機械刀具刀刃電動打磨裝置的研究與設計

伍倪燕 陳琪 劉培濤

宜賓職業技術學院 四川宜賓 644003

在制造業中對于零件的加工較多是采用刀具對金屬進行切削，刀具在使用過程中會隨著加工零件數量、加工材料、切削參數等因素發生磨損，磨損后的刀具不能保證加工質量而嚴重影響工作效率，為此要對刀具進行刃磨，經過刃磨后的刀具仍可使用。

1 刀具刃磨設備的發展

隨著我國科技的高速發展，帶動機械加工的設備由普通機床、數控機床、加工中心等向更精密加工設備發展，隨之改變刀具的形狀和整合了加工工藝，進而提高工件的表面質量，也對刀片刀具的精度、形狀提出了較高的要求。隨著刀具材料多樣性、刀具形狀復雜性、刀具耐用性和加工精度的不斷提高，刀具的刃磨設備也隨之在變化。全球刀具研磨設備的發展基本上經歷了三個階段,從手動刀具刃磨設備,到數控刀具刃磨設備,再到現在的多軸聯動磨削。目前比較流行的數控工具磨床基本上是五軸聯動的，加工精度高，生產效率高，磨削范圍廣，自動化程度高，操作簡單，但投入和維修成本高。為降低加工成本，較多中小企業在選砂輪機、萬能工具磨床、專用刃磨機床、數控磨刀機、數控萬能刀具磨削中心等常用的刀具刃磨裝置時，還是采用傳統的手工砂輪磨削。

在刀具的刃磨過程中，為確保刀刃鋒利，需要保證刀具切削部分的幾何形狀、相關角度、刀尖位置在規定的范圍內，以及刀具前刀面、刀具后刀面的表面粗糙度等。傳統的手工砂輪磨削對操作者要求較高，安全系數低。另外，目前在傳統刀具刃磨裝置中，因使用刀具不同，刃磨裝置也不同，給使用者帶來較多不便。為了解決這些問題，做到安全高效、綠色低碳，項目通過對現有刃磨裝置的分析，研究、設計了機械刀具刀刃電動打磨裝置。

2 設計思路

金屬切削加工因工種不同，所用刀具形狀不同，對刃磨裝置要求不同。要設計一款符合所有金屬切削刀具刃磨裝置，首先要考慮不同刀具的形狀，以及刃磨時刀具的裝夾。為此在設計時將刃磨裝置設計為在一個平臺上的兩個獨立部分，其中裝夾部分固定在平臺上，刃磨部分為可活動部分。機械刀具刀刃電動打磨裝置結構示意圖如圖1所示。

1-支座；2-打磨電機；3-電機罩；4-打磨輪；5-吸風罩；6-螺桿；7-夾板；8-調節桿；9-出風口；10-吸風機；11-卡座；12-過濾網；13-集塵箱；14-接板；15-連接桿；16-滾輪；17-輸送箱；18-螺套；19-連接螺桿；20-液壓桿；21-接板；22-支架；27-螺紋孔；28-連接夾座；29-支撐桿；30-連接板；31-液壓桿；32-支撐腿

裝夾部分：支座(1)頂部左端通過第一液壓桿(31)活動連接第一連接板(30)底部的右端，通過調節桿(8)活動連接夾座(28)，同時，夾座頂部通過轉軸和支撐桿(29)與第一連接板的底部活動連接。夾座(28)的右側開設有螺紋孔(27)，且螺紋孔的內表面螺紋連接有螺桿(6)，同時，螺桿的左端通過軸承活動連接夾板(7)。

刃磨部分：支座(1)頂部的右端固定連接有輸送箱(17)，輸送箱的正面固定安裝有輸送電機(26)，輸送電機的輸出軸固定連接有螺桿(19)，螺桿的外表面螺紋連接有螺套(18)，螺套的頂部通過連接桿(15)固定連接有第二連接板(14)，第二連接板的左端通過第二液壓桿(20)活動連接有第三連接板(21)；支座底部的四周均固定連接有支撐腿(32)，第三連接板(21)和第二連接板(14)的底部均通過軸承活動連接有支架(22)，支架的底部活動安裝有滾輪(16)，滾輪的底部與支座的頂部接觸；第二連接板(14)的頂部固定連接有集塵箱(13)，集塵箱結構示意圖如圖2所示。集塵箱頂部的左端開設有出風口(9)，集塵箱頂部的中端固定安裝有吸風機(10)，吸風機的輸入端通過管道連通有吸風罩(5)，吸風機(10)的輸出端通過管道與集塵箱(13)右側的底部連通，集塵箱內腔的上端固定連接有卡座(11)，卡座的內表面卡接有過濾網(12)，集塵箱正表面的左端通過合頁活動連接有活動門(24)，活動門正表面的左端設置有觀察窗(25)，活動門正表面的右端設置有把手(23)；第三連接板頂部的左端固定安裝有打磨電機(2)，打磨電機的輸出軸固定連接有打磨輪(4)，第三連接板的頂部且位于打磨電機(2)的外側固定連接有電機罩(3)，電機罩示意圖如圖3所示。

