CN108907986A - 磨金刚石刀头装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磨金刚石刀头装置，属于机械技术领域。它解决了现有的磨金刚石刀头装置磨削金刚石刀头存在着磨削量不足可能性的问题。本磨金刚石刀头装置包括机架、刀头夹具和磨削机头，机架上安装有用于检测机头底板与刀头夹具之间间距的测距传感器，测距传感器和第一电机均与控制电路电连接，当上述间距缩小时，控制电路控制第一电机的转速增加；磨削机头包括用于检测盘状砂轮直径的电子检测单元，电子检测单元和第一电机均与控制电路电连接，当上述盘状砂轮直径缩小时，控制电路控制第一电机的转速增加。本磨金刚石刀头装置的第一电机的转速可调，即盘状砂轮的直径逐渐缩小，第一电机的转速逐渐增加，通过保证盘状砂轮轮面线速度基本一致。

Description

磨金刚石刀头装置

技术领域

本发明属于机床技术领域，涉及一种磨削装置，特别是一种磨金刚石刀头装置。

背景技术

金刚石刀头是金刚石切割工具的工作主体。金刚石切割工具包括基体和金刚石刀头，金刚石刀头主要采用钎焊固定在基体上。金刚石刀头由金属单质粉末或金属合金粉末构成，再由烧结形成，因而精度较低，在钎焊之前至少需要磨削加工金刚石刀头的焊接面。

磨金刚石刀头装置是一种专用与磨削金刚石刀头的设备，关于磨金刚石刀头装置的相关文献较多，如磨金刚石刀头装置（申请公布号CN104589190A）、金刚石刀头磨弧机（申请公布号CN104608054A）、金刚石刀头斜面磨削装置（申请公布号CN105619204A）、金刚石刀头磨弧机的磨弧装置（授权公告号CN203751886U）。现有的磨削装置存在着下述问题，盘状砂轮前期磨损速度较快；盘状砂轮逐渐磨损后，磨损速度下降至正常水平，但存在着金刚石刀头磨削量不足的可能性，使得部分金刚石刀头无法达到技术要求，由此需要检测和分拣，以及不合格的金刚石刀头需重新磨削加工的问题。

发明内容

本发明提出了一种磨金刚石刀头装置，本发明要解决的技术问题是如何保证磨金刚石刀头装置磨削金刚石刀头磨削量均匀性。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种磨金刚石刀头装置，包括机架、刀头夹具和磨削机头，刀头夹具安装在机架上，磨削机头位于刀头夹具的一侧，磨削机头包括机头底板、盘状砂轮和第一电机，第一电机与盘状砂轮之间通过机械传动结构相连接；磨削机头中机头底板与机架之间通过能使盘状砂轮向靠近和远离刀头夹具方向运动的第一导向驱动机构相连接；其特征在于，磨金刚石刀头装置还包括控制电路，机架上安装有用于检测机头底板与刀头夹具之间间距的测距传感器，测距传感器和第一电机均与控制电路电连接，当上述间距缩小时，控制电路控制第一电机的转速增加；磨削机头包括用于检测盘状砂轮直径的电子检测单元，电子检测单元和第一电机均与控制电路电连接，当上述盘状砂轮直径缩小时，控制电路控制第一电机的转速增加。

盘状砂轮磨削金刚石刀头，盘状砂轮逐渐被磨损，直径逐渐缩小，同时盘状砂轮与刀头夹具之间间距也逐渐缩小；由此可知直接检测盘盘状砂轮的直径和检测盘状砂轮与刀头夹具之间间距均能精确地反应盘状砂轮直径逐渐缩小。

与现有技术相比，本磨金刚石刀头装置的第一电机的转速可调，即盘状砂轮的直径逐渐缩小，第一电机的转速逐渐增加，通过保证盘状砂轮轮面线速度基本一致，进而保证盘状砂轮在不同直径状态下切削能力一致，由此保证磨金刚石刀头装置磨削金刚石刀头磨削量均匀性，即避免过渡磨削金刚石刀头，导致盘状砂轮磨损速度过快，以及避免金刚石刀头磨削量不足，导致金刚石刀头不合格的问题。

