用于磨削的多工位断线钳刀片夹具及其控制方法与流程

1.本发明属于磨削、抛光或刃磨用的工具技术领域，具体涉及用于磨削的多工位断线钳刀片夹具及其控制方法。


背景技术：

2.目前断线钳刀片刃面的加工主要以磨削和铣削为主，铣削加工的时候，刀片毛坯需要留较多余量，材料用量大，成本高，且铣削加工通常是单刀片独立加工，夹具上虽然可以同时设置多把刀片，但为了避让铣刀刀头，各刀片之间的间距很大，因此批量加工能力较差，加工效率不高。而采用磨削则可以通过设计嵌设刀片的多工位治具来对刀片的刃面进行批量磨削，但刀片的一个刃面磨削完成后，需要人工将每一片刀片反面，然后再进行第二次磨削，虽然操作人员可以利用磨床磨削的时间对另一个治具上的刀片进行逐个翻面，基本能够做到一个工人对应一台磨床，但工人劳动强度大，翻转刀片时容易烫伤，存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明首先要解决的技术问题是：提供一种用于磨削的多工位断线钳刀片夹具，解决目前应用于磨削的断线钳刀片夹具需要人工翻转刀片，导致工人劳动强度大，生产中存在安全隐患的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：用于磨削的多工位断线钳刀片夹具，包括一个基座，基座上垂直连接有两块正对设置的侧板，侧板之间的基座上固定连接有平行于侧板的滑轨，滑轨上滑动连接有一个平行于基座的驱动板，驱动板上方设置有多根沿滑轨轴向等间距平行排列的第一转轴，任一第一转轴垂直于滑轨的输送方向，第一转轴两端分别与两侧板连接，任一第一转轴上转动连接有一根竖向设置的夹持板，第一转轴连接在夹持板中部，夹持板下端延伸至驱动板上方，任一夹持板的下端通过平行于第一转轴的第一销轴转动连接有一根传动臂，各传动臂的下端共同连接在一根平行于驱动板的传动板上，传动板的两端分别向外延伸至位于端部的传动臂外，传动板端部通过平行于第一转轴的第二销轴转动连接有滚轮，所述驱动板的两端分别连接有一块挡板，所述传动板位于两挡板之间；任意两根第一转轴的正中间设置有一根第二转轴，第二转轴平行于第一转轴设置，第二转轴的两端也分别与两侧板转动连接，所有第二转轴的一端穿过侧板伸出侧板外并与一套驱动机构传动连接，各第二转轴在驱动机构的驱动下同步转动，位于两侧板之间的各第二转轴上分别固定套接有一个截面成椭圆形的托料辊，托料辊截面的长径方向为其宽度方向，短径方向为其厚度方向，相邻两夹持板之间的间距与托料辊宽度之间的差值小于断线钳刀片厚度的两倍，托料辊的厚度不大于刀片的厚度，所述驱动板底部螺纹连接有一根平行于滑轨的丝杆，基座上固定连接有两个与丝杆两端转动连接的轴座以及一台用于驱动丝杆转动的伺服电机，伺服电机和驱动机构分别与一个控制器电性连接，受控于控制器。
5.作为一种优选方案，所述夹持板位于第一转轴上方的长度满足当刀片倾斜至待磨削状态时依然能够压接在刀片上，且夹持板的上端低于刀片的刃面。
6.作为一种优选方案，所述托料辊具有磁性。
7.作为一种优选方案，所述驱动机构包括与第二转轴一一对应的步进电机，各步进电机分别与控制器电性连接，控制器控制各步进电机同步转动，各步进电机固定连接在侧板上。
8.作为一种优选方案，各第二转轴的同一端伸出侧板外，所述驱动机构包括与各第二转轴伸出侧板外的一端同轴固定连接的蜗杆，位于各蜗杆上方设置有一根传动轴，传动轴上固定套接有与蜗杆一一对应的蜗轮，与蜗杆接近的侧板两端固定连接有与传动轴两端对应的支撑板，传动轴两端分别转动连接在两支撑板上，其中至少一块支撑板上固定连接有驱动传动轴转动的步进电机，步进电机和控制器电性连接，受控制器控制。
