CN212600667U - 一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床 - Google Patents

Abstract

一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，属于超硬刀具刃磨加工技术领域。包括床身、砂轮主轴平动手轮,砂轮主轴平动部件、砂轮主轴部分、砂轮主轴仰视锁紧把手、CCD在线监测部件、立柱、刀架部件、工作台部件、2.2kw三相电机、旋转立轴部件、进刀托板部件及罩壳；本实用新型可实现超硬刀具直线形刃口、圆弧形刃口的刃磨加工，通过外接视频显示装置，还可实现加工过程的在线监视、刀具刃口几何尺寸的测量等功能。与普通的磨床相比，具有操作灵活、加工精度高、结构紧凑、功能齐全等优势，配合各类专用夹具，可满足各类超硬刀具刃磨加工的需求。

Description

一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床

技术领域

本实用新型属于超硬刀具刃磨加工技术领域，涉及一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床。

背景技术

随着时代的发展和技术及要求的提高，超硬刀具应运而生。特别是航天航空技术的发展及系列精密仪器的发展需求，超硬刀具应用变得广泛而大受欢迎，尤其是金刚石刀具；而且金刚石刀具越来越广泛、领域越来越多，有逐渐代替某些金属刀的趋势。它具有精度高、不易磨损、刃口锋利、加工精度高、粗糙度好等等优点。所以市场需求率逐渐上升，但由于金刚石刀具加工难，需要专门的磨床进行加工。

目前，国内外超硬刀具磨床通常采用砂轮主轴升降方式，实现工具砂轮与刀具垂直方向位置的调整与校正。对于尺寸相差悬殊的不同类超硬刀具，如：机夹刀片与大尺寸木工锯片，由于机床结构的限制，难以同时满足它们的加工需求。

实用新型内容

本实用新型解决现有技术存在的技术问题，从而提供一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床。

现有技术问题通过以下技术方案得以解决：一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，不仅满足了超硬刀具刃磨加工的各项需求，还有效扩展了磨床加工对象的范围。

一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，包括床身、砂轮主轴平动手轮,砂轮主轴平动部件、砂轮主轴部分、砂轮主轴仰视锁紧把手、CCD在线监测部件、立柱、刀架部件、工作台部件、2.2kw三相电机、旋转立轴部件、进刀托板部件及罩壳；底座连接床身,床身的后部连接配电柜，床身上连接旋转立轴部件、砂轮主轴平动部件、工作台部件、罩壳及进刀拖板部件,砂轮主轴平动部件连接砂轮主轴部分,砂轮主轴仰视锁紧把手及砂轮主轴平动手轮连接砂轮主轴平动部件,旋转立轴部件连接立柱,立柱连接CCD在线监测器,工作台部件连接刀架；底座与砂轮主轴平动部件连接，伺服电机可实现砂轮主轴部分沿滚动导轨进行定位移动及摆幅和频率的控制；旋转立轴与托板由轴承和精密螺母连接成整体，整体下方是进气盘通过螺母与托板连接，进气盘下方是摩擦片和锁紧轴套压紧配合的整体结构，通过轴套上的6个半螺纹通孔与螺栓的配合使轴套变形与轴锁紧，摩擦片下方是摩擦盘通过螺栓固定在进气盘上；进气盘通过进气孔进气，使进气盘与摩擦片间的气动垫向下运动，气动垫与摩擦片接触使气动垫产生形变，气动垫与下方的摩擦盘接触产生摩擦；旋转立轴上端部连接工作台部件，编码器安装在旋转立轴下端，并通过联轴器与旋转立轴直连；编码器固定盘与编码器连接,编码器通过联轴器与旋转立轴连接，密封圈放进刻度盘卡槽与旋转轴接触密封，机械锁紧机构与刻度盘通过锁紧把手及卡在刻度盘槽里的弧形带弧形块通过螺纹连接；进气盘与托板通过螺栓连接，气动垫悬浮于进气盘内，锁紧轴套压进摩擦片套孔中，摩擦盘与进气盘用螺栓连接；立柱的固定板通过紧固螺钉安装在进刀托板部件，相机与远焦光学镜筒连接，相机及远焦光学镜筒通过连接件固定在第三托板上，相机及远焦光学镜筒能够随第一托板、第二托板及第三托板移动；立柱连接第一托板，第一托板连接第二托板，第二托板连接第三托板，第一托板第二托板及第三托板为相互垂直的三维结构。

