CN110103087A - 一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，包括左工位磨床、右工位磨床、在制品存储单元、上下料单元、管控***和成品存储单元，其中左、右双工位磨床的端面砂轮组件和圆工作台均呈卧轴安装形式，右工位磨床上设计有倾角调整机构，以实现大尺寸圆盘刀具刃口斜面的磨削，在制品存储单元中的料箱制有截面呈U形的环形槽，并嵌入尼龙材质衬套，防止刀具刃口斜面的磨损。本发明集成性高，将大尺寸圆盘刀具双端面和斜面磨削、工位间自动转换和储存功能于一体，同时端面砂轮组件和圆工作台均呈卧轴安装形式，实现了磨屑的快速清除，避免了磨屑使工件已加工表面产生划痕。

Description

一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备及其使用方法

技术领域

本发明涉及机械制造领域，特别是涉及一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削的集成装备。

背景技术

大尺寸圆盘刀具是卷纸、薄膜等轻工行业产品生产中的一种重要切削工具，其锋利和耐磨性将直接影响产品的质量。大尺寸圆盘刀具常用材料为Cr12MoV，热处理后硬度为HRC60～63，主要采用磨削加工方法。因数控加工装备结构及能力限制，磨削时让刀现象比较明显，磨削周期长，磨削后的刀具经常出现“锅盖型”误差。与国外同类产品相比，制造装备落后，产品质量不高，生产效率低下，产品市场竞争力弱。

中国专利ZL201210063224.8和ZL201310520830.2均涉及到了一种金属圆盘的自动磨削装置，该装置采用卧轴砂轮，竖直轴工件的安装方式，于是磨削圆盘端面后产生的磨屑不容易被清除，造成工件端面出现划痕。为此，研究大尺寸圆盘刀具双端面磨削的集成装备显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现大尺寸圆盘刀具双端面高效精密磨削的集成装备。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，包括左工位磨床、右工位磨床、在制品存储单元、上下料单元、管控***和成品存储单元。左工位磨床包括床身、X向滑台、Y向滑台、端面砂轮组件、圆工作台、立柱和毛刷机构；床身安装在平台上，其上设置有相互垂直的X向滑台和Y向滑台，X向滑台上设置有端面砂轮组件，Y向滑台上设置有立柱，立柱上安装有圆工作台，圆工作台旁设置有毛刷机构，端面砂轮组件和圆工作台均呈卧轴安装形式。右工位磨床与左工位磨床结构相似，相对设置，两个工位磨床间设置有上下料单元，在制品存储单元和成品存储单元分别设置在上下料单元前后，管控***设置在便于操作的地方。

进一步，右工位磨床的圆工作台和立柱之间安装有倾角调整机构，可调角度在XOY平面内为0-10°。

进一步，圆工作台由转台、电磁吸盘和定位元件组成，电磁吸盘和定位元件安装在转台上，转台通过其上的法兰固定在立柱上，圆盘刀具坯料通过定位元件在电磁吸盘上定位。

进一步，端面砂轮组件由底座、主轴箱体、电主轴***和砂轮组成；主轴箱体的侧面制有一字型缺口，电主轴***通过螺栓固紧在主轴箱体孔中，砂轮为碗形砂轮，与电主轴***固定连接，端面砂轮组件通过底座固定在X向滑台上。

进一步，在制品存储单元主要由基座、料箱和衬套组成，料箱固定在基座上，中部有半圆孔，孔壁上加工出梯形的环形槽；衬套为半圆形的保持架，其截面呈带有折边的U形，嵌入到料箱的半圆孔中。

