一種圓弧刀研磨機及其工裝夾具和使用方法與流程

本發明屬于刀具研磨設備領域，具體地說，涉及一種圓弧刀研磨機及其工裝夾具和使用方法。

背景技術：

刀具的研磨一般分為手動研磨和機械研磨，手動研磨效率低，人工勞動強度大；機械研磨受到刀具不規則形狀限制，研磨需要多軸才能完成要求，但機械研磨采用自動化研磨設備，不需要人力參與，只需要控制各種參數，即可令設備自動完成，研磨效率很高，所以在刀具制造行業應用廣泛。

圓弧刀是指刃口呈圓弧形的圓形刀具，多用于圓形和圓凹痕加工，在雕刻傳統花卉上也有很大用處，如花葉、花瓣及花枝干的圓面都需用圓刀適形處理。圓弧刀橫向運刀比較省力，對大的起伏、小的變化都能適應。根據不同的用途，圓弧刀的型號應有所區別，大小范圍基本在5厘米-0.5厘米之間。做圓雕人物的刀口兩角要磨去，呈圓弧形，否則雕衣紋或其它凹痕時，不但推不動，還會使凹痕道的兩旁破損。倘若做浮雕時，則應保留刀口兩角，并利用其角尖的功能雕刻角落。由于圓刀用途不同，所對應的刀口形狀也不同，所以對應不同的圓弧刀應采用不同的研磨設備。如圖1所示，一種異形圓弧刀，其刀口內收成圓弧，且為半圓狀，普通研磨機很難實現這種圓弧刀的加工，因此需要設計一種專用設備。

中國專利申請號201420441494.2，公開日2014年12月31日的專利文件，公開了一種多頭圓刀刀口數控研磨機，包括有機座，機座上設置有三個Y軸滑臺，滑臺前端一一對應安裝有中心軸豎直設置的A主軸轉盤、B主軸轉盤、C主軸轉盤，每個滑臺座上分別裝有各自Z軸滑臺，各自滑臺裝有砂輪座，三個砂輪座上一一對應轉動安裝有A主軸砂輪、B主軸砂輪、C主軸砂輪。機架上裝有Y1、Y2、Y3軸，Y軸滑臺由伺服電機傳動滾珠螺桿，帶動上滑座做往返動作。上滑座裝有Z軸伺服電機傳動滾珠螺桿，帶動Z軸滑塊做上下進退刀。W軸步進電機控制旋轉角度的自動設備。該實用新型與傳統的研磨機相比效率和精度大為提高。

中國專利申請號201320086582.0，公開日2013年8月7日的專利文件，公開了一種數控精密圓刀研磨機。它包括機座、X軸導軌底座、X軸導軌、X軸滑塊、X軸滑板、X軸伺服電機機箱、砂輪緊固螺母、砂輪、工件緊固螺母、工件固定圓盤、工件、Z軸伺服電機機箱、輸入鍵盤、計算機、操作面板、機殼、Z軸進給伺服電機、Z軸滑塊、旋轉底盤、Z軸滑板、Z軸導軌、Z軸導軌底座、X軸進給伺服電機、X軸聯軸器、旋轉滑塊、Z軸聯軸器、Z軸進給伺服電機。該實用新型適用于磨削一些圓形工件，操作簡單、方便靈活，更換刀片簡單快捷，能滿足各種規格刀片的磨削，而且對工人技術要求較低，磨削過程完全可以由程序控制，生產效率較高。

上述兩份專利文件公開的技術方案中研磨砂輪均為圓盤式窄邊結構，但由于工裝的缺陷，無法高質量地實現圖1所示圓弧刀的研磨加工。

技術實現要素：

1、要解決的問題

針對現有研磨機存在研磨內收圓弧刀質量和效率低的問題，本發明提供一種圓弧刀研磨機及其工裝夾具和使用方法，能夠專用于研磨內收圓弧刀，起到了研磨質量好、研磨效率高的技術效果。