罩壳有壳体,壳体包括自锁装置、左防水帘、防护橡胶罩及右防水帘,壳体底部连接左防水帘及右防水帘,防水帘通过螺钉固定在不锈钢方管上焊接在另一个与其垂直方管上套在与罩壳用螺栓连接的长方管上。壳体的一侧连接防护橡胶罩，自锁装置通过螺母与焊接在方管上的不锈钢块连接。底座旁放置操作冷却箱,输液管与操作冷却箱连接；床身连接伺服电机箱。2.2kw三相电机通过皮带轮及皮带带动砂轮主轴旋转，2.2kw三相电机连接变频器，主轴套通过螺杆和锁紧把手与左立柱、右立柱连接，转轴是由两个半螺纹的螺栓，使轴套和螺纹配合，空螺纹的部分和立柱旋转孔配合，气缸主要是辅助转动和分担承重通过调节锁紧把手、通过气缸辅助实现主轴绕转轴进行旋转；右立柱及左立柱支撑连接主轴套,主轴套内腔连接砂轮主轴,砂轮主轴连接法兰盘,主轴套连接砂轮罩。

本实用新型的优点是：

本实用新型可实现超硬刀具直线形刃口、圆弧形刃口的刃磨加工，通过外接视频显示装置，还可实现加工过程的在线监视、刀具刃口几何尺寸的测量等功能。与普通的磨床相比，具有操作灵活、加工精度高、结构紧凑、功能齐全等优势，配合各类专用夹具，可满足各类超硬刀具刃磨加工的需求。

本实用新型与其他机床相比体积小、功能强、结构紧凑、精度高的特点。可实现超硬刀具直线形刃口、圆弧形刃口的刃磨加工，通过外接视频显示装置、变频调速器等，还可实现加工过程在线监视、刀具刃口几何尺寸测量、砂轮主轴调速等功能。刀具可进行升降，与传统的磨头和主轴升降方式，刀具升降具有结构简单、易于保养、结构新颖，与传统相比功能毫不逊色。具有独特的气动抱闸功能，通过各个气路相关元件的连接，实现独特的气刹功能，且实际效果佳、国内鲜有。CCD可以在三维空间上移动保证CCD和转轴的同心。CCD与托板同步运动，可实时观测刀具的磨削情况，实现磨削的过程中同步检测，快捷方便。精度高且操作简易，便于学习和使用，加工方便。是实际生产的较佳选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。如图其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的床身结构示意图。

