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一种机械刀具刃磨装置的设计
2018-6-6  来源: 哈尔滨理工大学  作者:李庆东 陈浩 郝瑞雪 徐照亮 贾抚顺

  
       摘要: 本文针对在机械加工时,刀具在使用过程中与被加工件长时间接触,导致刀具刃性下降,影响切割速度和质量这一问题,设计了一种机械刀具刃磨装置。该装置简单实用、成本低廉,极大地方便了机床一线操作人员的刀具刃磨工作,很好地解决了刀具的锋刃及刀具重复再利用问题。
  
      关键词: 刀具;切削;刃磨装置
  
      0 引言
  
      刀具是切削加工工艺系统的核心部分,刀具的磨损或破损不仅会导致工件表面质量差,生产率低,生产成本高,而且严重时还会造成机床的功能失效及整个系统的故障,因此,刀具刃磨非常关键。
  
      通常刀具刃磨有机械刃磨和手工刃磨两种,机械刃磨效率高、几何角度准确、质量好、操作方便,有条件时应优先采用。手工刃磨比较灵活,对磨刀设备要求较低,这种刃磨方法更为常用。
  
     传统的手工刃磨方法通常是操作者手持刀具在砂轮上进行打磨,这样操作非常危险,一旦出现失误会造成很大的人身事故,因此本文设计一种机械刀具刃磨装置来进行辅助刀具刃磨。
  
     1 、研究内容
  
      本文针对在机械加工过程中,刀具由于长时间与被加工件接触而导致刃性下降,影响切割速度和质量的问题,欲设计一种简单实用、拆装灵活,安全性高的刀具刃磨装置。

     通过分析刀具刃磨过程中所需的各项装备,为增加设计的科学性、合理性因素,强化装置的使用价值,并切实考虑降低实际操作过程中可能产生的各种危险隐患,设计了如下刀具刃磨装置。
  
     2 、结构组成
  
     机械刀具刃磨装置如图 1 所示,其组成包括:基座 2,基座的底面四角处安装有减震座 1,基座上安装有 X 轴工作台 11,X 轴工作台上具有 Y 轴工作台 10,Y 轴工作台上具有旋转工作台 9,X 轴工作台、Y 轴工作台、旋转工作台对应有砂轮 5,砂轮固定在电机 4 的输出轴上,电机的两端有控制器 3 和照明装置 6。
  
     机械刀具刃磨装置的旋转工作台的工作台面为电磁铁,旋转工作台的工作台面上具有刀具槽 8,旋转工作台具有透明罩 7。为便于工作也为安全起见,机械刀具刃磨装置还增设了照明装置,其中包括底座,底座上连接有蛇形管,蛇形管顶端连接有灯罩。
  
 
  
  
图 1 机械刀具刃磨装置结构示意图
  
  
      机械刀具刃磨装置通过四个减震座与总工作台相连,该结构便于安装与拆卸。减震座结构如图 2 所示,包括上连接板 15 和下连接板 12,上连接板和下连接板之间具有支柱 13
,支柱外套有弹簧 14,上连接板与基座通过螺栓连接,下连接板通过螺栓与总工作台固定。
  
  
 
 
图 2 减震座机械结构示意图
  
      3 、工作原理
  
      机械刀具刃磨装置在进行使用和操作时,将整个刃磨装置通过减震座固定在总工作台上,通过螺栓固定使其更加平稳。将需要刃磨的刀具放置在旋转工作台的刀具槽内。由于旋转工作台的工作面采用电磁铁,通过电磁铁吸附刀具,这样固定刀具的方法非常牢固,不会发生刀具脱离的现象。
  
     同时在旋转工作台上设置透明罩可以避免在刃磨过程中火花溅射带来的危害。通过 X 轴工作台、Y 轴工作台进行 X 轴和 Y 轴移动,通过旋转工作台进行角度调节,实现各方位的刀具打磨,同时通过照明装置进行光照明使操作者能更清楚地观测刃磨情况。
  
     4 、注意事项
  
     为安全有效利用该装置,在刀具刃磨过程中应注意以下几个方面:首先刃磨时必须带防护镜,操作者应按要求站在砂轮机侧面;刃磨前要检查砂轮有无裂缝,并使用砂轮正面磨刀;应将刃磨的车刀在砂轮圆周上左右移动,使砂轮磨耗均匀,不出现沟槽,尽量避免在砂轮的两个侧面粗磨刀具,以致砂轮受力偏摆、跳动、甚至破碎;其次,针对不同种类刀具刃磨时,所需注意事项有所不同。
  
     在刃磨硬质合金刀具时,不可在冷却液中冷却以防止刀片突然收缩而碎裂;在刃磨高速钢刀具时,则需要有足够的冷却,以免刀具因磨刀时温度过高而退火,削弱刀具的切削性能;最后,还应在刃磨结束时,随手关闭刃磨装置电源。

 
     5 、结语
  
     该机械刀具刃磨装置不仅结构简单、操作方便,透明罩及照明装置的设置也大大地降低了操作的危险性。通过此装置可以很好对磨损刀具进行刃磨,刃磨过程中震动小,刃磨效果好,极大地方便了机床一线操作人员的刀具刃磨工作。

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