提要：本文在分析國內(nèi)各種硬質(zhì)合金刀片平面研磨機(jī)的研磨運(yùn)動及結(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)動刀片平面研磨機(jī)。該機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡單、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線、加工中心、數(shù)控機(jī)床等上的較精密級可轉(zhuǎn)位刀片。我國大多數(shù)工廠是采用機(jī)械研磨法來加工其上、下平面的（以下簡稱刀片平面）。
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)動刀片平面研磨機(jī)的運(yùn)動及結(jié)構(gòu)情況分析
目前，國內(nèi)研磨刀片平面的研磨機(jī)，從其運(yùn)動情況來看，基本上分為兩大類：一類是隔離盤作行星運(yùn)動，另一類是隔離盤作偏心運(yùn)動。隔離盤作行星運(yùn)動的刀片平面研磨機(jī)，國內(nèi)主要有兩種情況：
1．上、下研磨盤固定不動，研磨運(yùn)動*由隔離盤的行星運(yùn)動來完成。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（即隔離盤）2的各分離通孔中，上研磨盤盛4、下研磨盤5和中心銷子盤（即內(nèi)銷子盤）1都固定不動，而外銷子盤3以轉(zhuǎn)速n3作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。并且，行星盤2在外銷子盤3的帶動下，同時(shí)與外梢子盤3作內(nèi)嚙合，與內(nèi)銷子盤1作外嚙合，從而行星盤2一邊既作自轉(zhuǎn)運(yùn)動（轉(zhuǎn)速為n2），一邊又以轉(zhuǎn)速n7繞中心銷子盤1作公轉(zhuǎn)運(yùn)動（即相當(dāng)于有一假想系桿7以轉(zhuǎn)速n7帶動行星盤2繞中心銷子盤1轉(zhuǎn)動）。因此，刀片上任一點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是變態(tài)外擺線。這種研磨機(jī)不僅可以滿足研磨過程對運(yùn)動及其軌跡的技術(shù)要求，而且結(jié)構(gòu)較簡單，也容易保持兩研磨盤之間的平行度。但是，其主要缺點(diǎn)是內(nèi)、外銷子盤上的幾十個(gè)銷軸以及與之嚙合的行星盤牙齒容易磨損，需經(jīng)常維修更換銷軸和行星盤。
2．上，下研磨盤旋轉(zhuǎn)，隔離盤作行星運(yùn)動。這種研磨機(jī)的工作原理如圖2所示。上研磨盤4，下研磨盤5分別以轉(zhuǎn)速n4、n5作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，行星盤（即隔離盤）2的運(yùn)動情況與上一種研磨機(jī)類似（以轉(zhuǎn)速n2作自轉(zhuǎn)運(yùn)動，以轉(zhuǎn)速n7沿外銷子盤3作公轉(zhuǎn)運(yùn)動）。但不同點(diǎn)在于行星盤2由中心銷子盤1以轉(zhuǎn)速n1來帶動，而外銷子盤3是固定不動的。刀片6上任一點(diǎn)相對于研磨盤的運(yùn)動速度是變化的，其運(yùn)動軌跡根據(jù)行星盤2與假想系桿7之間的傳動比大小不同，而分別呈內(nèi)，外擺線或變態(tài)內(nèi)，外擺線。這種研磨機(jī)可以滿足研磨過程對運(yùn)動及其軌跡的技術(shù)要求。并且，由于上，下研磨盤旋轉(zhuǎn)（可以同向旋轉(zhuǎn)，也可以反向旋轉(zhuǎn)），行星盤的運(yùn)動僅起進(jìn)給作用，這樣可將行星盤的轉(zhuǎn)速大大降低，從而外銷子盤的銷軸與行星盤牙齒的磨損，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)動刀片平面研磨機(jī)的銷軸與隔離盤牙齒容易磨損的問題，曾作這樣的改進(jìn)：研磨盤作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，隔離盤只作自轉(zhuǎn)運(yùn)動，不作公轉(zhuǎn)運(yùn)動，且采用漸開線齒輪傳動來代替銷子盤傳動，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2的內(nèi)孔中，隔離盤2用壓盤5定位，由中心齒輪3以轉(zhuǎn)速n3帶動隔離盤2旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速為n2）。為了不讓研磨劑甩到漸開線嚙合的齒面上，中心齒倫3與隔離盤2的嚙合位置略高出下研磨盤1（以n1旋轉(zhuǎn)）一段距離。這種研磨機(jī)的工件運(yùn)動軌跡是變態(tài)外擺線。這樣改進(jìn)雖能有效解決銷軸和隔離盤牙齒的急劇磨損問題，但也會帶來不能同時(shí)研磨刀片的上下兩平面及生產(chǎn)率稍低等問題。