图3为本实用新型的磨头装置结构示意图。

图4为本实用新型的防水装置结构示意图。

图5为本实用新型的旋转立轴装置结构示意图。

图6为本实用新型的工作台结构示意图。

图7为本实用新型的储油装置结构示意图。

图8为本实用新型的刀架结构示意图。

图9为本实用新型的CCD在线监测装置结构示意图。

床身1,砂轮主轴平动手轮2,砂轮主轴平动部件3,砂轮主轴部分4,砂轮主轴仰视锁紧把手5,CCD在线监测器6,立柱7,刀架8,工作台部件9，旋转立轴部件10,进刀托板部件11,罩壳12,操作冷却箱13,底座14,配电柜15，导轨16,伺服电机箱17,底座18,气缸19,主轴套20,砂轮罩21,砂轮主轴22,法兰盘23,右立柱24,左立柱25,转轴26,锁紧把手27,2.2kw三相电机67,壳体28,自锁装置29,左防水帘30,防护橡胶罩31,右防水帘32,编码器33,旋转立轴34,摩擦片35,托板36,密封圈37,机械锁紧机构38,刻度盘39,进气盘40,气动垫41,摩擦盘42,锁紧轴套43,编码器固定盘44,工作台45,中拖板46,第一拖板移动手轮47,第二拖板移动手轮48,下托板50,工作台锁紧把手49，方钢51,地脚52,储油盘53,刀架底座54,燕尾55,升降螺栓56,刀架57,可装卡矩形杆刀具58,紧固螺钉59,固定板60,CCD在线监测装置的第一托板61,CCD在线监测装置的第二托板62,CCD在线监测装置的第三托板63,输液管64,相机65,远焦光学镜筒66。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8及图9所示，一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，参照图1，包括：床身1、砂轮主轴平动手轮2,砂轮主轴平动部件3、砂轮主轴部分4、砂轮主轴仰视锁紧把手5、CCD在线监测部件6、立柱7、刀架部件8、工作台部件9、旋转立轴部件10、进刀托板部件11及罩壳12等。操作冷却箱13放置底座14旁,底座14连接床身1,床身1的后部连接配电柜15，床身1上连接旋转立轴部件10、砂轮主轴平动部件3、工作台部件9、罩壳12及进刀拖板部件11,输液管64与操作冷却箱13连接。砂轮主轴平动部件3连接砂轮主轴部分4,砂轮主轴仰视锁紧把手5及砂轮主轴平动手轮2连接砂轮主轴平动部件3,旋转立轴部件10连接立柱7,立柱7连接CCD在线监测器6,工作台部件9连接刀架8。

参照图2，所述床身及摆动部件包括床身1、导轨16、伺服电机箱17及底座18。床身1连接伺服电机箱17，底座18与砂轮主轴平动部件3连接，伺服电机可实现砂轮主轴部分4沿滚动导轨进行定位移动及摆幅和频率的控制。

参照图3，主轴部分包括气缸19,主轴套20,砂轮罩21,砂轮主轴22,法兰盘23,右立柱24,左立柱25,转轴26,锁紧把手27,2.2kw三相电机67,2.2kw三相电机67通过皮带轮及皮带带动砂轮主轴22旋转，2.2kw三相电机67连接变频器进行调速，主轴套通过螺杆和锁紧把手与左立柱24、右立柱25连接，转轴26是由两个半螺纹的螺栓，使轴套和螺纹配合，空螺纹的部分和立柱旋转孔配合，气缸19主要是辅助转动和分担承重通过调节锁紧把手27、通过气缸19辅助实现主轴绕转轴26进行旋转。

右立柱24及左立柱25支撑连接主轴套20,主轴套2内腔0连接砂轮主轴22,砂轮主轴22连接法兰盘23,主轴套20连接砂轮罩21。

参照图4，不锈钢的罩壳12主要有壳体28,壳体28包括自锁装置29、左防水帘30、防护橡胶罩31及右防水帘32,壳体28底部连接左防水帘30及右防水帘32,防水帘通过螺钉固定在不锈钢方管上焊接在另一个与其垂直方管上套在与罩壳用螺栓连接的长方管上，可以使防水帘沿着方管上下移动。

壳体28的一侧连接防护橡胶罩31，自锁装置29通过螺母与焊接在方管上的不锈钢块连接。

左防水帘30及右防水帘32的长短不一可上下移动，通过自锁装置29；控制防水帘的移动与否，方便加工及观察，又起到防水防止工作液飞溅的目的。

参照图5，所述进刀拖板部件包括编码器33,旋转立轴34,摩擦片35,托板36,密封圈37,机械锁紧机构38,刻度盘39,进气盘40,气动垫41,摩擦盘42,锁紧轴套43,编码器固定盘44,如图5看出,旋转立轴34与托板由轴承和精密螺母连接成整体，整体下方是进气盘40通过螺母与托板36连接，进气盘下方是摩擦片35和锁紧轴套43压紧配合的整体结构，通过轴套43上的6个半螺纹通孔与螺栓的配合使轴套变形与轴锁紧，摩擦片35下方是摩擦盘42通过螺栓固定在进气盘40上。进气盘40通过进气孔进气，使进气盘40与摩擦片35间的气动垫41向下运动，气动垫41与摩擦片35接触使气动垫41产生形变，气动垫41与下方的摩擦盘42接触产生摩擦，从而达到旋转立轴34抱死实现气动抱闸的功能。

