具有往复处理表面的刃处理设备的制作方法

1.本发明涉及一种通过同时处理切削刃的两侧来处理诸如刀刃这样的切削刃的设备。在所提及的设备类型中，对置排列的处理表面组借助于研磨、珩磨、抛光或刃拉直处理中的任意方式来有效地恢复和锐化切削刃。特别是，本发明涉及一种设备，其中处理表面在处理期间被以往复运动的方式来回驱动。


背景技术：

2.从专利文献w02009134193(a1)中预先已知一种用于处理切削刃的设备，其中处理表面在操作期间被驱动运动。一组处理表面分别容纳在两个对置布置的块中，这些块通常布置在一个保持器上。保持器从上方靠在凸轮上，随着凸轮的旋转，凸轮以往复的竖直运动使保持器和带有处理表面的块一起上升和下降。为了维持保持器与凸轮的接触以在上升和下降运动中跟随凸轮，需要经由刀向处理表面手动施加向下的压力。
3.从专利文献us2024860(a)中预先已知另一种用于处理切削刃的设备，其中处理表面在操作期间被驱动运动。两组凸弧形的处理表面被布置在一对相互对置的块中，其中每个块都被枢转地支撑在枢轴销上。块的枢转运动是借助电线线圈和铁芯组合的机电方式驱动的，随着线圈被馈送电流，使得块交替地向上或向下摆动。
4.上述第一种设备的相关缺点是，由于处理表面必须能够与块的竖直运动同步进行水平调整，因此其对块内的处理表面的枢接(journal)提出了很高的要求。另一个缺点是，该运动依赖于经由刀而手动施加的向下的力，以使保持器与凸轮接触以实现往复运动。
5.上述第二种设备的相关的缺点是，其导致切削刃具有凹陷的弧形面，这使得刃的最外层部分非常薄，容易受到不当的磨损和变形的影响。
6.从专利文献us4528777(a)中预先已知第三种用于处理切削刃的设备，其中处理表面在操作期间被驱动运动。该设备包括布置为倾斜相交的一对组件，每个组件都有柱形的珩磨件，其在连续旋转的同时在轴向上来回移动，借助连接杆驱动这些运动，连接杆枢接在旋转轮的偏心位置。
7.第三种设备的相关缺点是，组件被围绕轮的中心而枢转地支撑，导致珩磨件相对于刀具的倾斜度随刀在珩磨件之间的插入深度而变化。此外，珩磨件的倾斜度仅通过与刀的物理接触来决定，因此，珩磨件会盲目地跟随并强化了刀刃中存在的任何不准确之处。


技术实现要素：

8.本发明的总体目的是提供一种借助往复处理表面同时处理切削刃的两侧的设备，其中该设备是为解决上述先前已知的具有可移动处理表面或珩磨件的设备的相关问题而设置的。
9.一个特定的目的是提供一种借助于以相交的倾斜度来回移动的处理表面来处理切削刃的设备，其中处理表面之间的相交角度保持不变，与处理表面之间的刀的插入深度无关。
10.另一个特定目的是提供一种借助于以相交的倾斜度来回移动的处理表面来处理切削刃的设备，其中处理表面朝向刀的相反两侧所施加的摩擦力和压力在操作中彼此抵消，因此在处理表面之间的刀片的任何插入深度处都不需要向下的力来手动保持刀。
11.再一个特定的目的是提供一种借助于以相交的倾斜度来回移动的处理表面来处理切削刃的设备，其中该设备被设计为模块化扩展，允许组合刃角和/或切削刃的不同种类的处理。
12.一种用于处理切削刃的设备满足了上述一个或几个目的，所述设备包括第一工具，所述第一工具支撑第一组处理表面，所述第一组处理表面分别具有轴向长度，与支撑在对置布置的第二工具中的相应的第二组处理表面成交叉关系定向，使得处理表面组合地形成v型槽的两侧，由第一组处理表面与第二组处理表面之间的中间角确定v型槽的开度角。借助连接杆，第一和第二工具分别与主轴连接，所述主轴由动力单元旋转驱动。连接杆的一端与相关联的工具枢转地连接，而连接杆的相反端经由偏心件与主轴枢转地连接，偏心件旋转地枢接在连接杆的端部中。偏心件为柱体，主轴在偏心件的中心与外周之间的偏心位置处不相对旋转地穿过所述柱体。在一组第一和第二工具中，从属的偏心件在主轴上相互旋转且角度移位。每个工具与相关联的连接杆借助于与主轴平行的辅助轴间接连接，其中连接杆枢转地枢接在辅助轴上，而工具枢接在辅助轴上，以在辅助轴的长度方向上滑动移动。
