CN220880848U - 一种用于电解磨削刀片刃口的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电解磨削刀片刃口的夹具，其利用气缸驱动楔形压块远离梯形底座，利用弹簧的弹力推动楔形压块向梯形底座移动，楔形压块的下斜面与梯形底座上斜面配合夹紧刀片；为了避免夹具被电解液腐蚀，气缸外固定有防水罩，前挡板与楔形压块之间设有一圈环向的、能够随楔形压块移动而伸缩的防水护套；梯形底座利用L型导电体保证作为阳极的工件通电，使整个导电回路连通，通过梯形绝缘体部分来防止梯形底座被腐蚀。本实用新型适于在刀片刃口电解磨削的加工环境下使用，且能够提高加工效率。

Description

一种用于电解磨削刀片刃口的夹具

技术领域

本实用新型涉及夹具，具体涉及一种用于电解磨削刀片刃口的夹具。

背景技术

刀片的刃口加工直接关系刀具的切削性能和使用寿命。

传统的刀片刃口加工方法为机械磨削，即在磨削机上用磨削工具对刀片刃口进行磨削。由于磨削过程中砂轮的磨削力大以及热量集中不能及时散出，导致加工出来的刃口表面质量较差，容易磨损和变形，且锋利度很难达标。电解磨削是一种复合了机械、电化学的新型磨削加工技术，其原理是在电解液的作用下，利用电化学反应使刀片表面发生氧化、溶解、氧化膜刮除等过程，实现刀具刃口面的加工。

目前，大多数刀具磨削夹具都采用压板、定位销、压紧螺栓的结构对工件进行固定，这种压紧结构下，工件的压紧力主要来源于螺栓，依靠螺栓材料自身的强度来对抗剪切力。当磨削力过大时，可能会造成螺栓产生一定的弯曲变形，从而对压紧力产生影响。并且，利用螺栓固定的压紧结构在更换工件或是工件的换面加工时，需要频繁的拆卸，会对螺栓螺纹造成磨损，长期使用螺栓会有脱出的风险，并且极大地降低了加工效率。

相比于传统磨削加工，电解磨削的加工环境发生了改变，加工过程中工件必须处于电解液介质中，由于电解液的腐蚀作用，这就要求夹具具备防腐蚀性能以及不能频繁地拆装，传统的刀具磨削夹具显然已不适用。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种能够在刀片刃口电解磨削的加工环境下使用的、加工效率高的夹具。

技术方案：本实用新型所述的用于电解磨削刀片刃口的夹具，包括基座，基座上自左向右依次固定有后挡板、前挡板和梯形底座，前、后挡板间固定有气缸，气缸轴穿过前挡板，气缸轴端部固定有楔形压块；前挡板右端面固定有两根导向杆，用于插入楔形压块并为其左右移动提供导向，该两根导向杆位于气缸轴两侧对称设置；导向杆上套接有弹簧，弹簧具有一定的预压缩量；气缸外固定有防水罩，前挡板与楔形压块之间设有一圈环向的、能够随楔形压块移动而伸缩的防水护套；梯形底座包括L型导电体和可拆卸固定于L型导电体槽中的梯形绝缘体，二者的上斜面相接合形成刀片安装面，楔形压块下斜面适配于所述刀片安装面；当气缸接通气源时，带动楔形压块远离梯形底座；当气缸与气源相断开时，弹簧推动楔形压块向梯形底座移动，配合梯形底座夹紧刀片。

进一步地，梯形底座的刀片安装面上开设有若干直槽口，直槽口一端延伸至L型导电体左端面，另一端延伸至梯形绝缘体右端面；梯形绝缘体侧面开设有导气长槽，导气长槽通过气孔沟通各直槽口；导气长槽端部通过第二气管连接气源。

