CN2458120Y - 内锥面钻头刃磨机 - Google Patents

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王忠魁
何宁
刘忠仁
戴俊平
燕小慧
黎汉杰
刘玉周
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Abstract

本实用新型涉及一种内锥面钻头刃磨机,它是将刃磨机的磨轮改换成一个内锥面磨轮,刃磨机的三个步进电机即垂直步进电机3、旋转步进电机13和水平步进电机21外接一个单片机,单片机根据五个刃磨参数:①半锥角δ;②轴间角θ;③偏距e;④锥顶距A和钻头旋转角β来控制三个步进电机的运转。本实用新型的优点是它刃磨的麻花钻,其后角、横刃斜角精度高,并适合多品种、小批量、变化频繁的钻头刃磨,刃磨效率高。

Description

内锥面钻头刃磨机
本实用新型涉及一种刀具的刃磨装置，具体涉及的是一种麻花钻刀具的刃磨机。
麻花钻是一种使用量最大的孔加工刀具，它主要用于钻孔，也可用来扩孔，因而麻花钻刃磨的工作量非常大。目前麻花钻用钝后有两种刃磨方法：一是手工刃磨，即在一般的砂轮机上对钻头进行刃磨，其缺点是：①刃磨质量低；②钻头本身材料消耗大。另一种方法是外锥面机械刃磨法，即用专门的钻头刃磨机床进行刃磨。这种刃磨机床的刃磨钻头部分是一个实现假想锥体的摆动夹具，工人先根据经验，将夹具调整到某一位置，进行试磨，然后用仪器测量(仅测量钻头主切削刃外缘点的后角)，测量不符合要求，重新调整夹具，再试磨、测量，直到测量合格，才说明夹具调整到位，此时方可大批进行刃磨。此法缺点是：①该摆动夹具调整麻烦；②只适合少规格、大批量钻头刃磨，不适合多规格、小批量、且变化频繁的钻头刃磨；③钻头横刃斜角不能严格保；④钻头后刀面的翘尾量不能严格保证。
本实用新型的任务是采用内锥面刃磨技术，设计一种内锥面钻头刃磨机，利用单片机依据优化的刃磨参数控制三个步进电机，对钻头进行智能化加工。它能对多种规格的麻花钻快速进行准确刃磨。
完成上述任务的技术方案是将刃磨机的磨轮改换成一个内锥面磨轮，刃磨机的三个步进电机即垂直步进电机3、旋转步进电机13和水平步进电机21外接一个单片机，单片机根据五个刃磨参数：①半锥角δ；②轴间角θ；③偏距e；④锥顶距A和钻头旋转角β来控制三个步进电机的运转。
本实用新型的优点如下：
(1)它刃磨的麻花钻，其后角、横刃斜角精度高(刃磨质量高)；
(2)钻头后刀面的翘尾量能严格保证(刃磨质量高)
(3)适合多品种、小批量、变化频繁的钻头刃磨，且刃磨效率高；
(4)该机体积小、重量轻、结构简单，性能价格比高。
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述：
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型的俯视结构示意图；
图3是本实用新型的内锥面磨轮与工件的关系示意图；
图4是外锥面刃磨法的磨轮与工件的关系示意图；
图5是钻头与磨削直圆锥面的空间关系图；
如图1和图2所示，本实用新型所述的内锥面钻头刃磨机是由控制面板1、底座2、垂直步进电机3、垂直燕尾副4、垂直丝杠螺母副5、主电机7、内锥面砂轮8、四爪自动定心夹头10、主轴11、主轴箱12、旋转步进电机13、进刀燕尾副14、进刀丝杠螺母副15、进刀燕尾手柄16、旋转副17、水平燕尾副18、水平丝杠螺母副19、水平燕尾手柄20、水平步进电机21等组成。主电机7在支架6的上端，支架6固接在垂直燕尾副的滑动燕尾上，内锥面砂轮8通过砂轮接头连接在主电机7的轴上，刃磨的钻头9安装在四爪自动定心夹头10上。上述的三个步进电机与一个单片机连接，单片机根据五个优化的刃磨参数即①半锥角δ；②轴间角θ；③偏距e；④锥顶距A和钻头旋转角β来控制三个步进电机的运转，从而实现对钻头刃磨的智能化。
如图4所示，这是目前一些刀具生产厂家对麻花钻机械刃磨采用的是外锥面刃磨法，此法所用的刃磨锥体是一个假想的锥体。它有四个刃磨参数：①半锥角δ；②轴间角θ；③偏距e；④锥顶距A，其钻头与直圆锥面的空间关系如图5(a)所示。按照图4和图5(a)对麻花钻进行刃磨时，如果刃磨参数选择得不当，常常会出现钻头后刀面向上翘起的现象，我们把这种现象称为“翘尾”。
如图3所示，这是本实用新型所述的内锥面钻头刃磨机采用的内锥面刃磨法，即将图4中用双点划线表示的假想锥体改为一个实实在在的内锥面。并在原外锥面四个刃磨参数的基础上，增加了一个钻头旋转角β参数，即让钻头9在图5(a)的基础上，再绕自己的轴线逆时针旋转一个β角，此时，钻头与直圆锥面的空间关系如图5(b)所示。新增加的这个角可有效地减小和克服钻头后刀面的尾部向上翘起的“翘尾”现象。
内锥面钻头刃磨机的工作原理：
五个刃磨参数中，半锥角δ和轴向角θ分别是一个常量，对刃磨的所有钻头都一样，另外三个刃磨参数随钻头直径不同而不同。对于给定的每一直径的钻头，这五个刃磨参数都已在计算上机进行了优化。其中优化刃磨参数偏距e通过垂直步进电机3控制内锥面砂轮8的轴线上下移动来保证；优化刃磨参数钻头旋转角β靠步进电机13来保证；优化刃磨参数锥顶距A靠水平步进电机21来保证。当该刃磨机使五个刃磨参数都自动达到优化值时，刃磨后的四个目标函数(后角α、横刃斜角ψ、顶角2φ、尾隙角WXJ)自然达到我们所需要的值。
三个步进电机用单片机智能控制：
将国家标准中从φ4～φ35mm的所有钻头在计算机上全部进行优化，然后，将每一直径钻头的最终优化刃磨参数值存贮在单片机的芯片中，工作时，只要在该机的控制面板上输入需要刃磨的钻头直径，水平步进电机21首先保证优化的刃磨参数锥顶距A；接着，垂直步进电机3保证优化的刃磨参数偏距e，最后，旋转步进电机13保证优化的刃磨参数钻头旋转角β，这时对该钻头进行刃磨，刃磨后的四个目标函数自然就是我们需要的值。

Claims (1)

1．一种内锥面钻头刃磨机，它是由控制面板1、底座2、垂直步进电机3、垂直燕尾副4、垂直丝杠螺母副5、主电机7、砂轮8、四爪自动定心夹头10、主轴11、主轴箱12、旋转步进电机13、进刀燕尾副14、进刀丝杠螺母副15、进刀燕尾手柄16、旋转副17、水平燕尾副18、水平丝杠螺母副19、水平燕尾手柄20、水平步进电机21等组成，其特征在于：砂轮8是一个内锥面磨轮，主电机7在支架6的上端，支架6固接在垂直燕尾副4的滑动燕尾上，内锥面砂轮8通过砂轮接头连接在主电机7的轴上，
上述的三个步进电机即垂直步进电机3、旋转步进电机13和水平步进电机21与一个根据五个优化的刃磨参数即①半锥角δ；②轴间角θ；③偏距e；④锥顶距A和钻头旋转角β来控制三个步进电机运转的单片机电连接。
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