13.与枢接在其上以进行滑动的工具一起，辅助轴被布置为在横向于辅助轴的长度的竖直方向上自由移动。结果，作为这种布置方式所提供的技术效果，工具和处理表面在对角线方向上提供了线性移动，这些对角线方向分别包括水平和竖直方向分量。
14.换句话说，第一和第二工具通过动力传输装置以运动的方式设置，该动力传输装置交替地提升和降低工具，使得第一工具随着第二工具下降而上升，反之亦然。本发明提供的一个优点和技术效果是，朝向刀的相反两侧施加的摩擦力和压力将彼此抵消，从而不需要额外的力来手动将刀保持在v型槽中的理想插入深度处。
15.该设备还包括引导装置，该引导装置被布置为并有效地控制工具的运动，使得支撑在工具中的第一和第二组处理表面在处理表面的长度方向上交替地来回移动。换句话说，第一和第二工具由引导装置控制，引导装置的方向主要与相关联的处理表面的方向和倾斜度平行。
16.在一个实施例中，第一和第二工具分别被支撑在引导杆上，引导杆收纳在引导管中用以进行轴向移动，引导管在工具各自的相反两侧中各布置一个。该实施例的优点和技术效果是，引导装置可以以该方式保持清洁，并防止在研磨或对切削刃进行其他处理期间可能形成的研磨粉尘。
17.工具可以被布置成隔开的壳体，壳体界定了在工具的前端或近端(即面向对置工具的端部)开口的单元格。在这样的实施例中，单元格被布置为容纳保持器部件，每个保持器部件在保持器的前端承载处理表面。以类似于申请人的专利文献w02015030655(a1)中先前描述的方式，保持器可在单元格中布置成可移动的，并通过被布置为且有效地在近端方向上推动保持器和处理表面的弹性元件作用，以这种方式在处理过程中对刀施加弹性接触压力。
18.可以理解的是，将刀更深地降低到v型槽中将使得保持器抵着偏置弹性元件的力
而进一步缩回到工具的单元格中。反之，在v型槽中抬升刀具将使保持器顺应在近端方向上的弹性力的驱动。在这方面，再次说明了v型槽的两腿之间的中间角，换句话说，处理表面与刀之间的接触角保持不变，与刀的插入深度无关。
19.由于每个处理表面在其长度方向上都是直线形的，所以处理的结果是具有平坦侧面的切削刃，这从强度的角度来看是有利的。
20.由于在处理中，刀沿其长度方向在处理表面之间移动，以加工切削刃的整个长度，因此当从截面观看时，每个处理表面有利地包括平坦的或凸形的正面。不过优选是平坦的正面，因为这将使整个处理表面的效率和磨损分布更好，从而使处理表面的使用寿命更长。
21.在使用中，用于处理切削刃的设备的本布置方式提供了处理表面的磨损在整个处理表面的长度上的分布。
22.从下面给出的详细描述和从属权利要求中，本发明的附加细节和替代实施例将变得更清楚。
附图说明
23.下面将参考所附示意图对本发明的实施例进行更详细的说明，其中：
24.图1是示出根据本发明的用于处理切削刃的设备的部分剖面正视图，
25.图2以较大比例示出了包括在图1的设备中的工具，其沿图3的侧向显示的剖面iia和iib剖开，
26.图3示出了图2的工具的近端，
27.图4a以正视图示出了构成图1-3的设备中所包括的动力传输装置的部分的连接杆和偏心件，
28.图4b以沿着图4a中的剖面ivb的剖面图示出了图4a的连接杆和偏心件，
29.图5a以正视图示出了构成图1-3的设备中所包括的动力传输装置的部分的辅助轴和支座的安装布置，
30.图5b以沿着图5a中的剖面vb的剖面图示出了图5a的安装布置，以及
31.图6是图1的设备的部分剖面俯视图。
具体实施方式
32.首先应强调的是，本发明不限于图示的尺寸、角度或角度范围，其他角度和尺寸在具体实施方式中可以是适用的和优选的。还应指出，对水平和竖直方向/方位的引用仅用于说明目的，以便于公开，尽管在大多数情况下，该设备将如描述和图示的那样定位，并在使用时放置在平坦的水平面上。
