一种平面抛光多片硬质合金刀片后刀面的辅助调节装置的制作方法

本发明涉及一种平面抛光辅助调节装置，尤其涉及一种平面抛光多片硬质合金刀片后刀面的辅助调节装置。

背景技术：

硬质合金刀具是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为硬质相,以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为粘结相,在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。目前，硬质合金刀片后刀面最终加工工序主要采用金刚石砂轮磨削加工方法，但磨削加工导致后刀面产生热变形、磨削烧伤和表面/亚表面损伤（如:变形层、表面/亚表面裂纹、残余应力等）等缺陷。因此，在加工过程中，硬质合金刀具后刀面与工件已加工表面产生挤压和摩擦，导致已加工表面层产生硬化，同时使刀具后刀面磨损严重，甚至破损，从而缩短刀片的使用寿命，影响工件的加工质量。由于平面抛光技术具有加工表面质量好、无表面/亚表面损伤、表面缺陷密度低、材料去除率高、成本低等优点，现已被广泛应用于Al、Cu和W等金属及其合金材料的精密和超精密加工。因此，应用平面抛光技术对硬质合金刀片后刀面进行抛光加工，可有效提高硬质合金刀片后刀面的抛光精度、抛光效率和表面质量，减少刀片后刀面与工件已加工表面的摩擦力，从而延长硬质合金刀片的使用寿命，改善零件加工质量，降低综合生产成本，然而硬质合金刀片牌号众多规格不一，刀片形状各异包括菱形、三角形、正四边形和正六边形等，各类刀片后角不尽相同，后刀面须呈一定角度与抛光垫表面接触且面积狭小，导致抛光刀片后刀面的装夹十分困难，抛光压力难以控制，抛光效率极低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种平面抛光多片硬质合金刀片后刀面的辅助调节装置，能够实现多片硬质合金刀片的快速装夹，且能适合不同牌号硬质合金刀片后刀面的平面抛光及抛光压力准确控制，可有效提高硬质合金刀片后刀面的抛光精度、抛光效率和表面质量，从而延长硬质合金刀片的使用寿命，改善零件加工质量，降低综合生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平面抛光多片硬质合金刀片后刀面的辅助调节装置包括水平移动模块、压力控制模块、竖直移动模块、旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块、旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块、夹持模块以及固定支撑模块。所述的水平移动模块安装在所述的固定支撑模块上，用于控制硬质合金刀片的水平方向的移动；所述的竖直移动模块安装在所述的水平移动模块上，用于控制硬质合金刀片的竖直方向的移动；所述的旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块安装在所述的竖直移动模块上，用于控制刀片后角不等于零度的硬质合金刀片绕与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转轴旋转至与硬质合金刀片后角大小相等的位置使硬质合金刀片后刀面平行于抛光垫表面；所述的旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块用于控制硬质合金刀片绕与水平移动模块运动方向平行的旋转轴旋转一定角度使刀刃平行于抛光垫表面；所述的压力控制模块用于实现抛光压力的准确施加与控制；所述的夹持模块用于多片硬质合金刀片的快速装夹。

所述的固定支撑模块包括：一块底板、两块侧板、一块固定板，其特征在于所述的底板固连在实验台上，其底面与平面抛光机的底面平行，且确保硬质合金刀片在抛光机区域内；所述的两块侧板固定于底板上，所述的固定板安装在侧板上，所述的固定板的顶端与所述的侧板的顶端平齐。

所述的水平移动模块包括：伺服电机、底座、滚珠丝杆螺母副、导杆和滑座组成。所述的滚珠丝杆螺母副与伺服电机相连，所述的滑座安装在与所述的滚珠丝杆螺母副中螺母固连的螺母座上，所述的水平移动模块中的底座安装在所述的固定支撑模块中的固定板上。所述的伺服电机通过滚珠丝杆螺母副驱动滑座沿导杆做水平方向的移动。

所述的竖直移动模块包括伺服电机、导杆、滑座、压缩弹簧、滚珠丝杆螺母副、底座和弹簧座组成。所述的滚珠丝杆螺母副与伺服电机相连；所述的滑座安装在与所述的滚珠丝杆螺母副中的螺母固连的螺母座上；所述的弹簧座安装在底座上；所述的压缩弹簧固定在弹簧座内，并与螺母的端面相接触；所述的竖直移动模块中的底座与所述的水平移动模块中的滑座固连。所述的伺服电机通过滚珠丝杆螺母副驱动滑座沿导杆做竖直方向的移动。