通过各个气路相关元件的连接，实现独特的气刹功能，且实际效果佳、国内鲜有。

旋转立轴34通过轴承和精密螺母与在进刀托板36连接，可实现360°旋转。

通过气阀开关控制气缸使拖板36拖动整套机构沿滚动导轨，实现直线进给运动来控制进刀或退刀，通过固定在床身部件上的直线光栅尺及外接的显示仪表，可准确确定拖板的位移量；旋转立轴34上端部连接工作台部件9，通过密封与旋转立轴机械锁紧装置的机械锁紧机构38实现工作台部件9的旋转与锁紧，从而控制角度位置；编码器33安装在旋转立轴34下端，并通过联轴器与旋转立轴34直连，从外接显示仪表上可观察到旋转立轴34旋转的精确角度值。通过外接气压实现立轴的锁紧，没有气压时旋转轴可自由旋转。

机械锁紧机构38与刻度盘通过锁紧把手及卡在刻度盘槽里的弧形带弧形块通过螺纹连接。

编码器固定盘44与编码器33连接,编码器33通过联轴器与旋转立轴34连接，密封圈放进刻度盘卡槽与旋转轴接触密封，机械锁紧是通过上边的7型把手进行角度的固定，成对存在，通过螺栓与工作台销子实现硬限位，从而对工作台角度进行固定。

进气盘40与托板36通过螺栓连接，气动垫悬浮于进气盘40内，锁紧轴套压进摩擦片35套孔中，通过轴套上的6个半螺纹孔与轴34抱死置于气动垫41下方，摩擦盘42与进气盘40用螺栓连接，安装于摩擦片的下方。

参照图6，所述工作台部件用于安装刀具夹具，由工作台45、中拖板46、第一拖板移动手轮47、第二拖板移动手轮48、下托板50及工作台锁紧把手49组成。

工作台部件9固定在旋转立轴34上，工作台部件9能够随旋转立轴34转动；工作台部件9有十字的移动结构，移动结构包括滑板、下托板50、中拖板46、第一拖板移动手轮47、第二拖板移动手轮48、丝杠、丝母及导轨，工作台部件9的十字移动结构能够实现固定在工作台45上表面的刀具夹具在二维平面内任意方向移动。工作台锁紧把手49连接滑板及底板，工作台锁紧把手49能够锁紧滑板及底板。

参照图7，所述支架部分由储油盘53、方钢51、地脚52组成，其为焊接件。储油盘53与方钢51焊接连接，地脚52与方钢51焊接连接。

参照图8，所述刀架部件安装在工作台上表面，刀架部件由刀架底座54、燕尾55、升降螺栓56、刀架57及可装卡矩形杆刀具58组成，升降螺栓56连接齿轮齿条结构，刀架57及可装夹矩形杆刀具58通过齿轮齿条结构，使刀架57可在Z轴上进行移动并具有精确的重复定位功能。

燕尾55连接刀架底座54、可刀架57，刀架57连接装卡矩形杆刀具58。

参照图9，紧固螺钉59,固定板60,CCD在线监测装置的第一托板61,CCD在线监测装置的第二托板62,CCD在线监测装置的第三托板63,输液管64,相机65,远焦光学镜筒66。立柱7的固定板60通过紧固螺钉59安装在进刀托板部件11，相机65与远焦光学镜筒66连接，相机65及远焦光学镜筒66通过连接件固定在第三托板63上，相机65及远焦光学镜筒66能够随第一托板61、第二托板62及第三托板63移动，通过远焦光学镜筒66、相机65外接计算机及专用软件实现加工过程的在线观察与二维刀具几何尺寸的测量。