33.参照附图，一种用于同时处理切削刃的两侧的设备包括至少一组工具，其中包括第一工具1和对置定位的第二工具2。每个工具1或2分别容纳一个或多个处理表面3和4。处理表面3和4各自包括一个面，该面可通过研磨、珩磨或抛光等任意方式有效地处理切削刃。处理表面可以以硬质金属或矿物颗粒(如金刚石或岩石)的覆层的形式实现，且可以替代地由陶瓷材料组成。处理表面3、4可以应用于条形的棒状载体部件的外部，也可以替代性地构成均匀棒状部件的外表面。
34.因此，处理表面3和4是条形的形状，并且在设备中，以相对于假想的竖直线vl倾斜
的方向布置，见图1中的双箭头l。在用于同时处理切削刃的两侧的设备中，处理表面以与竖直线vl的倾斜度α定向，使得对置的几组处理表面3和4共同形成v型槽，v的两腿之间具有中间角2α，竖直线vl形成对v的平分线。由于处理表面在长度方向l上是直的和线状的，所以通过当从槽的端部看时的平面(如图1)界定v型槽。v型槽的中间角将决定处理后的切削刃的刃角。因此，角度α可以有利地达到12.5
°‑
17.5
°
的角度范围，得到25
°‑
35
°
的刃角。当然也可以根据需要采用其他v型角。
35.工具1和2被支撑在引导装置5上，用以在相对于竖直方向倾斜和对角线方向d上来回往复移动，见图1中的双箭头d。
36.在图1所示的左手侧工具组中，工具1和2停在中性位置或半途位置，在该位置处工具1和2设置在同等高度，而右手侧工具组则停在移位位置，在该位置处在对角线方向d上第一工具1被升起而第二工具2被降低。
37.移动d相对于竖直方向vl的倾斜角度与处理表面3和4的倾斜度α相等。换句话说，移动d与处理表面的长度方向l平行。
38.在图示的实施例中，引导装置5包括引导杆6，该引导杆收纳在引导管7中用以做轴向滑动移动，引导管被布置或形成在工具的侧面上。在工具1和2的各相反两侧上分别布置有相应的引导杆和引导管的组合。如图1和2所示，引导杆6可以牢固地固定在设备的底座8上。
39.然而，本发明不必限于图示的引导装置的配置。可以通过其他方式实现用于工具的强制对角线运动控制的直线引导，例如以在工具外部形成的凹槽中运行的跟踪件的形式(未图示)。
40.工具1和2借助于动力单元9和动力传输装置10而被往复运动地驱动。动力单元9可以以电动或气动电机的形式提供。
41.动力传输装置包括由动力单元9驱动旋转的主轴11。工具1和2各自借助连接杆12和偏心件13与主轴11操作连接，偏心件被不相对旋转地固定在主轴11上。可以通过多种方式实现将偏心件不相对旋转地固定在主轴上，例如，如图4b所示，其中锁定螺栓35被拧入偏心件，直到螺栓的末端与主轴的扁平部分相接。
42.偏心件13为柱体，主轴在偏心位置处不相对旋转地穿过该柱体延伸，偏心位置即位于柱体的中心ec与外周ep之间的位置。在图1的实施例中，相对于与另一个对置的工具2关联的偏心件13的角度位置，与其中一个工具1关联的偏心件13的角度位移为180
°
，也就是旋转了半周。图1中右手侧的工具组图示出这种关系，其中左偏心件的大部分在主轴上方，而右偏心的大部分在主轴下方。
43.因此，偏心件13在主轴11上相互在角度上移位，即第一工具1的偏心件13相对于第二工具2的偏心件13绕主轴旋转。因此，当主轴11旋转时，工具1和2将在相反的方向上移动，使得一个工具上升的同时另一个工具下降，反之亦然。如果偏心件之间的角位移被设定为顺时针或逆时针90
°
或270
°
，例如，工具1和2将在它们的潜在行程的总长度的一半上在相同的移动方向上上升或下降地行进，直到其中一个工具改变其移动方向。角位移越接近180
°
，或二分之一周，共同移动的距离就越短。因此，在角位移为180
°
时，工具将同时转换运动方向。
44.第一工具1与第二工具2的偏心件13之间的180
°
的角位移被认为是提供了最佳的
操作模式，因为其有效地使得处理操作中作用在刀上的摩擦力抵消。然而，操作者仍然可以从本发明提供的其他优点中受益，例如，当角位移不是180