进一步地，刀片在刀片安装面上并排安装，每一个刀片分配至少两道直槽口。

进一步地，第二气管上设置有控制通断的第二电磁阀。

进一步地，气缸通过第一气管连接气源，第一气管穿过防水罩，第一气管上设置有控制通断的第一电磁阀。

进一步地，导向杆与设置于楔形压块端部的法兰式直线轴承相配合。

进一步地，前挡板右端面设有圆环型凸台，楔形压块左端面设有圆形凸台，防水护套两端通过喉箍与相应凸台进行固定。

进一步地，基座上端面设有直槽，直槽中位于前挡板与基座连接的位置设有防水垫片。

进一步地，楔形压块下斜面前端设有若干用于压紧刀片的凸台，凸台与刀片一一对应。

进一步地，气缸轴端部与楔形压块通过螺钉相固定。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

(1)利用弹簧、气缸来实现楔形压块的移动、夹紧及复位动作，楔形压块将弹簧横向弹力放大为垂直于工件加工面的压紧力，实现对工件的夹紧，提高了压紧的可靠性，能够有效保证工件在加工过程中不脱出。当加工完成后，气缸接通气源将楔形压块拉开，露出加工完一面的工件，然后可对工件进行快速的换面加工。夹具自动化程度高，避免了繁琐的人工拆卸夹具的过程，缩短了整个加工过程所用的时间，减少了夹具在拆装过程中的损耗，提高了加工效率。

(2)将梯形底座分为L型导电体和梯形绝缘体，这样既能够依靠L型导电体保证作为阳极的工件通电，从而使整个导电回路连通，又能够依靠梯形绝缘体部分来防止梯形底座被腐蚀。

(3)刀具的运动轨迹更加简单，由于夹紧面的倾斜角度和刀具刃口的倾斜角度一致，因此导电砂轮只需要作水平直线运动就可以对工件进行磨削。

附图说明

图1是本申请实施例提供的夹具的结构示意图；

图2是图1去掉防水罩后的结构示意图；

图3是本申请实施例中梯形底座的结构示意图；

图4是本申请实施例中梯形绝缘体的结构示意图；

图5和图6是本申请实施例中楔形压块不同视角下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1至图6中的附图标记如下：

1，基座；2，梯形底座；20，L型导电体；21，梯形绝缘体；210，导气长槽；22，直槽口；3，工件；4，楔形压块；40，凸台；41，圆形凸台；42，法兰式直线轴承；5，前挡板；50，圆环型凸台；51，气缸轴；6，防水罩；7，第一气管；8，第二气管；9，导电砂轮；10，气缸；11，弹簧。

如图1至图6所示，一种用于电解磨削刀片刃口的夹具，包括基座1、梯形底座2、楔形压块4和气缸10，梯形底座2设置于基座1右端，包括L型导电体20和梯形绝缘体21，其中，L型导电体20通过螺钉可拆卸连接在基座1上。梯形绝缘体21设置于L型导电体20的凹槽中，二者通过螺钉可拆卸连接。L型导电体20和梯形绝缘体21二者的上斜面相接合形成刀片安装面，楔形压块4下斜面适配于所述刀片安装面。

基座1上位于梯形底座2左侧位置通过螺钉固定有后挡板和前挡板5，气缸10通过螺栓固定于后挡板和前挡板5之间。气缸轴51穿过前挡板5，朝向梯形底座2。气缸10外设有防水罩6，该防水罩6通过螺钉与基座1及前挡板5相固定。此外，为保证气缸10能够实现全密封防水，在基座1上端面开设有直槽，直槽中位于前挡板5与基座1连接的位置设有防水垫片。气缸10通过第一气管7连接气源，第一气管7穿过防水罩6，第一气管7上设置有控制通断的第一电磁阀。

前挡板5右端面一体设有圆环型凸台50及两根导向杆，该两根导向杆位于气缸轴51两侧对称设置。楔形压块4左端面设有圆形凸台41，圆形凸台41中心开设有沉头螺纹孔，围绕着该沉头螺纹孔对称分布有一对法兰式直线轴承42。气缸轴51端部与楔形压块4通过内六角圆柱螺钉连接，两根导向杆分别插入两个法兰式直线轴承42中，为楔形压块4的左右移动提供导向。在两根导向杆上均套接有适配的弹簧11，弹簧11具有一定的预压缩量。当楔形压块4左右受力不均匀时，导向杆为楔形压块4提供平衡力矩，有效防止楔形压块4发生前后倾覆。导向杆还避免了弹簧11悬空而发生扭转变形。通过设置导向杆提高了夹具整体的稳定性。