附图说明

图1和图2是磨金刚石刀头装置不同视角的立体结构示意图。

图3和图4是磨金刚石刀头装置中磨削机头和摆动驱动装置不同视角的立体结构示意图。

图5是实施例二中磨削机头的的立体结构示意图。

图中，1、机架；2、刀头夹具；3、磨削机头；3a、机头底板；3b、第一电机；3c、盘状砂轮；3d、转轴；3e、同步带；3f、升降板；3g、导向架；3h、导向结构；3i、丝杆丝母组件；3j、第二电机；3k、安装板；3m、螺栓；3n、调整座；3p、调节螺栓；4、摆动支架；4a、底座；4b、摆动轴；4c、托板；5、第一导向驱动机构；6、第二导向驱动机构；7、第三电机；8、主动齿轮；9、从动齿轮；10、摩擦块；11、气缸；12、测距传感器；13、光束传感器；14、第三驱动机构；15、风机；16、管道；17、电磁阀；18、安装架。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1至图4所示，一种磨金刚石刀头装置包括机架1、刀头夹具2、磨削机头3和控制电路。说明书附图给出磨金刚石刀头装置用于磨削金刚石刀头的圆弧底面。

刀头夹具2包括夹具底板、前靠山、后靠山、侧靠山和上压块，前靠山位于夹具底板的前侧，后靠山、侧靠山和上压块均位于夹具底板的上方，后靠山位于前靠山的后侧，侧靠山位于后靠山的一侧，夹具底板、前靠山、后靠山、侧靠山和上压块共同形成夹持口；金刚石刀头装夹在上述夹持口内，金刚石刀头的待磨削与前靠山相抵靠；利用磨削机头3磨削金刚石刀头时，前靠山移走。刀头夹具2的夹具底板固定在机架1上。

磨削机头3包括机头底板3a、第一电机3b和盘状砂轮3c。盘状砂轮3c的轴心线水平设置，盘状砂轮3c的轮面与夹持口正对。第一电机3b的转轴3d与盘状砂轮3c之间通过机械传动结构相连接，具体来说，盘状砂轮3c固定在转轴3d上，转轴3d与第一电机3b的主轴之间通过同步带3e相连接。

转轴3d和机头底板3a之间通过能调整盘状砂轮3c高度的高度调节机构相连接；具体来说，高度调节机构包括升降板3f和固定在机头底板3a上的导向架3g，转轴3d水平设置且转轴3d与升降板3f之间通过轴承转动连接；升降板3f与导向架3g之间通过导向结构3h和丝杆丝母组件3i相连接，导向结构3h的导向方向为竖直方向，导向架3g上固定有第二电机3j，第二电机3j的主轴与丝杆丝母组件3i中丝杆相连接。当第二电机3j转动时主轴带动丝杆旋转，迫使丝母移动，进而迫使升降板3f沿着导向结构3h的导向方向升降移动。

第一电机3b固定在安装板3k上，安装板3k通过螺栓3m固定在机头底板3a上，安装板3k上的螺栓孔呈条状。螺栓孔的纵向线与转轴3d的轴心线垂直设置，这样通过调整安装板3k的位置可调整同步带3e松紧，实现在第一电机3b不停机状态下调整转轴3d高度，且保证机械传动结构的传动效率。机头底板3a上固定有调整座3n，调整座3n上穿设有调节螺栓3p，调节螺栓3p与安装板3k螺纹连接，由此通过旋拧调节螺栓3p实现调整安装板3k的位置，具有调节更精确和调节更方便的优点。

该磨削机头3中盘状砂轮3c升降时第二电机3j主要驱动升降板3f、转轴3d和盘状砂轮3c移动，无需驱动第一电机3b和机头底板3a等部件移动，显著降低了第二电机3j负载，因而有效地提高了盘状砂轮3c升降运动稳定性，以及可降低第二电机3j的功率。该磨削机头3磨削金刚石刀头时采用水平分层方式磨削，假设金刚石刀头的厚度为5mm，分三层磨削，则盘状砂轮3c可先从左至右磨削最上方一层，再操控第二电机3j使盘状砂轮3c向下移动设定行程，接着盘状砂轮3c从右至左磨削中间层，然后操控第二电机3j使盘状砂轮3c向下移动设定行程，最后盘状砂轮3c从左至右磨削最下方一层。由此可知该磨削机头3的结构可磨削方式具有振动小，噪声小，提高磨削稳定性和磨削精度的优点。

