提要：本文在分析國(guó)內(nèi)各種硬質(zhì)合金刀片平面研磨機(jī)的研磨運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基礎(chǔ)上、介紹作者從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)出的一種新型偏心運(yùn)動(dòng)刀片平面研磨機(jī)。該機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，使用耐久、可靠，而且研磨效果好。
一、前言
機(jī)械研磨法是目前國(guó)內(nèi)外加工硬質(zhì)合金刀片上、下平面的一種主要方法，尤其是可轉(zhuǎn)位銑刀片和用于自動(dòng)線、加工中心、數(shù)控機(jī)床等上的較精密級(jí)可轉(zhuǎn)位刀片。我國(guó)大多數(shù)工廠是采用機(jī)械研磨法來(lái)加工其上、下平面的（以下簡(jiǎn)稱刀片平面）。
研磨刀片平面，通常是在研磨機(jī)上進(jìn)行加工的。刀片平面的研磨質(zhì)量的好壞和生產(chǎn)率高低等，與研磨機(jī)的研磨運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。為此，本文就研磨機(jī)的研磨運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以便從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，研制出一種新型刀片平面研磨機(jī)。
二、行星運(yùn)動(dòng)刀片平面研磨機(jī)的運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)情況分析
目前，國(guó)內(nèi)研磨刀片平面的研磨機(jī)，從其運(yùn)動(dòng)情況來(lái)看，基本上分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是隔離盤(pán)作行星運(yùn)動(dòng)，另一類(lèi)是隔離盤(pán)作偏心運(yùn)動(dòng)。隔離盤(pán)作行星運(yùn)動(dòng)的刀片平面研磨機(jī)，國(guó)內(nèi)主要有兩種情況：
1．上、下研磨盤(pán)固定不動(dòng)，研磨運(yùn)動(dòng)*由隔離盤(pán)的行星運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。這種研磨機(jī)的工作原理如圖1所示。研磨時(shí)，刀片6分別放置在若干個(gè)（通常是4、6個(gè)）獨(dú)立的行星盤(pán)（即隔離盤(pán)）2的各分離通孔中，上研磨盤(pán)盛4、下研磨盤(pán)5和中心銷(xiāo)子盤(pán)（即內(nèi)銷(xiāo)子盤(pán)）1都固定不動(dòng)，而外銷(xiāo)子盤(pán)3以轉(zhuǎn)速n3作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并且，行星盤(pán)2在外銷(xiāo)子盤(pán)3的帶動(dòng)下，同時(shí)與外梢子盤(pán)3作內(nèi)嚙合，與內(nèi)銷(xiāo)子盤(pán)1作外嚙合，從而行星盤(pán)2一邊既作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（轉(zhuǎn)速為n2），一邊又以轉(zhuǎn)速n7繞中心銷(xiāo)子盤(pán)1作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（即相當(dāng)于有一假想系桿7以轉(zhuǎn)速n7帶動(dòng)行星盤(pán)2繞中心銷(xiāo)子盤(pán)1轉(zhuǎn)動(dòng)）。因此，刀片上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是變態(tài)外擺線。這種研磨機(jī)不僅可以滿足研磨過(guò)程對(duì)運(yùn)動(dòng)及其軌跡的技術(shù)要求，而且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，也容易保持兩研磨盤(pán)之間的平行度。但是，其主要缺點(diǎn)是內(nèi)、外銷(xiāo)子盤(pán)上的幾十個(gè)銷(xiāo)軸以及與之嚙合的行星盤(pán)牙齒容易磨損，需經(jīng)常維修更換銷(xiāo)軸和行星盤(pán)。