2、技術方案

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案。

一種圓弧刀研磨機工裝夾具，包括底座，所述的底座上設置有底板；所述的底板上固定設置有工裝模心；所述的工裝模心為圓盤形；所述的工裝模心的側面固定設置有夾具托塊；所述的夾具托塊包括一個內弧面；所述的內弧面與所述的工裝模心的外圓面貼合；所述的夾具托塊上設置有壓塊。

優選地，所述的夾具托塊為兩個；兩個所述的夾具托塊對稱設置在所述的工裝模心的兩側。

優選地，還包括旋轉主軸；所述的旋轉主軸一端與所述的底板下端固定，另一端與設置在所述的底座內的轉動齒輪固定連接；所述的底座內還設置有與所述的轉動齒輪齒輪嚙合的推動齒條；所述的推動齒條設置在齒條卡座的滑槽內，且其一端與油缸的活塞桿固定連接；所述的齒條卡座固定設置在所述的底座內；所述的油缸固定設置在所述的底座外側。

優選地，所述的夾具托塊的厚度大于所述的工裝模心的厚度。

優選地，所述的夾具托塊通過螺栓固定設置在所述的底板上。

一種圓弧刀研磨機，包括機座，還包括上述工裝夾具；所述的工裝夾具的底座固定在所述的機座上。

優選地，所述的工裝夾具上方設置有砂輪組件；所述的砂輪組件設置在滑臺固定座上；所述的滑臺固定座設置在所述的底座上。

優選地，所述的砂輪組件包括連接板、砂輪、主軸頭、皮帶輪和電機；所述的砂輪固定在所述的主軸頭的一端，主軸頭另一端與所述的皮帶輪固定連接；所述的主軸頭和電機均固定在所述的連接板上；所述的皮帶輪與所述的電機通過皮帶連接。

優選地，所述的機座上還固定設置有X軸滑臺座，所述的X軸滑臺座上設置有滑軌；所述的滑軌上設置有X軸滑臺；所述的X軸滑臺通過絲杠裝置實現在所述的X軸滑臺座上移動；所述的滑臺固定座固定設置在X軸滑臺上；所述的滑臺固定座的側面也設置有滑動軌道；所述的滑動軌道上設置有Z軸滑臺；所述的滑臺固定座內設置有Z軸滾珠螺桿；所述的Z軸滾珠螺桿上端與Z軸減速機連接，Z軸滾珠螺桿上設置有絲母；所述的絲母與所述的Z軸滑臺固定連接；所述的Z軸減速機固定設置在所述的滑臺固定座上；所述的砂輪組件通過所述的連接板固定設置在所述的Z軸滑臺上。

一種圓弧刀研磨機的使用方法，包括如下步驟：

步驟1，打開工裝夾具上的壓塊，將一待研磨圓弧刀工件放置于任意一個夾具托塊上，對準待研磨圓弧刀工件的位置使其內弧面與工裝模心外圓面、夾具托塊內弧面處于同一圓心上，鎖緊壓塊；