17-輸送箱；26-輸送電機

3-電機罩

3 工作原理及特征

3.1 工作原理

將刀具的刀背放置在夾座內側，然后擰動螺桿使夾板將刀具的右側夾持住；根據需要控制第一液壓桿伸縮以及調節調節桿可對刀具的傾斜角度進行調節，方便對不同斜度的刀刃進行打磨；打開打磨電機帶動打磨輪轉動，對刀具進行打磨，并控制輸送電機轉動，使打磨輪對刀具進行勻速打磨；針對不同厚度的刀具根據需要控制第二液壓桿伸縮，對不同厚度的刀具進行打磨處理；在打磨過程中，打開吸風機廢屑通過吸風罩和管道輸送到集塵箱內，被過濾網阻擋后廢屑留在集塵箱底部，空氣從出風口處排出，保障作業環境的衛生性，如圖4所示。

13-集塵箱；23-把手；24-活動門；25-觀察窗

3.2 機械刀具刀刃電動打磨裝置的優點

(1)裝夾裝置與打磨裝置之間可調節距離。支座底部的四周均固定連接有支撐腿，第三連接板和第二連接板的底部均通過軸承活動連接有支架，支架的底部活動安裝有滾輪，滾輪的底部與支座的頂部接觸。

(2)刀具夾板可根據不同的厚度進行調節。夾座的右側開設有螺紋孔，螺紋孔的內表面螺紋連接有螺桿。同時，螺桿的左端通過軸承活動連接有夾板，對平板進行調節，可用于不同硬度的刀具進行裝夾。

(3)環保。在第二連接板的頂部固定連接了一個集塵箱，集塵箱頂部的左端開設有出風口，集塵箱頂部的中端固定安裝有吸風機，吸風機的輸入端通過管道連通有吸風罩，吸風機的輸出端通過管道與集塵箱右側的底部連通，在打磨過程中，打開吸風機廢屑通過吸風罩和管道輸送到集塵箱內，被過濾網阻擋后廢屑留在集塵箱底部，空氣從出風口處排出，保障作業環境的衛生性。

(4)集塵箱清洗方便。為了方便集塵箱的清洗，在集塵箱內腔的上端固定連接了一個卡座，卡座的內表面卡接了過濾網，集塵箱正表面的左端通過合頁活動連接有活動門，活動門正表面的左端設置了觀察窗，活動門正表面的右端設置有把手，便于觀察集塵工作情況。

(5)利用打磨電機實現電動打磨。在第三連接板頂部左端固定安裝了打磨電機，打磨電機的輸出軸固定連接在打磨輪上，第三連接板的頂部且位于打磨電機的外側固定連接有電機罩，防止打磨屑飛濺。

結語

機械刀具刀刃電動打磨裝置在分析現有設備基礎上對結構和功能進行了優化。主要體現在一是利用液壓桿進行調節，支座頂部的左端通過第一液壓桿活動連接在第一連接板上，且第一連接板底部的右端通過調節桿活動連接有夾座。二是刃磨刀具的角度可調節，在裝置上設置了連接板、液壓桿、調節桿和支撐桿，可對刀具的傾斜角度進行調節，方便對不同斜度的刀刃進行打磨，設置了輸送箱、螺套、螺桿、連接板、連接桿、液壓桿和連接板，根據需要控制液壓桿伸縮，可對不同厚度的刀具進行打磨處理，并控制輸送電機轉動，使打磨輪對刀具進行勻速打磨。通過以上結構的配合，可對不同類型的刀具進行多角度打磨處理，從而為人們的使用帶來極大的便利。