9.作为一种优选方案，另一块支撑板上也固定连接有驱动传动轴转动的步进电机，两步进电机均与控制器电性连接，受控于控制器。
10.本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种基于上述多工位断线钳刀片夹具的控制方法，以解决目前应用于磨削的断线钳刀片夹具需要人工翻转刀片，导致工人劳动强度大，生产中存在安全隐患的技术问题，并进一步解决刀片翻身卡顿的技术问题。
11.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于上述多工位断线钳刀片夹具的刀片翻转控制方法，包括如下具体步骤：a、启动上述多工位断线钳刀片夹具，通过操作面板向控制器发送复位指令，控制器控制伺服电机转动，使各夹持板处于相同方向和角度的倾斜状态，两夹持板之间的距离为刀片厚度的1.1倍，同时控制器控制驱动机构动作，使各托料辊宽度方向垂直于夹持板。
12.b、在任意两相邻夹持板之间手动放入一片刀片，刀片的刃口向上，刀片的同一端与一块侧板相抵。
13.c、通过操作面板向控制器发送第一次夹紧指令，控制器控制伺服电机转动，伺服电机通过丝杆驱动驱动板移动，驱动板带动传动板移动，传动板带动各夹持板下端沿步骤a中各夹持板的倾斜方向继续同步摆动，直至将刀片夹紧，刀片被夹紧后，控制器控制伺服电机持续输出一定驱动力以维持夹持板对刀片的夹紧力；在夹持板摆动过程中，控制器控制驱动机构驱动各第二转轴旋转，并在两夹持板夹紧刀片的同时，使托料辊宽度方向平行于夹持板，托料辊的转动方向与夹持板的转动方向相反。
14.d、对刀片的一个刃面进行磨削。
15.e、通过操作面板向控制器发送翻转指令，控制器控制伺服电机和驱动机构分别驱动各夹持板和托料辊动作，夹持板和托料辊先沿反方向复位至步骤a的状态，然后控制器继续控制伺服电机和驱动电机分别驱动各夹持板和托料辊同步同向转动，当夹持板转动到与步骤a中的夹持板相反的倾斜方向，且相邻两夹持板之间的距离也为刀片厚度的1.1倍时，控制器控制驱动机构驱动各托料辊反向旋转，并在两夹持板夹紧刀片的同时，使托料辊宽度方向平行于夹持板；刀片被夹紧后，控制器控制伺服电机持续输出一定驱动力以维持夹持板对刀片的夹紧力。
16.f、对刀片的另一个刃面进行磨削。
17.g、循环步骤a~f。
18.本发明的有益效果是：首先，本发明通过多片平行排列的夹持板和间隔设置在夹持板之间的托料辊对刀片进行支撑，利用驱动板、传动板和传动臂驱动各夹持板同步左右摆动，配合托料辊的转动，带动刀片摆动，最终实现刀片自动翻转，降低工人劳动强度，消除安全风险；同时本发明采用截面成椭圆形的托料辊来支撑刀片，消除了刀片从两夹持板之间掉落的可能，同时能够在夹持板夹紧刀片时，将刀片顶出，使刀片的刃面凸出于夹持板外，确保磨削加工的顺利进行，在顶出刀片的同时确保了刀片与托料辊的抵接关系，利用托料辊对刀片进行了限位，确保各刀片高度一致，提高磨削加工精度。
19.其次，本发明通过对夹持板和托料辊的差别控制，确保刀片能够准确和顺利地被翻转，确保了翻转后各刀片的角度、高度的一致性，避免刀片翻转时被卡在夹持板和托料辊之间导致夹具损坏，最终提高刀片磨削精度。
附图说明
20.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：图1是本发明的半剖结构示意图；图2是本发明一种具体实施方式的俯视图；图3是本发明另一种具体实施方式的俯视图；图4是本发明在夹持刀片状态的半剖结构示意图；图1~图4中：1、基座，2、侧板，3、滑轨，4、驱动板，5、第一转轴，6、夹持板，7、第一销轴，8、传动臂，9、传动板，10、第二销轴，11、滚轮，12、挡板，13、第二转轴，14、驱动机构，14a、步进电机，14b、蜗杆，14c、传动轴，14d、蜗轮，15、托料辊，16、刀片，17、丝杆，18、轴座，19、伺服电机，20、控制器，21、支撑板。