进一步，环形槽有3个，沿半圆孔的轴线方向均匀分布；衬套为尼龙材质。

进一步，上下料单元主要由关节机器人、夹持器和法兰盘组成，夹持器安装在关节机器人上，其上安装有法兰盘。

进一步，夹持器为有两个定位孔的电磁吸盘。

进一步，床身为L型。

本发明还提供一种该大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备的使用方法,包括如下步骤：

步骤1：根据管控***作业调度，上下料单元取出在制品存储单元中的待加工坯料，运送至左工位磨床；

步骤2：利用定位元件，坯料在电磁吸盘上定位与固紧；

步骤3：左工位磨床调用数控程序，磨削坯料正面(A面)上的中心平面，磨削时，碗状砂轮沿刀具坯料的半径方向做往复直线运动，直至加工完毕；

步骤4：磨床数控装置向管控***发送指令，上下料单元取出左工位磨床上的刀具坯料，放置到在制品存储单元中；

步骤5：上下料单元抓取坯料的背面(B面)，并运送至左工位磨床；

步骤6：坯料重新安装后，磨削坯料背面(B面)上的中心平面，直至加工加工完毕；

步骤7：上下料单元取出坯料，并运送至右工位磨床；

步骤8：坯料安装固紧后，磨削背面(B面)上的斜面(刃口)，直至磨削完毕；

步骤9：上下料单元取出坯料，放置到在制品存储单元中；

步骤10：上下料单元抓取坯料的正面(A面)，并送至右工位磨床；

步骤12：半成品坯料重新安装后，磨削坯料正面(A面)上的斜面(刃口)，直至磨削完毕；

步骤13：上下料单元取出右工位磨床的刀具成品，放置到成品存储单元中。

本发明的有益效果是：集成性高，将双面磨削、工位间自动转换和储存功能于一体，可实现圆盘刀具的高效精密磨削，同时端面砂轮组件和圆工作台均呈卧轴安装形式，实现了磨屑的快速清除，避免了磨屑使工件已加工表面产生划痕。

附图说明

图1是本发明的圆盘刀具双端面磨削的集成装备的总体布局图；

图2是本发明的磨床整体外形图；

图3是本发明的右工位磨床的倾角调整机构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，主要由左工位磨床1、右工位磨床2、在制品存储单元3、上下料单元4、管控***5和成品存储单元6组成。左工位磨床1包括床身11、X向滑台12、Y向滑台13、端面砂轮组件14、圆工作台15、立柱16和毛刷机构17。在制品存储单元3主要由基座31、料箱32和衬套33组成。上下料单元4主要由关节机器人41、夹持器42和法兰盘43组成。端面砂轮组件14和圆工作台15均呈卧轴安装形式。

右工位磨床2整体结构与左工位磨床1基本相同，不同之处在于圆工作台和立柱之间安装有如图3所示的倾角调整机构，圆工作台在XOY平面内的可调角度为0-10°。

端面砂轮组件14由底座141、主轴箱体142、电主轴***143和砂轮144组成。主轴箱体142的侧面制有一字型缺口，砂轮144为碗形砂轮，电主轴***143通过螺栓固紧在主轴箱体142孔中。端面砂轮组件14通过底座141固定在X向滑台12上。

圆工作台15由转台151、电磁吸盘152和定位元件153组成，圆盘刀具坯料通过定位元件153在电磁吸盘152上定位，转台151通过其上的法兰固定在立柱16上。

料箱32的中部有半圆孔，孔壁上加工出梯形的环形槽，且环形槽沿半圆孔的轴线方向均匀分布3个。衬套33为半圆形的保持架，其截面呈带有折边的U形，且为尼龙材质，嵌入到所述料箱32的半圆孔中。

上下料单元4的夹持器42为制有两个定位孔的电磁吸盘。

管控***5用于控制设备的各个部件的运行。

一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：根据管控***5作业调度，上下料单元4取出在制品存储单元3中的待加工坯料，运送至左工位磨床1；