前挡板5与楔形压块4之间还设有一圈环向的、能够随楔形压块4移动而伸缩的防水护套，防水护套的一端通过喉箍箍紧在圆环型凸台50上，另一端通过喉箍箍紧在圆形凸台41上。防水护套主要用于夹具运动部分，包括气缸轴51、弹簧11、导向杆的防腐蚀保护。

梯形底座2的刀片安装面上开设有八条截面呈矩形的直槽口22，直槽口22一端延伸至L型导电体20左端面，另一端延伸至梯形绝缘体21右端面。梯形绝缘体21前侧面开设有导气长槽210，导气长槽210通过八个气孔分别沟通各直槽口22，导气长槽210端部设置R型管螺纹，用于连接第二气管8，第二气管8另一端连接气源，第二气管8上设置有控制通断的第二电磁阀。为了方便安装，在刀片安装面上还设有定位凸台，以便对刀片快速进行定位安装。本实施例中，四片刀片在刀片安装面上并排安装，每一个刀片分配两道直槽口22。

加工时，第二电磁阀控制第二气管8通气，气流经过导气长槽210后由八个直槽口22流出，由于气流的持续作用，工件3下方的非加工区域不会有电解液停留，从直槽口22底部出来的气流会充满整个工件3周围，形成正压性密封环境，可以有效防止电解液流进直槽口22并流到工件3表面，从而有效避免了工件表面非加工区域的杂散腐蚀。导气长槽210和气孔的形状由工件形状以及加工孔难度共同决定，只要能形成正压性密封环境即可。

楔形压块4下斜面前端设有四个用于压紧刀片的凸台40，凸台40与刀片一一对应。凸台40可以使梯形底座2上的四个工件3受力均匀。由于凸台40的存在，楔形压块4压紧时首先与工件3接触，压紧后，楔形压块4前端与工件3均发生弹性形变，此时凸台40压到梯形底座2上。除此之外，还可以利用其他的方式来保证工件3压紧且受力均匀，例如在凸台40处增加橡胶垫片等。

本实施例中，防水罩6采用316不锈钢材质，防水护套采用尼龙皮套。

本实施例提供的夹具的工作原理为：

通过梯形底座2和楔形压块4夹紧工件。导电砂轮9接通脉冲直流电源负极，基座1接通电源正极。由于梯形底座2的上半部分是绝缘体，所以在加工过程中，梯形底座2上半部分不会被电解液腐蚀。梯形底座2下半部分为导体，与工件3尾部接触，当接通电源后，能让整个工件3带电，并且避免了加工区域电流密度过大。

导电砂轮9沿着刀片刃口加工面从后向前移动加工，并且有一定的越程量。电解液通过喷嘴沿着导电砂轮9进给方向的加工间隙喷出，电解液为10％的硝酸钠溶液。当四个工件3的正面均加工完成之后，断电。然后通过第一电磁阀控制接通气缸10，气缸轴51带动楔形压块4向左移动，露出工件3。弹簧11压缩到极限位置所产生的压力远大于气缸10的极限拉力，因此气缸10并不能将弹簧11拉到极限位置。当气缸10达到极限拉力后，会在弹簧11的行程内保持静止，实现对气缸10的限位保护。具体来说，气缸轴51拉动楔形压块4向左移动的过程中，两个弹簧11在原有压缩位移的基础上进一步被压缩，在达到弹簧11的压缩极限量之前，气缸10的拉力已经达到最大拉力，对于气缸10来说，此时的弹簧11可以视为不可压缩的刚体，以此来对气缸10进行轴向位移的限位。