°
，例如在90
°
至270
°
范围内时，处理表面的往复直线运动也在刀刃的角平面内。
45.偏心件13枢接在连接杆12的一端以旋转。适当时，轴承14可以插在偏心件与连接杆之间。轴承14可以是滚珠轴承或滚柱轴承，例如，也可以是由自润滑金属或合成材料制成的柱形套筒形式的滑动轴承。锁定垫圈15可以以适当的已知方式应用，以保持偏心件在连接杆上的位置。
46.连接杆12的相反端枢转地间接连接至相关的工具1或2。更确切地，连接杆12枢转地枢接在与主轴11平行的辅助轴16上。从属的工具1或2被枢接在辅助轴16上，以在辅助轴的长度方向上进行滑动移动，即在水平方向h上，如图1中所示。为此，辅助轴16被滑动地枢接在形成于连接部件17中的通道中，该连接部件位于工具1或2的下端。
47.辅助轴16的一端从连接部件17的通道中伸出，为连接杆12的枢轴连接提供轴长。辅助轴16的突出的相反端带有径向扩张部分，如凸缘或头部18，其防止辅助轴从连接件17的通道中滑出。
48.然而，辅助轴16可以在设备中设置的支座所设定的范围内进行轴向移动。固定元件19提供了第一支座19，头部18可以滑动接触到该支座上，以限制辅助轴16在第一轴向上的移动。第一支座19可以是安装在设备中的单独元件，例如横梁部件，或者是形成在设备中所包括的壳体或框架21中的元件。
49.在一个实施例中，工具1或2自身可以提供第二支座，用以限制辅助轴16在相反的第二轴向上的移动。
50.在一个实施例中，如图1、2和5所示，第二支座由固定布置(诸如通过安装或通过在设备中所包括的壳体或框架21中形成)在设备中的元件20提供。
51.第一支座19和第二支座20之间有水平间隙22的距离，允许头部18在支座之间在竖直方向上上下移动。为了使整个辅助轴16具有相同的移动性，辅助轴经过形成在第二支座20中的凹槽23。凹槽23的上端可以是开放的，以有助于在安装时从上方插入辅助轴。
52.可选的是，第一支座19和第二支座20可以组合并一体化在一个单一的物理组件中，如图5a和5b所示的实施例。
53.另一种选择是，第二支座20与连接部件17可以形成有相同地倾斜的对置表面，其在工具的上升终止位置能够进行相互接触，如图1中右手侧工具组中的工具1和支座20所示。
54.辅助轴16以这种方式在轴向上被止挡并且在辅助轴的横向上是可移动的，以在工具被驱动作往复对角线运动时跟随工具的竖直位移v。该竖直位移v的长度可以在本发明的范围内变化，并且可以有利地达到至少约5毫米。在同一实施例中，例如，取决于角度α的值和往复运动的相应方向d，工具在辅助轴16上施加的水平位移h可以达到1.5-2毫米的范围。
55.处理表面3和4可以分别支撑在保持器部件24的近端。保持器24容纳在设置在分隔工具中的保持器单元格25中。因此，工具1和2形成了用于若干组两个或更多的保持器24的壳体，每个保持器承载处理表面3或4，在工具中与相邻的处理表面并排布置。
56.每个保持器容纳单元格25在其上端由顶板部件26界定。参照图2，顶板26下方的单元格的高度h与保持器24的长度l相匹配，从而确定了保持器在单元格中的竖直位置，而没
有在单元格中倾倒或倾斜、即向前或向后倾倒的可能。以相应的方式，见图3，单元格25的宽度w1和保持器24的宽度w2相匹配，从而也不允许保持器在单元格中的明显侧倾。然而，在设计单元格和保持器时，必须考虑尺寸公差，以允许保持器在近端方向p上基本无摩擦地来回移动。
57.保持器24被设置有在单元格25内有的有限的、由弹性元件驱动的水平可移动性，以允许在近端方向p(见图1)上来回往复移动。为此，插入在工具与保持器之间的弹性部件27可以有效地将保持器24和处理表面3或4朝向对置的工具偏置。弹性部件27可以是螺旋压力弹簧，其被支撑在弹簧保持销28上，该弹簧保持销从保持器向工具的界定了单元格25中后壁29的部分伸出。