步驟2，將另一待研磨圓弧刀工件放置于另一個夾具托塊上，按上述步驟1中相同要求，與步驟1中鎖緊的待研磨圓弧刀工件對稱設置；

步驟3，調節控制X軸滑臺在X軸滑臺座上移動的絲杠裝置，使砂輪組件中的砂輪處在所述的工裝夾具的正上方；

步驟4，調節Z軸減速機，使砂輪組件下落至其砂輪與工件距離2-5mm；

步驟5，啟動油缸，驅動旋轉主軸帶動工件旋轉至工件刃口起點與砂輪最低點對應；

步驟6，啟動電機，砂輪旋轉，調節Z軸減速機，使砂輪進刀量為0.5-1mm，間隔0.5s后啟動油缸，使工件保持1-2rad/min勻速旋轉；

步驟7，上述步驟6中一個工件研磨完后，不停機，在另一工件研磨結束前更換已研磨工件；

步驟8，重復上述步驟7直至工期內所有工件加工完成。

3、有益效果

相比于現有技術，本發明的有益效果為：

(1)本發明的工裝夾具設置工裝模心能夠幫助工件準確安裝，同時在組裝本工裝夾具時容易使各部件保持準確的相對位置；

(2)本發明的工裝夾具設置夾具托塊一方面用于放置工件，另一方面與工裝模心結合使用能夠提高工件安裝位置的準確度；

(3)本發明的工裝夾具設置兩個夾具托塊能夠實現兩個工件順序加工，節省了工件安裝需要停機的時間，提高了生產效率；

(4)本發明的工裝夾具采用齒輪、齒條實現其旋轉，一方面能夠適用于精度研磨，更重要的是能夠結合本發明中兩個工位的設置，給其提高生產效率的效果清除了技術障礙；

(5)本發明的研磨機設置了具有上述技術效果的工裝夾具因而能夠提高生產效率，提供研磨的精度；

(6)本發明的研磨機能夠實現多軸調節，擴大了圓刀弧面刃口的研磨范圍，研磨精度隨著絲桿調節精度的提高也相應增加，且自動化程度高，進一步提高了生產效率；

(7)本發明的方法在工件安裝的精度上有了提高，因而在同樣研磨條件的情況下能夠研磨出質量更佳的圓弧刀片，同時由于可以不停機直接更換工件，因而在效率上至少較傳統工藝提高了一倍。

附圖說明

圖1為本發明所研磨圓弧刀工件圖；

圖2為本發明的工裝夾具結構圖；

圖3為本發明的工裝夾具另一視角圖；

圖4為本發明的研磨機等軸測圖；

圖5為本發明的研磨機的另一視角的等軸測圖；

圖6為本發明實施例2中改進結構的示意圖。

圖中：1、底座；2、轉動齒輪；3、推動齒條；4、齒條卡座；5、旋轉主軸；6、底板；7、工裝模心；8、夾具托塊；9、壓塊；10、圓弧刀工件；11、油缸；

12、機座；13、配電按鈕箱；14、工裝夾具；15、砂輪；16、主軸頭；17、皮帶輪；18、電機；19、Z軸減速機；20、Z軸手輪；21、Z軸滾珠螺桿；22、Z軸滑臺；23、滑臺固定座；24、X軸手輪；25、X軸滑臺；26、X軸滑臺座；27、Y軸滑臺座；28、Y軸滑臺；29、撞塊；30、限位開關。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進一步進行描述。

實施例1

如圖2和圖3所示，一種圓弧刀研磨機工裝夾具，包括底座1，所述的底座1上設置有旋轉主軸5和底板6；所述的旋轉主軸5一端與所述的底板6下端固定，另一端與設置在所述的底座1內的轉動齒輪2固定連接；

所述的底板6上固定設置有工裝模心7；所述的工裝模心7為圓盤形；所述的工裝模心7的兩側各固定設置有一夾具托塊8；所述的夾具托塊8通過螺栓固定設置在所述的底板6上；兩個所述的夾具托塊8對稱設置，所述的夾具托塊8的厚度大于所述的工裝模心7的厚度，可以防止工裝模心7的磨損；所述的夾具托塊8包括一個內弧面；所述的內弧面與所述的工裝模心7的外圓面貼合；所述的夾具托塊8上設置有壓塊9；

所述的底座1內還設置有與所述的轉動齒輪2齒輪嚙合的推動齒條3；所述的推動齒條3設置在齒條卡座4的滑槽內，且其一端與油缸11的活塞桿固定連接；所述的齒條卡座4固定設置在所述的底座1內；所述的油缸11固定設置在所述的底座1外側。

如圖4和5所示，一種圓弧刀研磨機，包括機座12和工裝夾具14；所述的工裝夾具14為圖1所示的工裝夾具；所述的工裝夾具14的底座1固定在所述的機座12上；

所述的機座12上還固定設置有X軸滑臺座26，所述的X軸滑臺座26上設置有滑軌；所述的滑軌上設置有X軸滑臺25；所述的X軸滑臺25通過絲杠裝置實現在所述的X軸滑臺座26上移動；所述的杠桿裝置的端部設置有X軸手輪24；