在加工过程中，由于弹簧11安装完成之后即处于压缩状态，可以为楔形压块4提供横向的作用力。楔形压块4仅有下斜面与梯形底座2上斜面发生接触，根据力的合成原理，来自于一对弹簧11的力经过楔形压块4放大后作用于梯形底座2的斜面上，经过计算可以得出，放大后的作用力远大于加工过程中导电砂轮9给工件3的作用力，因此可以实现稳定的夹紧效果。在加工结束后，气缸轴51运动过程中，又可以利用弹簧弹力实现气缸10的限位，从而起到保护气缸10的作用。

将所有工件换到待加工面后，第一电磁阀控制气缸10断气，在弹簧11的作用下，楔形压块4重新压在梯形底座2上，由于弹簧11提供的作用力远大于导电砂轮9给予工件的反向磨削力，所以工件会被完全压紧，由于楔形压块4上的凸台40作用，工件在导电砂轮9的加工过程中受到的压紧力分布均匀，压紧工件后，对刀，然后重复上述加工过程直至所有工件全部加工完毕。

需要指出的是，梯形底座2的形状、倾斜角度、整体结构均可以改变，在针对不同工件的电解磨削加工过程中，可根据工件的形状设计相应的支撑结构，当需要加工不同角度的加工面时，只需要改变梯形底座2的倾斜角度即可，主要原理是：与一组平行面相交的平面，其所夹角中对顶角均相等。梯形底座2的导电部分(对应于L型导电体20)与绝缘部分(对应于梯形绝缘体21)的形状以及连接方式也可以根据实际加工工件的形状以及导电需求来改变。

Claims (10)

1.一种用于电解磨削刀片刃口的夹具，包括基座(1)，其特征在于，基座(1)上自左向右依次固定有后挡板、前挡板(5)和梯形底座(2)，前、后挡板间固定有气缸(10)，气缸轴(51)穿过前挡板(5)，气缸轴(51)端部固定有楔形压块(4)；前挡板(5)右端面固定有两根导向杆，用于插入楔形压块(4)并为其左右移动提供导向，该两根导向杆位于气缸轴(51)两侧对称设置；导向杆上套接有弹簧(11)，弹簧(11)具有一定的预压缩量；气缸(10)外固定有防水罩(6)，前挡板(5)与楔形压块(4)之间设有一圈环向的、能够随楔形压块(4)移动而伸缩的防水护套；梯形底座(2)包括L型导电体(20)和可拆卸固定于L型导电体(20)槽中的梯形绝缘体(21)，二者的上斜面相接合形成刀片安装面，楔形压块(4)下斜面适配于所述刀片安装面；当气缸(10)接通气源时，带动楔形压块(4)远离梯形底座(2)；当气缸(10)与气源相断开时，弹簧(11)推动楔形压块(4)向梯形底座(2)移动，配合梯形底座(2)夹紧刀片。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，梯形底座(2)的刀片安装面上开设有若干直槽口(22)，直槽口(22)一端延伸至L型导电体(20)左端面，另一端延伸至梯形绝缘体(21)右端面；梯形绝缘体(21)侧面开设有导气长槽(210)，导气长槽(210)通过气孔沟通各直槽口(22)；导气长槽(210)端部通过第二气管(8)连接气源。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，刀片在刀片安装面上并排安装，每一个刀片分配至少两道直槽口(22)。

4.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，第二气管(8)上设置有控制通断的第二电磁阀。

5.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，气缸(10)通过第一气管(7)连接气源，第一气管(7)穿过防水罩(6)，第一气管(7)上设置有控制通断的第一电磁阀。

6.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，导向杆与设置于楔形压块(4)端部的法兰式直线轴承(42)相配合。

7.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，前挡板(5)右端面设有圆环型凸台(50)，楔形压块(4)左端面设有圆形凸台(41)，防水护套两端通过喉箍与相应凸台进行固定。

8.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，基座(1)上端面设有直槽，直槽中位于前挡板(5)与基座(1)连接的位置设有防水垫片。

9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，楔形压块(4)下斜面前端设有若干用于压紧刀片的凸台(40)，凸台(40)与刀片一一对应。

10.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，气缸轴(51)端部与楔形压块(4)通过螺钉相固定。