步骤2：利用定位元件153，坯料在电磁吸盘152上定位与固紧；

步骤3：左工位磨床1调用数控程序，磨削坯料正面A面上的中心平面，磨削时，碗状砂轮144沿刀具坯料的半径方向做往复直线运动，直至加工完毕；

步骤4：磨床数控装置向管控***6发送指令，上下料单元4取出左工位磨床1上的刀具坯料，放置到在制品存储单元3中；

步骤5：上下料单元4抓取坯料的正面A面，并运送至左工位磨床1；

步骤6：坯料重新安装后，磨削坯料背面B面上的中心平面，直至加工加工完毕；

步骤7：上下料单元4取出坯料，并运送至右工位磨床2；

步骤8：坯料安装固紧后，磨削背面B面上的斜面(刃口)，直至磨削完毕；

步骤9：上下料单元4取出坯料，放置到在制品存储单元3中；

步骤10：上下料单元4抓取坯料的正面A面，并送至右工位磨床2；

步骤12：半成品坯料重新安装后，磨削坯料正面A面上的斜面(刃口)，直至磨削完毕；

步骤13：上下料单元4取出右工位磨床2的刀具成品，放置到成品存储单元6中。

以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,包括左工位磨床(1)、右工位磨床(2)、在制品存储单元(3)、上下料单元(4)、管控***(5)和成品存储单元(6)；所述左工位磨床(1)包括床身(11)、X向滑台(12)、Y向滑台(13)、端面砂轮组件(14)、圆工作台(15)、立柱(16)和毛刷机构(17)；所述床身(11)安装在平台上，其上设置有相互垂直的所述X向滑台(12)和所述Y向滑台(13)，所述X向滑台(12)上设置有所述端面砂轮组件(14)，所述Y向滑台(13)上设置有所述立柱(16)，所述立柱(16)上安装有所述圆工作台(15)，所述圆工作台(15)旁设置有所述毛刷机构(17)，所述端面砂轮组件(14)和所述圆工作台(15)均呈卧轴安装形式；所述右工位磨床(2)与所述左工位磨床(1)结构相同，相对设置，两个工位磨床间设置有所述上下料单元(4)，所述在制品存储单元(3)和所述成品存储单元(6)分别设置在所述上下料单元(4)前后，所述管控***(5)用于控制设备各个部件的运行。

2.如权利要求1所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,所述右工位磨床(2)还包括倾角调整机构，设置在圆工作台和立柱之间，使圆工作台在XOY平面内可调角度为0-10°。

3.如权利要求1所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,所述圆工作台(15)由转台(151)、电磁吸盘(152)和定位元件(153)组成，所述电磁吸盘(152)和所述定位元件(153)安装在所述转台(151)上，所述转台(151)通过其上的法兰固定在所述立柱(16)上，圆盘刀具坯料通过所述定位元件(153)在所述电磁吸盘(152)上定位。

4.如权利要求1所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,所述端面砂轮组件(14)由底座(141)、主轴箱体(142)、电主轴***(143)和砂轮(144)组成；所述主轴箱体(142)的侧面制有一字型缺口，所述电主轴***(143)通过螺栓固紧在所述主轴箱体(142)孔中，所述砂轮(144)为碗形砂轮，与所述电主轴***(143)固定连接，所述端面砂轮组件(14)通过所述底座(141)固定在所述X向滑台(12)上。

5.如权利要求1所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,所述在制品存储单元(3)主要由基座(31)、料箱(32)和衬套(33)组成，所述料箱(32)固定在所述基座(31)上，中部有半圆孔，孔壁上加工出梯形的环形槽；所述衬套(33)为半圆形的保持架，其截面呈带有折边的U形，嵌入到所述料箱(32)的半圆孔中。

6.如权利要求5所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,所述环形槽有3个，沿所述半圆孔的轴线方向均匀分布；所述衬套(33)为尼龙材质。

7.如权利要求1所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,所述上下料单元(4)主要由关节机器人(41)、夹持器(42)和法兰盘(43)组成，所述夹持器(42)安装在所述关节机器人(41)上，其上安装有所述法兰盘(43)。

8.如权利要求7所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于，所述夹持器(42)为有两个定位孔的电磁吸盘。

9.如权利要求1所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备，其特征在于,所述床身(11)为L型。

10.一种如权利要求1所述的大尺寸圆盘刀具双端面磨削集成装备的使用方法,其特征在于,包括如下步骤：

步骤1：根据管控***(5)作业调度，上下料单元(4)取出在制品存储单元(3)中的待加工坯料，运送至左工位磨床(1)；

步骤2：利用定位元件(153)，坯料在电磁吸盘(152)上定位与固紧；

步骤3：左工位磨床(1)调用数控程序，磨削坯料正面(A面)上的中心平面，磨削时，碗状砂轮(144)沿刀具坯料的半径方向做往复直线运动，直至加工完毕；

步骤4：磨床数控装置向管控***(6)发送指令，上下料单元(4)取出左工位磨床(1)上的刀具坯料，放置到在制品存储单元(3)中；

步骤5：上下料单元(4)抓取坯料的背面(B面)，并运送至左工位磨床(1)；

步骤6：坯料重新安装后，磨削坯料背面(B面)上的中心平面，直至加工加工完毕；

步骤7：上下料单元(4)取出坯料，并运送至右工位磨床(2)；

步骤8：坯料安装固紧后，磨削背面(B面)上的斜面(刃口)，直至磨削完毕；

步骤9：上下料单元(4)取出坯料，放置到在制品存储单元(3)中；

步骤10：上下料单元(4)抓取坯料的正面(A面)，并送至右工位磨床(2)；

步骤12：半成品坯料重新安装后，磨削坯料正面(A面)上的斜面(刃口)，直至磨削完毕；

步骤13：上下料单元(4)取出右工位磨床(2)的刀具成品，放置到成品存储单元(6)中。