所述的旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块包括：直接驱动电机和转盘。所述的直接驱动电机安装在所述的竖直移动模块的滑座上，所述的转盘与直接驱动电机固连；这样，所述的旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块由所述的直接驱动电机通过转盘，驱动刀片后角不等于零度的硬质合金刀片绕与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转轴旋转至与硬质合金刀片后角大小相等的位置使硬质合金刀片后面平行于抛光垫表面。

所述的旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块包括：直接驱动电机和转盘。所述的直接驱动电机安装在连接座上，所述的转盘与直接驱动电机固连；这样，所述的旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块由所述的直接驱动电机通过转盘，驱动硬质合金刀片绕与水平移动模块运动方向平行的旋转轴旋转一定角度使刀刃平行于抛光垫表面。

所述的压力控制模块其特征在于通过所述的水平移动模块使硬质合金刀片移动至抛光盘区域，然后通过所述的竖直移动模块、旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块和旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块使硬质合金刀片后刀面与抛光垫刚好接触，然后通过所述的竖直移动模块中的伺服电机通过滚珠丝杆螺母副，驱动滑座继续向下运动，使与滚珠丝杆螺母副中的螺母端面相接触的压缩弹簧受到挤压，于是给硬质合金刀片施加了压力，根据测力仪显示的数值，控制伺服电机转动直至达到抛光所需压力的设定值为止。

所述的夹持模块通过安装板和螺钉将多片硬质合金刀片快速装夹。所述的安装板其特征在于根据不同牌号硬质合金刀片的基本尺寸和形状，在安装板上开有槽腔，所述的槽腔其特征在于槽腔的深度可取为硬质合金刀片厚度的整数倍，并在槽腔底部开有螺纹孔，用于螺钉固定硬质合金刀片，槽腔的轮廓与刀片相邻两边形状一致，并且装夹除三角形刀片以外的多边形硬质合金刀片时均有两个相邻后刀面靠近抛光垫表面，同时使两个相邻后刀面分别与抛光垫表面之间夹角呈对称最小，仅需一次装夹，就可实现硬质合金刀片两个相邻后刀面的抛光加工。

本发明的有益效果是: 能够实现多片硬质合金刀片的快速装夹，可适合不同牌号刀片后角不等于零度的硬质合金刀片后刀面的抛光及抛光压力的准确控制；可有效提高硬质合金刀片后刀面的抛光精度、抛光效率和表面质量，从而延长刀片寿命，改善零件加工质量，降低综合生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构正面示意图。

图2为本发明的结构侧面示意图。

图中1.水平移动模块，2.底座，3.滚珠丝杆螺母副，4.导杆，5.抛光垫，6.压力控制模块，7.竖直移动模块，8.导杆，9.滑座，10.螺母，11.压缩弹簧，12.旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块，13.直接驱动电机，14. 滚珠丝杆螺母副，15.转盘，16.连接座，17.旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块，18.直接驱动电机，19.转盘，20.测力仪，21.夹持模块，22.安装板，23.螺钉，24.硬质合金刀片，25.固定支撑模块,26.底板，27.侧板，28.固定板，29.底座，30.弹簧座，31滑座。

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晰，下面结合附图对本发明作进一步的描述：

由图1、图2可知，本发明包括水平移动模块（1）、压力控制模块（6）、竖直移动模块（7）、旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块（12）、旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块（17）、夹持模块（21）及固定支撑模块（25）。所述的水平移动模块（1）安装在所述的固定支撑模块（25）中的固定板（28）上，用于控制硬质合金刀片（24）的水平方向的移动；所述的竖直移动模块（7）安装在所述的水平移动模块（1）上，用于控制硬质合金刀片（24）的竖直方向的移动；所述的旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块（12）安装在所述的竖直移动模块（7）上，用于控制刀片后角不等于零度的硬质合金刀片绕与水平移动模块（1）运动方向和竖直移动模块（7）运动方向均垂直的旋转轴旋转至与硬质合金刀片（24）后角大小相等的位置使硬质合金刀片后刀面（24）平行于抛光垫表面；所述的旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块（17）用于控制硬质合金刀片（24）绕与水平移动模块（1）运动方向平行的旋转轴旋转一定角度使刀刃平行于抛光垫表面；所述的压力控制模块（6）用于实现抛光压力的准确施加与控制；所述的夹持模块（21）用于多片硬质合金刀片（24）的快速装夹。