2．上，下研磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)，隔離盤(pán)作行星運(yùn)動(dòng)。這種研磨機(jī)的工作原理如圖2所示。上研磨盤(pán)4，下研磨盤(pán)5分別以轉(zhuǎn)速n4、n5作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，行星盤(pán)（即隔離盤(pán)）2的運(yùn)動(dòng)情況與上一種研磨機(jī)類(lèi)似（以轉(zhuǎn)速n2作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以轉(zhuǎn)速n7沿外銷(xiāo)子盤(pán)3作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）。但不同點(diǎn)在于行星盤(pán)2由中心銷(xiāo)子盤(pán)1以轉(zhuǎn)速n1來(lái)帶動(dòng)，而外銷(xiāo)子盤(pán)3是固定不動(dòng)的。刀片6上任一點(diǎn)相對(duì)于研磨盤(pán)的運(yùn)動(dòng)速度是變化的，其運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)行星盤(pán)2與假想系桿7之間的傳動(dòng)比大小不同，而分別呈內(nèi)，外擺線或變態(tài)內(nèi)，外擺線。這種研磨機(jī)可以滿足研磨過(guò)程對(duì)運(yùn)動(dòng)及其軌跡的技術(shù)要求。并且，由于上，下研磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)（可以同向旋轉(zhuǎn)，也可以反向旋轉(zhuǎn)），行星盤(pán)的運(yùn)動(dòng)僅起進(jìn)給作用，這樣可將行星盤(pán)的轉(zhuǎn)速大大降低，從而外銷(xiāo)子盤(pán)的銷(xiāo)軸與行星盤(pán)牙齒的磨損，將比上一種研磨機(jī)小一些，但磨損嚴(yán)重仍然是個(gè)主要向題。
為了解決上述兩種行星運(yùn)動(dòng)刀片平面研磨機(jī)的銷(xiāo)軸與隔離盤(pán)牙齒容易磨損的問(wèn)題，曾作這樣的改進(jìn)：研磨盤(pán)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，隔離盤(pán)只作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且采用漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)來(lái)代替銷(xiāo)子盤(pán)傳動(dòng)，其工作原理如圖3所示。
研磨時(shí)，刀片4分別裝在隔板6的各分離通孔中，隔板6則裝在帶有齒圈的隔離盤(pán)2的內(nèi)孔中，隔離盤(pán)2用壓盤(pán)5定位，由中心齒輪3以轉(zhuǎn)速n3帶動(dòng)隔離盤(pán)2旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速為n2）。為了不讓研磨劑甩到漸開(kāi)線嚙合的齒面上，中心齒倫3與隔離盤(pán)2的嚙合位置略高出下研磨盤(pán)1（以n1旋轉(zhuǎn)）一段距離。這種研磨機(jī)的工件運(yùn)動(dòng)軌跡是變態(tài)外擺線。這樣改進(jìn)雖能有效解決銷(xiāo)軸和隔離盤(pán)牙齒的急劇磨損問(wèn)題，但也會(huì)帶來(lái)不能同時(shí)研磨刀片的上下兩平面及生產(chǎn)率稍低等問(wèn)題。
三、新型偏心運(yùn)動(dòng)刀片平面研磨機(jī)
一般來(lái)說(shuō)，隔離盤(pán)作偏心運(yùn)動(dòng)的刀片平面研磨機(jī)，從研磨效率而言，不如隔離盤(pán)作行星運(yùn)動(dòng)的刀片平面研磨機(jī)，所以，在大批量研磨刀片平面時(shí)較少采用。但是，由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，隔離盤(pán)等零件不易磨損等優(yōu)點(diǎn)，只要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，對(duì)于非專業(yè)生產(chǎn)刀片的一般使用工廠，還是有較大實(shí)用價(jià)值的。下面介紹作者從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)出的一種新型偏心運(yùn)動(dòng)刀片平面研磨機(jī)，經(jīng)廣西柳州壓縮機(jī)總廠，北京內(nèi)燃機(jī)總廠，哈爾濱松江拖拉機(jī)廠，山西長(zhǎng)治液壓件廠等單位多年使用證明，該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理，制造容易，造價(jià)低，操作方便；隔離盤(pán)等零部件不易磨損，不需經(jīng)常維修更換零部件，使用耐久、可靠；研磨效率較高，質(zhì)量穩(wěn)定，使用效果好。
1．研磨機(jī)工作原理和基本結(jié)構(gòu)
圖4所示為新型偏心運(yùn)動(dòng)刀片平面研磨機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)示意圖。該機(jī)由床身部件和床頭部件組成。床身部件主要包括：電機(jī)1，床身2；減速機(jī)構(gòu)（皮帶輪3、4，蝸輪副5、6）。偏心運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（蝸輪軸19帶動(dòng)t形槽圓盤(pán)16轉(zhuǎn)動(dòng)，t形螺栓15可在圓盤(pán)16上的t形槽內(nèi)移動(dòng)調(diào)整偏心量，從而使刀片隔離盤(pán)9獲得偏心轉(zhuǎn)動(dòng)）；下研磨盤(pán)8；螺釘18等。床頭部件包括：主軸頭11；上研磨盤(pán)lo；上研磨盤(pán)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)動(dòng)手柄12、通過(guò)齒輪扭和齒條軸14，可使上研磨盤(pán)10上下移動(dòng)）；上研磨盤(pán)10上下位置鎖緊機(jī)構(gòu)、上研磨盤(pán)10轉(zhuǎn)動(dòng)位置固定機(jī)構(gòu)及調(diào)整上研磨盤(pán)中心與下研磨盤(pán)中心偏心量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（均在主軸頭內(nèi)）等。