具体实施方式
21.下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。
22.如图1~图4所示的用于磨削的多工位断线钳刀片夹具，包括一个基座1，基座1上垂直连接有两块正对设置的侧板2，侧板2之间的基座1上固定连接有平行于侧板2的滑轨3，滑轨3上滑动连接有一个平行于基座1的驱动板4，驱动板4上方设置有多根沿滑轨3轴向等间距平行排列的第一转轴5，任一第一转轴5垂直于滑轨3的输送方向，第一转轴5两端分别与两侧板2连接，任一第一转轴5上转动连接有一根竖向设置的夹持板6，第一转轴5连接在夹持板6中部，夹持板6下端延伸至驱动板4上方，任一夹持板6的下端通过平行于第一转轴5的第一销轴7转动连接有一根传动臂8，各传动臂8的下端共同连接在一根平行于驱动板4的传动板9上，传动板9的两端分别向外延伸至位于端部的传动臂8外，传动板9端部通过平行于第一转轴5的第二销轴10转动连接有滚轮11，所述驱动板4的两端分别连接有一块挡板12，所述传动板9位于两挡板12之间；任意两根第一转轴5的正中间设置有一根第二转轴13，第二转轴13平行于第一转轴5设置，第二转轴13的两端也分别与两侧板2转动连接，所有第二转轴13的一端穿过侧板2伸出侧板2外并与一套驱动机构14传动连接，各第二转轴13在驱动机构14的驱动下同步转动，位于两侧板2之间的各第二转轴13上分别固定套接有一个截面成椭圆形的托料辊15，托料辊15截面的长径方向为其宽度方向，短径方向为其厚度方向，相邻两夹持板6之间的间距与托料辊15宽度之间的差值小于断线钳刀片16厚度的两倍，托料
辊15的厚度不大于刀片16的厚度，所述驱动板4底部螺纹连接有一根平行于滑轨的丝杆17，基座1上固定连接有两个与丝杆17两端转动连接的轴座18以及一台用于驱动丝杆17转动的伺服电机19，伺服电机19和驱动机构14分别与一个控制器20电性连接，受控于控制器20。
23.本实施例中，夹持板6位于第一转轴5上方的长度满足当刀片16倾斜至待磨削状态时依然能够压接在刀片16上，且夹持板6的上端低于刀片16的刃面。
24.本实施例中，托料辊15优选具有磁性，这样能够吸住刀片16，使刀片16不在两夹持板6之间随意滑动，提高刀片16位置的可控性。
25.如图2所示，本实施例的驱动机构14可以包括与第二转轴13一一对应的步进电机14a，各步进电机14a分别与控制器20电性连接，控制器20控制各步进电机14a同步转动，各步进电机14a固定连接在侧板2上。
26.如图3所示是采用另一种驱动机构14的多工位断线钳刀片夹具，才用该驱动机构14需要各第二转轴13的同一端伸出侧板2外，该驱动机构14可以包括与各第二转轴13伸出侧板外2的一端同轴固定连接的蜗杆14b，位于各蜗杆14b上方设置有一根传动轴14c，传动轴14c上固定套接有与蜗杆14b一一对应的蜗轮14d，与蜗杆14b接近的侧板2两端固定连接有与传动轴14c两端对应的支撑板21，传动轴14c两端分别转动连接在两支撑板21上，其中至少一块支撑板21上固定连接有驱动传动轴14c转动的步进电机14a，步进电机14a和控制器20电性连接，受控制器20控制。
27.两种不同结构的驱动机构14其效果是一致的，但图3中所采用的驱动机构14成本更低。