磨削机头3和机架1之间还设有摆动支架4，摆动支架4包括底座4a、摆动轴4b和托板4c，摆动轴4b的下端和底座4a转动连接，托板4c和摆动轴4b的上端固定连接。磨削机头3位于托板4c的上方，磨削机头3与托板4c之间通过能使盘状砂轮3c向靠近和远离刀头夹具2方向运动的第一导向驱动机构5相连接。底座4a和机架1之间通过能使盘状砂轮3c向靠近和远离刀头夹具2方向运动的第二导向驱动机构6相连接。通过操纵第二导向驱动机构6能调整摆动轴4b的位置，即调整盘状砂轮3c摆动的中心位置，通过操纵第一导向驱动机构5能调整盘状砂轮3c与摆动轴4b之间间距，即调整盘状砂轮3c摆动的半径。

机架1上安装有用于检测机头底板3a与刀头夹具2之间间距的测距传感器12，具体来说，测距传感器12安装在刀头夹具2的下方，测距传感器12的探测面与磨削机头3中机头底板3a的端面正对；当盘状砂轮3c的轮面逐渐磨损后，为了保证盘状砂轮3c相同的摆动半径，则第一导向驱动机构5取得磨削机头3靠近刀头夹具2，即机头底板3a与刀头夹具2之间间距缩小。测距传感器12和第一电机3b均与控制电路电连接，当上述间距逐渐缩小时，控制电路控制第一电机3b使其转速逐渐增加，保证盘状砂轮3c的轮面线速度基本相同。在实际控制中根据上述间距数据分区域控制第一电机3b的转速，如盘状砂轮3c半径为150mm，机头底板3a与刀头夹具2之间最小安全间距为a，那么上述间距为130mm+a≤L≤150mm+a时，第一电机3b转速为a1[r/min]，上述间距为100mm+a≤L＜130mm+a时，第一电机3b转速为a2[r/min]，上述间距为70mm+a≤L＜100mm+a时，第一电机3b转速为a3[r/min]，上述间距为L＜70mm+a时，第一电机3b转速为a4[r/min]，a1＜a2＜a3＜a4；当然根据实际情况可以不止分四个区域。

托板4c上固定有第三电机7，第三电机7的主轴固定连接有主动齿轮8，底座4a上固定有与主动齿轮8相啮合的从动齿轮9。摆动轴4b的一侧设有摩擦块10和气缸11，气缸11的缸体固定在底座4a上，气缸11的活塞杆与摩擦块10固定连接，摩擦块10上具有摆动轴4b相吻合的摩擦面。该结构具有摩擦块10磨损量容易观察，保证能及时维护，同时通过调整气缸11的气压便能调整摩擦力，因而具有调节操作方便的优点，气缸11的活塞杆带动摩擦块10远离摆动轴4b，具有摩擦块10更换方便的优点。

磨金刚石刀头装置还包括光束传感器13，光束传感器13通过第三驱动机构14与机架1相连接，第三驱动机构14能使光束传感器13位于盘状砂轮3c中轮面的水平象限点和刀头夹具2之间。光束传感器13也与控制电路电连接，当第一导向驱动机构5使磨削机头3移动，且当盘状砂轮3c中轮面触发光束传感器13时控制电路控制测距传感器12检测机头底板3a与刀头夹具2之间间距。该控制方法有效地利用磨金刚石刀头装置中现有结构，降低制造成本，又能有效地避免第一导向驱动机构5驱动磨削机头3移动实现磨削进给时导致第二电机3j的转速跳动，即有效地保证盘状砂轮3c转动稳定，保证磨削量均匀性。

磨金刚石刀头装置还包括风机15，刀头夹具2具有内腔，风机15的出风口与刀头夹具2内腔通过管道16相连通，管道16上串联有电磁阀17，电磁阀17与控制电路电连通；当装夹金刚石刀头时控制电路控制电磁阀17关闭，避免气流进入刀头夹具2内，即避免气流吹动金刚石刀头，影响金刚石刀头装夹精度。装夹完成后，控制电路控制电磁阀17开启，使气流进入刀头夹具2内，避免磨削产生的粉尘进入刀头夹具2内。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：如图5所示，机架1上并未安装有测距传感器12，而是磨削机头3包括用于检测盘状砂轮3c直径的电子检测单元，具体来说，电子检测单元包括安装架18和固定在安装架18上的测距传感器12，测距传感器12位于盘状砂轮3c中竖向象限点的正上方，安装架18固定在升降板3f上。由于根据盘状砂轮3c的直径数据分区域控制第一电机3b的转速，可采用低精度的测距传感器12以及增加测距传感器12与盘状砂轮3c之间间距，因而既可降低制造成本，又可降低测距传感器12被沙子损害可能性。

Claims (10)