研磨刀片時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄均使上研磨盤(pán)10上升到zui高位置并鎖緊，把螺釘18由下研磨盤(pán)8的槽孔中拔出，把上下研磨盤(pán)對(duì)中。將被研刀片17放入刀片隔離盤(pán)9各分離通孔中，在研磨盤(pán)和刀片上加入適量的泥漿狀研磨劑（由碳化硼粉或人造金剛石微粉加少許煤油合成），把上研磨盤(pán)l0放下壓在刀片上，開(kāi)動(dòng)電機(jī)1，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)和偏心運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使刀片隔離盤(pán)9作低速偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，刀片在刀片隔離盤(pán)內(nèi)得到偏心運(yùn)動(dòng)并在上、下研磨盤(pán)之間實(shí)現(xiàn)刀片上、下兩平面的同時(shí)研磨。
上、下研磨盤(pán)自動(dòng)對(duì)研時(shí)（用于研磨盤(pán)磨損后的修復(fù)），把上研磨盤(pán)10上升到zui高位置并鎖緊；把件15和件9從研磨機(jī)上取下來(lái)，拔出定位銷(xiāo)7，同時(shí)把件18插入下研磨盤(pán)8的槽孔中，調(diào)整上、下研磨盤(pán)中心的偏心量；在下研磨盤(pán)盤(pán)8上加入適量的泥漿狀研磨劑，把上研磨盤(pán)放下壓在下研磨盤(pán)上，開(kāi)動(dòng)電機(jī)1，通過(guò)皮帶輪8、4和蝸輪副6、5傳動(dòng)。使t形槽圓盤(pán)16轉(zhuǎn)動(dòng)，由螺釘18帶動(dòng)下研磨盤(pán)8轉(zhuǎn)動(dòng)。由于摩擦力作用，下研磨盤(pán)8帶動(dòng)上研磨盤(pán)10轉(zhuǎn)動(dòng)，并因上、下研磨盤(pán)有一偏心量而相互滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)上、下研磨盤(pán)的均勻?qū)ρ小?br> 2．研磨機(jī)特點(diǎn)和使用效果
一般來(lái)說(shuō)，單偏心運(yùn)動(dòng)研磨機(jī)要比行星運(yùn)動(dòng)研磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。該刀片平面研磨機(jī)為單偏心運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、緊湊、體積小，制造容易，造價(jià)低，而且在研磨刀片時(shí)不需要作任何調(diào)整找正工作，只要按動(dòng)電鈕，即可自動(dòng)研磨刀片，操作簡(jiǎn)單方便。生產(chǎn)實(shí)踐證明，該機(jī)放置刀片并使刀片產(chǎn)生偏心運(yùn)動(dòng)的隔離盤(pán)是很不容易磨損的，不需經(jīng)常維修和更換零部件，使用耐久，可靠。
上、下研磨盤(pán)磨損后的修復(fù)，采取直接在該機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)對(duì)研，不需將其卸下，這樣，既修復(fù)簡(jiǎn)單方便，又能經(jīng)常保持兩研磨盤(pán)表面的平面度和平行度．有利于提高刀片平面的研磨質(zhì)量。
研磨質(zhì)量的好壞和生產(chǎn)效率的高低，還與研磨運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān)。該機(jī)研磨運(yùn)動(dòng)軌跡是拉開(kāi)的圓環(huán)，如圖5所示。形狀則隨研磨壓力及摩擦力大小而變化，刀片能較好地走遍整個(gè)研磨盤(pán)面，研磨行程的同一性也較好。但是。運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性較差，對(duì)于窄長(zhǎng)，而高度較高的工件是不適用的。然而，絕大多數(shù)的可轉(zhuǎn)位刀片，其長(zhǎng)寬比較小，上下平面的高度也較低，所以，該機(jī)的研磨運(yùn)動(dòng)軌跡能較全面符合刀片研磨運(yùn)動(dòng)軌跡的技術(shù)要求。生產(chǎn)實(shí)踐證明，該機(jī)能較好地作到研磨效率和研磨質(zhì)量的兼得。研磨一盤(pán)刀片約需60~120min，在每盤(pán)中，各刀片的厚度誤差及每塊刀片上下兩平面的平行度誤差均在0.0lmm以內(nèi)。粗糙度可達(dá)ra0.4μm以下。
（文章來(lái)源：廣西大學(xué) 段明揚(yáng)）