X轴直线模组101和Y轴直线模组102的运动导致砂轮机2与其它结构产生干涉。

V型块306安装于超薄型气缸305之上，用于完成对三棱刀片的定位工作，三棱刀片嵌在V型块306内，使得V型块306与加工平台4、三棱刀片无相对运动。

顶尖304定位装夹于标准型气缸302的活塞杆端，其轴线与标准型气缸302轴线重合，并可绕标准型气缸302轴线旋转。

装置坐标系的坐标系原点在X轴直线模组101的起点处，Z轴轴线方向垂直于加工平台4的平面并以指向加工平台4的上方，并设为装置坐标系Z轴的轴线正方向。

本发明的工作过程为：

本发明中设定X轴直线模组101的移动方向设定为X轴方向，Y轴直线模组102的移动方向设定为Y轴方向，加工平台4转动的方向为Z轴方向，其中X轴移动伺服电机、Y轴移动伺服电机、转台电机1034均与现有的工控机电连接。标准型气缸302和超薄型气缸305与现有的气压源装置相连，并由气压源装置提供压缩气体。砂轮电机202、四轴转台电机307、标准型气缸302、超薄型气缸305和气压源装置均与现有工控机电连接。

在进行角度换算时，由于三棱刀片具有多个需要磨削保证的刀具角度，如：刀具前角、刀具后角、楔角、切屑角等，其均为在刀片坐标系下与基面、切屑平面等所产生的角度，为保证磨削后的刀片可满足实际使用需求，需根据实际不同类型的刀片的刀具角度求解相应的坐标系情况下的各类角度，并反求磨削该类型的刀片情况下，本发明的X轴直线模组101的移动位置、Y轴直线模组102的移动位置、加工平台4的转动角度以及相应的定位用的V型块306的类型，从而对三棱刀片能够更好地完成磨削作业。

当完成相应的角度换算后，将磨削该类型所需要的V型块306换上，工控机控制超薄型气缸305向上顶起，将所需要磨削的三棱刀片放置于其上同时依靠接触轴303完成定位，并控制标准型气缸302顶起完成夹紧工作，一切准备就绪后即可开始刀片磨削。在工控机控制下，X轴直线模组101移动至相应的位置、加工平台4转动至所需要的角度后砂轮机2随即启动，待转速趋于平稳后，Y轴直线模组102缓慢移动至相应的位置并完成单面的磨削工作。单面磨削完成后，Y轴直线模组102快速退回至起始位置，超薄型气缸305向下收回，此时控制四轴转台301旋转一个角度，由于接触轴303与三棱刀片的抵接，从而使得三棱刀片同步转动，从而使得另一需要磨削的面转动至所需要的位置，待一切就绪后，超薄型气缸305向上顶起至合适的位置，此时Y轴直线模组102缓慢移动至相应的位置并完成该面的磨削工作。当所以的面均磨削完成后，Y轴直线模组102快速退回至起始位置，砂轮机2关停，标准型气缸302缩回后即可手动取下磨削完成后的三棱刀片。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：包括驱动机构，驱动机构上安装有砂轮机(2)和加工平台(4)，加工平台(4)上安装有装夹机构，待磨削的三棱刀片通过装夹机构进行固定后，通过砂轮机(2)进行磨削加工。

2.根据权利要求1所述的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：所述驱动机构包括X轴直线模组(101)、Y轴直线模组(102)和精密转台(103)，X轴直线模组(101)和Y轴直线模组(102)互相垂直构成装置坐标系，X轴直线模组(101)位于装置坐标系的X轴方向，Y轴直线模组(102)位于装置坐标系的Y轴方向，X轴直线模组(101)的导程和Y轴直线模组(102)的导程均为固定值；精密转台(103)包括精密转台壳体(1031)，精密转台壳体(1031)内设有互相啮合的转台转轮(1032)和转台杆(1033)，转台转轮(1032)和转台杆(1033)构成蜗轮蜗杆结构，转台杆(1033)上连接有转台电机(1034)，转台电机(1034)驱动转台杆(1033)转动，进而带动转台转轮(1032)旋转，转台转轮(1032)的轴线与装置坐标系的Z轴平行。

3.根据权利要求1所述的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：所述砂轮机(2)包括砂轮(201)和砂轮电机(202)，砂轮电机(202)安装于Y轴直线模组(102)的滑块上部，其砂轮(201)的回转轴线与装置坐标系Y轴轴线平行，砂轮(201)用于完成对三棱刀片进行磨削加工。

4.根据权利要求1所述的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：所述装夹机构包括四轴转台(301)、标准型气缸(302)、接触轴(303)、顶尖(304)、超薄型气缸(305)和V型块(306)，四轴转台(301)、标准型气缸(302)均定位安装于加工平台(4)上部，接触轴(303)装夹于四轴转台(301)之上，顶尖(304)装夹于标准型气缸(302)之上，四轴转台(301)与接触轴(303)的回转轴线相同，标准型气缸(302)与顶尖(304)轴线相同且与四轴转台(301)与接触轴(303)的回转轴线同轴；超薄型气缸(305)安装于加工平台(4)的上部，V型块(306)安装于超薄型气缸(305)的活塞杆端，用于完成对三棱刀片的定位工作。

5.根据权利要求1所述的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：所述加工平台(4)定位安装于精密转台(103)上部，加工平台(4)用于对装夹机构进行定位与支承。

6.根据权利要求1所述的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：所述X轴直线模组(101)、Y轴直线模组(102)分别与装置坐标系的X轴和Y轴的轴线平行且不在同一平面上，防止因为X轴直线模组(101)和Y轴直线模组(102)的运动导致砂轮机(2)与其它结构产生干涉。

7.根据权利要求1所述的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：所述V型块(306)安装于超薄型气缸(305)之上，用于完成对三棱刀片的定位工作，三棱刀片嵌在V型块(306)内，使得V型块(306)与加工平台(4)、三棱刀片无相对运动。

8.根据权利要求1所述的一种固定正交三棱刀片磨削加工装置，其特征在于：所述顶尖(304)定位装夹于标准型气缸(302)的活塞杆端，其轴线与标准型气缸(302)轴线重合，并可绕标准型气缸(302)轴线旋转。

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