28.为了提高图3中所采用的驱动机构14的传动精度，可在另一块支撑板21上也固定连接一个驱动传动轴14c转动的步进电机14a，两步进电机14a均与控制器20电性连接，受控于控制器20。在使用时，两台步进电机14a同步反向转动，带动传动轴14c两端同步转动，消除传动轴14c自身扭转带来的各托料辊15转动角度有误差的问题。同时有效提高传动轴14 c的动力。
29.采用本实施例所述的多工位断线钳刀片夹具对刀具进行磨削加工时，按照如下具体步骤进行控制：a、启动上述的多工位断线钳刀片夹具，通过操作面板（图中未示出）向控制器20发送复位指令，控制器20控制伺服电机19转动，使各夹持板6处于相同方向和角度的倾斜状态，两夹持板6之间的距离为刀片16厚度的1.1倍，同时控制器20控制驱动机构14动作，使各托料辊15宽度方向垂直于夹持板6；在该状态下放置刀片16，刀片16都会朝一个方向倾斜地滑动到与各托料辊15抵接，使各刀片16的高度保持一致。
30.b、在任意两相邻夹持板6之间手动放入一片刀片16，刀片16的刃口向上，刀片16的同一端与一块侧板2相抵。
31.c、通过操作面板向控制器20发送第一次夹紧指令，控制器20控制伺服电机19转动，伺服电机19通过丝杆17驱动驱动板4移动，驱动板4带动传动板9移动，传动板9带动各夹持板6下端沿步骤a中各夹持板6的倾斜方向继续同步摆动，直至将刀片16夹紧，刀片16被夹紧后，控制器20控制伺服电机19持续输出一定驱动力以维持夹持板6对刀片16的夹紧力；在夹持板6摆动过程中，控制器20控制驱动机构14驱动各第二转轴13旋转，并在两夹持板6夹紧刀片16的同时，使托料辊15宽度方向平行于夹持板6，托料辊15的转动方向与夹持板6的
转动方向相反。
32.d、对刀片16的一个刃面进行磨削。
33.e、通过操作面板向控制器20发送翻转指令，控制器20控制伺服电机19和驱动机构14分别驱动各夹持板6和托料辊15动作，夹持板6和托料辊15先沿反方向复位至步骤a的状态，然后控制器20继续控制伺服电机19和驱动电机14分别驱动各夹持板6和托料辊15同步同向转动，当夹持板6转动到与步骤a中的夹持板6相反的倾斜方向，且相邻两夹持板6之间的距离也为刀片16厚度的1.1倍时，控制器20控制驱动机构14驱动各托料辊15反向旋转，并在两夹持板6夹紧刀片16的同时，使托料辊15宽度方向平行于夹持板6；刀片16被夹紧后，控制器20控制伺服电机19持续输出一定驱动力以维持夹持板6对刀片16的夹紧力。
34.f、对刀片16的另一个刃面进行磨削。
35.g、循环步骤a~f。
36.本发明通过多片平行排列的夹持板6和间隔设置在夹持板6之间的托料辊15对刀片16进行支撑，利用驱动板4、传动板9和传动臂8驱动各夹持板6同步左右摆动，配合托料辊15的转动，带动刀片16摆动，最终实现刀片自动翻转，降低工人劳动强度，消除安全风险；同时本发明采用截面成椭圆形的托料辊15来支撑刀片16，消除了刀片16从两夹持板6之间掉落的可能，同时能够在夹持板6夹紧刀片16时，将刀片16顶出，使刀片16的刃面凸出于夹持板6外，确保磨削加工的顺利进行，在顶出刀片16的同时确保了刀片16与托料辊15的抵接关系，利用托料辊15对刀片16进行了限位，确保各刀片16高度一致，提高磨削加工精度。
37.其次，本发明通过对夹持板6和托料辊15的差别控制，确保刀片16能够准确和顺利地被翻转，确保了翻转后各刀片16的角度、高度的一致性，避免刀片16翻转时被卡在夹持板6和托料辊15之间导致夹具损坏，最终提高刀片16的磨削精度。
38.上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。