1.一种磨金刚石刀头装置，包括机架（1）、刀头夹具（2）和磨削机头（3），刀头夹具（2）安装在机架（1）上，磨削机头（3）位于刀头夹具（2）的一侧，磨削机头（3）包括机头底板（3a）、盘状砂轮（3c）和第一电机（3b），第一电机（3b）与盘状砂轮（3c）之间通过机械传动结构相连接；磨削机头（3）中机头底板（3a）与机架（1）之间通过能使盘状砂轮（3c）向靠近和远离刀头夹具（2）方向运动的第一导向驱动机构（5）相连接；其特征在于，磨金刚石刀头装置还包括控制电路，机架（1）上安装有用于检测机头底板（3a）与刀头夹具（2）之间间距的测距传感器（12），测距传感器（12）和第一电机（3b）均与控制电路电连接，当上述间距缩小时，控制电路控制第一电机（3b）的转速增加；磨削机头（3）包括用于检测盘状砂轮（3c）直径的电子检测单元，电子检测单元和第一电机（3b）均与控制电路电连接，当上述盘状砂轮（3c）直径缩小时，控制电路控制第一电机（3b）的转速增加。

2.根据权利要求1所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述测距传感器（12）安装在刀头夹具（2）的下方，测距传感器（12）的探测面与磨削机头（3）中机头底板（3a）的端面正对。

3.根据权利要求1或2所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述磨金刚石刀头装置还包括光束传感器（13），光束传感器（13）通过第三驱动机构（14）与机架（1）相连接，第三驱动机构（14）能使光束传感器（13）位于盘状砂轮（3c）中轮面的水平象限点和刀头夹具（2）之间；光束传感器（13）与控制电路电连接，当第一导向驱动机构（5）使磨削机头（3）移动，且当盘状砂轮（3c）中轮面触发光束传感器（13）时控制电路控制测距传感器（12）检测机头底板（3a）与刀头夹具（2）之间间距。

4.根据权利要求1所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述电子检测单元包括安装架（18）和固定在安装架（18）上的测距传感器（12），测距传感器（12）位于盘状砂轮（3c）的径向延长线上。

5.根据权利要求1或2或4所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述磨削机头（3）还包括升降板（3f）和固定在机头底板（3a）上的导向架（3g），转轴（3d）与升降板（3f）之间通过轴承转动连接；升降板（3f）与导向架（3g）之间通过能使盘状砂轮（3c）升降移动的导向结构（3h）和丝杆丝母组件（3i）相连接，导向架（3g）上固定有第二电机（3j），第二电机（3j）的主轴与丝杆丝母组件（3i）中丝杆相连接。

6.根据权利要求5所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述第一电机（3b）固定在安装板（3k）上，安装板（3k）通过螺栓（3m）固定在机头底板（3a）上，安装板（3k）上的螺栓孔呈条状，螺栓孔的纵向线与转轴（3d）的轴心线垂直设置。

7.根据权利要求6所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述机头底板（3a）上固定有调整座（3n），调整座（3n）上穿设有调节螺栓（3p），调节螺栓（3p）与安装板（3k）螺纹连接。

8.根据权利要求1或2或4所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述磨削机头（3）和机架（1）之间还设有摆动支架（4），摆动支架（4）包括底座（4a）、摆动轴（4b）和托板（4c），摆动轴（4b）的下端和底座（4a）转动连接，托板（4c）和摆动轴（4b）的上端固定连接；磨削机头（3）位于托板（4c）的上方，磨削机头（3）与托板（4c）之间通过第一导向驱动机构（5）相连接，底座（4a）和机架（1）之间通过能使盘状砂轮（3c）向靠近和远离刀头夹具（2）方向运动的第二导向驱动机构（6）相连接。

9.根据权利要求8所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，所述托板（4c）上固定有第三电机（7），第三电机（7）的主轴固定连接有主动齿轮（8），底座（4a）上固定有与主动齿轮（8）相啮合的从动齿轮（9）；摆动轴（4b）的一侧设有摩擦块（10）和气缸（11），气缸（11）的缸体固定在底座（4a）上，气缸（11）的活塞杆与摩擦块（10）固定连接，摩擦块（10）上具有摆动轴（4b）相吻合的摩擦面。

10.根据权利要求1或2或4所述的磨金刚石刀头装置，其特征在于，磨金刚石刀头装置还包括风机（15），刀头夹具（2）具有内腔，风机（15）的出风口与刀头夹具（2）内腔通过管道（16）相连通，管道（16）上串联有电磁阀（17），电磁阀（17）与控制电路电连通。