一種機(jī)械刀具刃磨裝置的設(shè)計(jì)
2018-6-6 來(lái)源： 哈爾濱理工大學(xué) 作者：李慶東 陳浩 郝瑞雪 徐照亮 賈撫順
摘要： 本文針對(duì)在機(jī)械加工時(shí)，刀具在使用過(guò)程中與被加工件長(zhǎng)時(shí)間接觸，導(dǎo)致刀具刃性下降，影響切割速度和質(zhì)量這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種機(jī)械刀具刃磨裝置。該裝置簡(jiǎn)單實(shí)用、成本低廉，極大地方便了機(jī)床一線(xiàn)操作人員的刀具刃磨工作，很好地解決了刀具的鋒刃及刀具重復(fù)再利用問(wèn)題。
關(guān)鍵詞： 刀具；切削；刃磨裝置
0 引言
刀具是切削加工工藝系統(tǒng)的核心部分，刀具的磨損或破損不僅會(huì)導(dǎo)致工件表面質(zhì)量差，生產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高，而且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成機(jī)床的功能失效及整個(gè)系統(tǒng)的故障，因此，刀具刃磨非常關(guān)鍵。
通常刀具刃磨有機(jī)械刃磨和手工刃磨兩種，機(jī)械刃磨效率高、幾何角度準(zhǔn)確、質(zhì)量好、操作方便，有條件時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。手工刃磨比較靈活，對(duì)磨刀設(shè)備要求較低，這種刃磨方法更為常用。
傳統(tǒng)的手工刃磨方法通常是操作者手持刀具在砂輪上進(jìn)行打磨，這樣操作非常危險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)失誤會(huì)造成很大的人身事故，因此本文設(shè)計(jì)一種機(jī)械刀具刃磨裝置來(lái)進(jìn)行輔助刀具刃磨。
1 、研究?jī)?nèi)容
本文針對(duì)在機(jī)械加工過(guò)程中，刀具由于長(zhǎng)時(shí)間與被加工件接觸而導(dǎo)致刃性下降，影響切割速度和質(zhì)量的問(wèn)題，欲設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單實(shí)用、拆裝靈活，安全性高的刀具刃磨裝置。
通過(guò)分析刀具刃磨過(guò)程中所需的各項(xiàng)裝備，為增加設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性因素，強(qiáng)化裝置的使用價(jià)值，并切實(shí)考慮降低實(shí)際操作過(guò)程中可能產(chǎn)生的各種危險(xiǎn)隱患，設(shè)計(jì)了如下刀具刃磨裝置。
2 、結(jié)構(gòu)組成
機(jī)械刀具刃磨裝置如圖 1 所示，其組成包括：基座 2，基座的底面四角處安裝有減震座 1，基座上安裝有 X 軸工作臺(tái) 11，X 軸工作臺(tái)上具有 Y 軸工作臺(tái) 10，Y 軸工作臺(tái)上具有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái) 9，X 軸工作臺(tái)、Y 軸工作臺(tái)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)對(duì)應(yīng)有砂輪 5，砂輪固定在電機(jī) 4 的輸出軸上，電機(jī)的兩端有控制器 3 和照明裝置 6。
機(jī)械刀具刃磨裝置的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作臺(tái)面為電磁鐵，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作臺(tái)面上具有刀具槽 8，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)具有透明罩 7。為便于工作也為安全起見(jiàn)，機(jī)械刀具刃磨裝置還增設(shè)了照明裝置，其中包括底座，底座上連接有蛇形管，蛇形管頂端連接有燈罩。
圖 1 機(jī)械刀具刃磨裝置結(jié)構(gòu)示意圖
機(jī)械刀具刃磨裝置通過(guò)四個(gè)減震座與總工作臺(tái)相連，該結(jié)構(gòu)便于安裝與拆卸。減震座結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，包括上連接板 15 和下連接板 12，上連接板和下連接板之間具有支柱 13
，支柱外套有彈簧 14，上連接板與基座通過(guò)螺栓連接，下連接板通過(guò)螺栓與總工作臺(tái)固定。
圖 2 減震座機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖
3 、工作原理
機(jī)械刀具刃磨裝置在進(jìn)行使用和操作時(shí)，將整個(gè)刃磨裝置通過(guò)減震座固定在總工作臺(tái)上，通過(guò)螺栓固定使其更加平穩(wěn)。將需要刃磨的刀具放置在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的刀具槽內(nèi)。由于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作面采用電磁鐵，通過(guò)電磁鐵吸附刀具，這樣固定刀具的方法非常牢固，不會(huì)發(fā)生刀具脫離的現(xiàn)象。
同時(shí)在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上設(shè)置透明罩可以避免在刃磨過(guò)程中火花濺射帶來(lái)的危害。通過(guò) X 軸工作臺(tái)、Y 軸工作臺(tái)進(jìn)行 X 軸和 Y 軸移動(dòng)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各方位的刀具打磨，同時(shí)通過(guò)照明裝置進(jìn)行光照明使操作者能更清楚地觀測(cè)刃磨情況。
4 、注意事項(xiàng)
為安全有效利用該裝置，在刀具刃磨過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：首先刃磨時(shí)必須帶防護(hù)鏡，操作者應(yīng)按要求站在砂輪機(jī)側(cè)面；刃磨前要檢查砂輪有無(wú)裂縫，并使用砂輪正面磨刀；應(yīng)將刃磨的車(chē)刀在砂輪圓周上左右移動(dòng)，使砂輪磨耗均勻，不出現(xiàn)溝槽，盡量避免在砂輪的兩個(gè)側(cè)面粗磨刀具，以致砂輪受力偏擺、跳動(dòng)、甚至破碎；其次，針對(duì)不同種類(lèi)刀具刃磨時(shí)，所需注意事項(xiàng)有所不同。
在刃磨硬質(zhì)合金刀具時(shí)，不可在冷卻液中冷卻以防止刀片突然收縮而碎裂；在刃磨高速鋼刀具時(shí)，則需要有足夠的冷卻，以免刀具因磨刀時(shí)溫度過(guò)高而退火，削弱刀具的切削性能；最后，還應(yīng)在刃磨結(jié)束時(shí)，隨手關(guān)閉刃磨裝置電源。
5 、結(jié)語(yǔ)
該機(jī)械刀具刃磨裝置不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，透明罩及照明裝置的設(shè)置也大大地降低了操作的危險(xiǎn)性。通過(guò)此裝置可以很好對(duì)磨損刀具進(jìn)行刃磨，刃磨過(guò)程中震動(dòng)小，刃磨效果好，極大地方便了機(jī)床一線(xiàn)操作人員的刀具刃磨工作。
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