三个手轮分别用于实现光学镜筒66与相机65在垂直方向上沿第一托板61、第二托板62和第三托板63的移动从而实现三维平面内任意方向移动。

其中3部分可调整镜头垂直方向的移动。

该机构可与旋转立轴、工作台部件、刀具夹具配合调整，并借助外接计算机及专用软件实现镜筒光学轴心线与旋转立轴轴心线同轴。

立柱7连接第一托板61，第一托板61连接第二托板62，第二托板62连接第三托板63，第一托板61第二托板62及第三托板63为相互垂直的三维结构，通过螺栓把三个方向的托板分别进行连接。

实施例2：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8及图9所示，一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床由床身、砂轮主轴平动部件、砂轮主轴部分、CCD在线监测、刀架、工作台部件、旋转立轴部件、进刀拖板等组成。

床身部件是本磨床的基础部件，通过滚动导轨与砂轮主轴平动部件、进刀拖板部件直接连接，由高强度铸铁床身、滚动导轨副、丝杠副等组成。

砂轮主轴平动部件用于实现砂轮主轴的加工过程中的往复摆动，通过调节砂轮主轴锁紧把手完成主轴的角度调整，与其他机床想比砂轮的摆动有伺服电机控制，通过伺服电机带动托板丝杠，可根据加工要求，调整伺服电机从而控制砂轮主轴的摆动幅度和频率。

砂轮主轴部件通过左右立柱与砂轮主轴平动部件连接，由2.2kw三相电机67与砂轮主轴仰俯调节机构组成。通过外接变频调速器，可对电主轴转速进行调整，通过转动砂轮主轴仰俯调节螺母可实现砂轮-5°～25°范围内的仰俯角度调整。主轴前端配有法兰盘，可安装通用的金刚石砂轮。

CCD在线监测部件通过立柱安装在进刀拖板部件上，用于实现加工过程的监视与刀具刃口的在线测量，由三维平移机构与CCD镜筒、机床工作灯、LED环形灯等组成，其中三维平移机构用于实现CCD镜筒光学轴心线与旋转立轴轴心线的调整，以及CCD镜筒焦距的调整。

不锈钢罩壳安装在床身上，在其操作面采用两个长短不同防水帘，便于操作观察、防止工作液飞溅。

刀架部件安装在工作台部件，采用新型可升降式的刀具，通齿螺纹传动带动燕尾导轨从而控制刀架的升降从，使刀架的高度可调并附带锁紧装置。

工作台部件通过螺钉与旋转立轴部件连接，包括二维平移机构及密封机构，通过转动两个手轮，可实现工作台在平面内两个方向的移动。密封机构采用迷宫密封用于防止加工过程中工作液溅入或渗入旋转立轴。

旋转立轴部件安装在进刀拖板部件内，其上端连接工作台部件，用于加工过程中工作台的圆周摆动，并完成圆弧刃口的刃磨加工，旋转立轴下端连接编码器，通过显示仪表，可精确显示工作台的旋转角度。

进刀拖板部件通过滚动导轨与床身部件连接，加工过程中的进刀、退刀由立轴套与床身间的气缸控制。其侧面安装直线光栅，可精确显示拖板的位置；床身表面打孔排出工作液，通过输液管与外接工作液箱连接，实现加工过程中工作液的循环；其右侧上表面安装立柱，实现加工过程中CCD在线监测部件与被加工刀具的直线同步移动。