所述的X軸滑臺25上固定設置有滑臺固定座23；所述的滑臺固定座23的側面也設置有滑動軌道；所述的滑動軌道上設置有Z軸滑臺22；所述的滑臺固定座23內設置有Z軸滾珠螺桿21；所述的Z軸滾珠螺桿21上端與Z軸減速機19連接，所述的Z軸減速機19上設置有Z軸手輪20，所述的Z軸滾珠螺桿21上設置有絲母；所述的絲母與所述的Z軸滑臺22固定連接；所述的Z軸減速機19固定設置在所述的滑臺固定座23上；

所述的工裝夾具14上方設置有砂輪組件；所述的砂輪組件包括連接板、砂輪15、主軸頭16、皮帶輪17和電機18；所述的砂輪組件通過所述的連接板固定設置在所述的Z軸滑臺22上；

所述的砂輪15固定在所述的主軸頭16的一端，主軸頭16另一端與所述的皮帶輪17固定連接；所述的主軸頭16和電機18均固定在所述的連接板上；所述的皮帶輪17與所述的電機18通過皮帶連接。

本發明的研磨機上設置的工裝夾具具有安裝工件精度高，安裝方便、快捷，更換工件效率高等優點，因而本發明的研磨機具有能夠提高生產效率，提供研磨的精度的技術效果。

一種圓弧刀研磨機的使用方法，包括如下步驟：

步驟1，打開工裝夾具14上的壓塊9，將一待研磨圓弧刀工件10放置于任意一個夾具托塊8上，對準待研磨圓弧刀工件10的位置使其內弧面與工裝模心7外圓面、夾具托塊8內弧面處于同一圓心上，鎖緊壓塊9；

步驟2，將另一待研磨圓弧刀工件10放置于另一個夾具托塊8上，按上述步驟1中相同要求，與步驟1中鎖緊的待研磨圓弧刀工件10對稱設置；

步驟3，調節控制X軸滑臺25在X軸滑臺座26上移動的絲杠裝置，使砂輪組件中的砂輪15處在所述的工裝夾具14的正上方；

步驟4，調節Z軸減速機19，使砂輪組件下落至其砂輪15與工件距離2mm；

步驟5，啟動油缸11，驅動旋轉主軸5帶動工件旋轉至工件刃口起點與砂輪15最低點對應；

步驟6，通過設置在基座12一側的配電按鈕箱13啟動電機18，砂輪15旋轉，調節Z軸減速機19，使砂輪15進刀量為0.5mm，間隔0.5s后啟動油缸11，使工件保持2rad/min勻速旋轉；

步驟7，上述步驟6中一個工件研磨完后，不停機，在另一工件研磨結束前更換已研磨工件；

步驟8，重復上述步驟7直至工期內所有工件加工完成。

本發明的方法在工件安裝的精度上有了提高，因而在同樣研磨條件的情況下能夠研磨出質量更佳的圓弧刀片，同時由于可以不停機直接更換工件，因而在效率上至少較傳統工藝提高了一倍。

實施例2

本實施例中一種圓弧刀研磨機工裝夾具，與實施例1基本相同，所不同的是，所述的油缸11采用雙桿液壓缸；雙杠液壓缸是活塞兩端都帶有活塞桿的液壓缸。

本實施例中一種圓弧刀研磨機，采用帶上述雙桿液壓缸的工裝夾具，如圖6所示，還包括Y軸滑臺座27和Y軸滑臺28；所述的Y軸滑臺座27固定在機座12上；所述的Y軸滑臺28通過軌道卡接在所述的Y軸滑臺座27上；所述的Y軸滑臺28通過絲杠裝置在所述的Y軸滑臺座27上移動；所述的Y軸滑臺28上設置有限位開關30；雙桿液壓缸上伸向所述的限位開關30的一端設置有兩個撞塊29；兩個所述的撞塊29之間的距離即為雙桿液壓缸的行程。

本實施例中設置撞塊29、限位開關30能有效控制油缸11的行程，即對旋轉主軸5的旋轉角度作出限定，確保了旋轉動作安全可靠。