58.更确切地，只有每个第二单元格25容纳保持器24，从而保持器的近端下部和从属的处理表面3或4能够在保持器的最前的弹簧偏置位置被接收到对置的工具的空的单元格中。因此，处理表面3和4将呈现出交叉重叠的关系。当刀以向下移动而插入交叉关系的处理表面之间形成的v型槽内时，处理表面3和4将与刀的侧面产生弹性元件偏置的接触。
59.为了确保在对面工具的最近前进的保持器位置也能保持进入v型槽的开放入口，后跟部30可以布置在保持器24的下端并从保持器24的下端向下突出。该后跟部30被收纳为在形成于单元格底部中的凹槽31内滑动。当后跟部30到达凹槽31的末端时，保持器的向前水平移动停止，由此凹槽的长度被确定为使得在开始刃处理操作时，能够始终确保具有最小的v用于刀的插入。
60.虽然没有在图中显示，但相应的跟部与凹槽的组合可以替代性地或附加性地分别布置在顶板和保持器的上端中，或布置在弹簧保持销上和单元格的侧面中。
61.弹性元件偏置的处理表面的实施方式有几个方面的好处。该方式提供的一个优势是，不需要刀具完全水平定向，因为即使刀具在处理期间有些倾斜，即提供了向上或向下倾斜的刀尖，弹性元件也确保了从处理表面向切削刃的有效接触压力。
62.弹性元件偏置的处理表面提供的一个特殊优势是，可以通过调节处理表面之间的刀具插入深度来控制金属去除量。由于线性往复的处理表面提供了材料的去除，而不是像非驱动、非往复的工具布置方式那样通过刀而手动施加的前后移动，因此这种控制得到了加强。因此，与v型槽中的高位相比，刀在v型槽中的低位会得到从处理表面施加更高的接触压力，从而提高材料的去除率。然而，在任一种情况下，无论在处理过程中应用v型槽中的哪个高度，槽的角度和得到的切削刃角都是一样的。
63.以类似于申请人在专利文献wo2016186567(al)中先前描述的方式，处理表面3和4可以布置在棒状元件32上，该棒状元件枢接在保持器24的近端中并被提供有限的枢转运动。棒件32可以可枢转地围绕轴线33布置，轴线33的方向与处理表面3或4各自相对于竖直线vl的倾斜度α相同。棒件和关联处理表面的枢转布置方式提供了自动适应刀的方向的优势，在操作期间，刀不会在处理表面之间以连续的直线路径移动。
64.在一个实施例中，设备包括可充电电池34，以为电动机9供电。电池充电器和相关联的电子装置可以集成在设备中，用以给电池34充电。
65.此处提出的借助直线往复的处理表面来处理切削刃的形式的解决方案使得能够经济有效地使用用于研磨、抛光、珩磨等的执行元件。作为一个示例，假设在包括两对对置的处理表面的工具组中，其中往复运动包括每个宽度为6毫米的处理表面的约为5毫米的长
度位移l，则处理表面上的总有效接触和磨损将分布在120平方毫米的区域内。
66.应当注意的是，本设备用于同时处理切削刃的两侧，其设计考虑到了对布置方式进行模块化扩展的可能性。更确切地，包括将工具顺次单独连接到共同的驱动轴上的解决方案使得能够在驱动轴上插入附加的工具组，它们全部依次排列并相互对齐。这种结构上的模块化允许为不同的处理和/或不同的刃角配备工具组的组合。例如，第一工具组可被布置用于将切削刃成形为窄刃角(副刃)，而第二工具组可被布置为用于将切削刃成形为较宽的刃角(主刃/刃尖)。在一个工具组中，处理表面可以包括用于研磨的金刚石或其他矿物或硬金属颗粒，而另一工具组可以配备有用于通过珩磨或抛光而进行处理的陶瓷表面。另一种设置可以包括第一和第二工具组，该工具组被配备用于以主刃角和次刃角成形切削刃，而第三工具组可被配备用于珩磨或抛光主刃。还有一种设置可以例如在一个多用途的刃处理设备中包括三个工具组，它们都提供不同的刃角，如30
°
、35
°
、40
°
，或多面切削刃的任何其他角度组合，或用于恢复和处理不同刀具产地的切削刃，如日本或欧洲制式的刀具。
67.从以上公开和附图中，技术人员将理解本发明提供的通用性、刃处理效率和使用寿命益处，其范围和实质由所附权利要求限定。