实施例3：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8及图9所示，一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，属于金刚石、立方氮化硼等超硬材料刀具刃磨加工技术领域。该磨床由床身、砂轮主轴平动部件、砂轮主轴部分、CCD在线监测部件6、刀架、工作台部件、旋转立轴部件、进刀拖板部件、配电柜、操作冷却箱、不锈钢罩壳等组成。其中，砂轮主轴平动部件、进刀拖板部件通过滚动导轨与床身连接，旋转立轴部件固定在进刀托板上，工作台部件通过安装在旋转立轴部件上，砂轮主轴通过仰俯立柱与砂轮主轴平动部件连接，CCD在线监测部件6通过立柱与进刀拖板部件连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，其特征在于包括床身、砂轮主轴平动手轮,砂轮主轴平动部件、砂轮主轴部分、砂轮主轴仰视锁紧把手、CCD在线监测部件、立柱、刀架部件、工作台部件、2.2kw三相电机、旋转立轴部件、进刀托板部件及罩壳；底座连接床身,床身的后部连接配电柜，床身上连接旋转立轴部件、砂轮主轴平动部件、工作台部件、罩壳及进刀拖板部件,砂轮主轴平动部件连接砂轮主轴部分,砂轮主轴仰视锁紧把手及砂轮主轴平动手轮连接砂轮主轴平动部件,旋转立轴部件连接立柱,立柱连接CCD在线监测器,工作台部件连接刀架；底座与砂轮主轴平动部件连接，伺服电机可实现砂轮主轴部分沿滚动导轨进行定位移动及摆幅和频率的控制；旋转立轴与托板由轴承和精密螺母连接成整体，整体下方是进气盘通过螺母与托板连接，进气盘下方是摩擦片和锁紧轴套压紧配合的整体结构，通过轴套上的6个半螺纹通孔与螺栓的配合使轴套变形与轴锁紧，摩擦片下方是摩擦盘通过螺栓固定在进气盘上；进气盘通过进气孔进气，使进气盘与摩擦片间的气动垫向下运动，气动垫与摩擦片接触使气动垫产生形变，气动垫与下方的摩擦盘接触产生摩擦；旋转立轴上端部连接工作台部件，编码器安装在旋转立轴下端，并通过联轴器与旋转立轴直连；编码器固定盘与编码器连接,编码器通过联轴器与旋转立轴连接，密封圈放进刻度盘卡槽与旋转轴接触密封，机械锁紧机构与刻度盘通过锁紧把手及卡在刻度盘槽里的弧形带弧形块通过螺纹连接；进气盘与托板通过螺栓连接，气动垫悬浮于进气盘内，锁紧轴套压进摩擦片套孔中，摩擦盘与进气盘用螺栓连接；立柱的固定板通过紧固螺钉安装在进刀托板部件，相机与远焦光学镜筒连接，相机及远焦光学镜筒通过连接件固定在第三托板上，相机及远焦光学镜筒能够随第一托板、第二托板及第三托板移动；立柱连接第一托板，第一托板连接第二托板，第二托板连接第三托板，第一托板第二托板及第三托板为相互垂直的三维结构。

2.根据权利要求1所述的一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，其特征在于罩壳有壳体,壳体包括自锁装置、左防水帘、防护橡胶罩及右防水帘,壳体底部连接左防水帘及右防水帘,防水帘通过螺钉固定在不锈钢方管上焊接在另一个与其垂直方管上套在与罩壳用螺栓连接的长方管上。

3.根据权利要求2所述的一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，其特征在于壳体的一侧连接防护橡胶罩，自锁装置通过螺母与焊接在方管上的不锈钢块连接。

4.根据权利要求1所述的一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，其特征在于底座旁放置操作冷却箱,输液管与操作冷却箱连接；床身连接伺服电机箱。

5.根据权利要求1所述的一种刀具可升降的超硬刀具强力磨床，其特征在于2.2kw三相电机通过皮带轮及皮带带动砂轮主轴旋转，2.2kw三相电机连接变频器，主轴套通过螺杆和锁紧把手与左立柱、右立柱连接，转轴是由两个半螺纹的螺栓，使轴套和螺纹配合，空螺纹的部分和立柱旋转孔配合，气缸主要是辅助转动和分担承重通过调节锁紧把手、通过气缸辅助实现主轴绕转轴进行旋转；右立柱及左立柱支撑连接主轴套,主轴套内腔连接砂轮主轴,砂轮主轴连接法兰盘,主轴套连接砂轮罩。

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