所述的固定支撑模块（25）包括：一块底板（26）、两块侧板（27）、一块固定板（28），其特征在于所述的底板（26）固连在实验台上，其底面并与平面抛光机的底面平行，且确保硬质合金刀片（24）在抛光机区域内；所述的两块侧板（27）固定于底板（28）上，所述的固定板（28）安装在侧板（27）上，所述的固定板（28）的顶端与所述的侧板（27）的顶端平齐。

所述的水平移动模块（1）包括：伺服电机、底座（2）、滚珠丝杆螺母副（3）、导杆（4）和滑座（31）组成。所述的滚珠丝杆螺母副（3）与伺服电机相连，所述的滑座（31）安装在与所述的滚珠丝杆螺母副（3）中螺母固连的螺母座上，所述的水平移动模块中的底座（2）安装在所述的固定支撑模块（25）中的固定板（28）上。所述的伺服电机通过滚珠丝杆螺母副（3）驱动滑座（31）沿导杆（4）做水平方向的移动。

所述的竖直移动模块（7）包括伺服电机、导杆（8）、滑座（9）、压缩弹簧（11）、滚珠丝杆螺母副（14）、底座（29）和弹簧座（30）组成。所述的滚珠丝杆螺母副（14）与伺服电机相连；所述的滑座（9）安装在与所述的滚珠丝杆螺母副（14）中的螺母（10）固连的螺母座上；所述的弹簧座（30）安装在底座（29）上；所述的压缩弹簧（11）固定在弹簧座（30）内，并与螺母（10）的端面相接触；所述的竖直移动模块（7）中的底座（29）与所述的水平移动模块（1）中的滑座（31）固连。所述的伺服电机通过滚珠丝杆螺母副（14）驱动滑座（9）沿导杆（8）做竖直方向的移动。

所述的旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块（12）包括：直接驱动电机（13）和转盘（14）。所述的直接驱动电机（13）安装在所述的竖直移动模块（7）的滑座（9）上，所述的转盘（14）与直接驱动电机（13）固连；这样，所述的旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块（12）由所述的直接驱动电机（13）通过转盘（14），驱动刀片后角不等于零度的硬质合金刀片（24）绕与水平移动模块（1）运动方向和竖直移动模块（7）运动方向均垂直的旋转轴旋转至与硬质合金刀片（24）后角大小相等的位置，使硬质合金刀片后刀面（24）平行于抛光垫表面。

所述的旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块（17）包括：直接驱动电机（18）和转盘（19）。所述的直接驱动电机（18）安装在连接座（16）上，所述的转盘（19）与直接驱动电机（18）固连；这样，所述的旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块（17）由所述的直接驱动电机（18）通过转盘（19），驱动硬质合金刀片（24）绕与水平移动模块（1）运动方向平行的旋转轴旋转一定角度至刀刃平行于抛光垫表面。

所述的压力控制模块（6）其特征在于通过所述的水平移动模块（1）使硬质合金刀片（24）移动至抛光盘区域，然后通过所述的竖直移动模块（7）、旋转轴与水平移动模块运动方向和竖直移动模块运动方向均垂直的旋转模块（12）和旋转轴与水平移动模块运动方向平行的旋转模块（17）使硬质合金刀片（24）后刀面与抛光垫刚好接触，然后通过所述的竖直移动模块（7）中的伺服电机通过滚珠丝杆螺母副（14），驱动滑座（9）继续向下运动，使与滚珠丝杆螺母副（14）中的螺母（10）端面相接触的压缩弹簧（11）受到挤压，于是给硬质合金刀片（24）施加了压力，根据测力仪（20）显示的数值，控制伺服电机转动直至达到抛光所需压力的设定值为止。

所述的夹持模块（21）通过安装板（22）和螺钉（23）将多片硬质合金刀片（24）快速装夹。所述的安装板（22）其特征在于根据不同牌号硬质合金刀片（24）的基本尺寸和形状，在安装板（22）上开有槽腔，所述的槽腔其特征在于槽腔的深度可取为硬质合金刀片（24）厚度的整数倍，并在槽腔底部开有螺纹孔，用于螺钉（23）固定硬质合金刀片（24），槽腔轮廓与刀片两个相邻后刀面形状一致，并且装夹除三角形刀片以外的多边形硬质合金刀片（24）时均有两个相邻后刀面靠近抛光垫表面，同时使两个相邻后刀面分别与抛光垫表面之间夹角呈对称最小，仅需一次装夹，就可实现硬质合金刀片（24）两个相邻后刀面的抛光加工。