三、新型偏心運(yùn)動刀片平面研磨機(jī)
一般來說，隔離盤作偏心運(yùn)動的刀片平面研磨機(jī)，從研磨效率而言，不如隔離盤作行星運(yùn)動的刀片平面研磨機(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)簡單，隔離盤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，山西長治液壓件廠等單位多年使用證明，該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，合理，制造容易，造價(jià)低，操作方便；隔離盤等零部件不易磨損，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)動機(jī)構(gòu)（蝸輪軸19帶動t形槽圓盤16轉(zhuǎn)動，t形螺栓15可在圓盤16上的t形槽內(nèi)移動調(diào)整偏心量，從而使刀片隔離盤9獲得偏心轉(zhuǎn)動）；下研磨盤8；螺釘18等。床頭部件包括：主軸頭11；上研磨盤lo；上研磨盤上下移動機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)動手柄12、通過齒輪扭和齒條軸14，可使上研磨盤10上下移動）；上研磨盤10上下位置鎖緊機(jī)構(gòu)、上研磨盤10轉(zhuǎn)動位置固定機(jī)構(gòu)及調(diào)整上研磨盤中心與下研磨盤中心偏心量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（均在主軸頭內(nèi)）等。
研磨刀片時(shí)，轉(zhuǎn)動手柄均使上研磨盤10上升到zui高位置并鎖緊，把螺釘18由下研磨盤8的槽孔中拔出，把上下研磨盤對中。將被研刀片17放入刀片隔離盤9各分離通孔中，在研磨盤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l0放下壓在刀片上，開動電機(jī)1，通過減速機(jī)構(gòu)和偏心運(yùn)動機(jī)構(gòu)使刀片隔離盤9作低速偏心轉(zhuǎn)動，刀片在刀片隔離盤內(nèi)得到偏心運(yùn)動并在上、下研磨盤之間實(shí)現(xiàn)刀片上、下兩平面的同時(shí)研磨。
上、下研磨盤自動對研時(shí)（用于研磨盤磨損后的修復(fù)），把上研磨盤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，拔出定位銷7，同時(shí)把件18插入下研磨盤8的槽孔中，調(diào)整上、下研磨盤中心的偏心量；在下研磨盤盤8上加入適量的泥漿狀研磨劑，把上研磨盤放下壓在下研磨盤上，開動電機(jī)1，通過皮帶輪8、4和蝸輪副6、5傳動。使t形槽圓盤16轉(zhuǎn)動，由螺釘18帶動下研磨盤8轉(zhuǎn)動。由于摩擦力作用，下研磨盤8帶動上研磨盤10轉(zhuǎn)動，并因上、下研磨盤有一偏心量而相互滑動，從而實(shí)現(xiàn)上、下研磨盤的均勻?qū)ρ小?br> 2．研磨機(jī)特點(diǎn)和使用效果
一般來說，單偏心運(yùn)動研磨機(jī)要比行星運(yùn)動研磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡單。該刀片平面研磨機(jī)為單偏心運(yùn)動結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、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，只要按動電鈕，即可自動研磨刀片，操作簡單方便。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)動的隔離盤是很不容易磨損的，不需經(jīng)常維修和更換零部件，使用耐久，可靠。
上、下研磨盤磨損后的修復(fù)，采取直接在該機(jī)上進(jìn)行自動對研，不需將其卸下，這樣，既修復(fù)簡單方便，又能經(jīng)常保持兩研磨盤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)動軌跡有關(guān)。該機(jī)研磨運(yùn)動軌跡是拉開的圓環(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)研磨盤面，研磨行程的同一性也較好。但是。運(yùn)動的平穩(wěn)性較差，對于窄長，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)動軌跡能較全面符合刀片研磨運(yùn)動軌跡的技術(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。研磨一盤刀片約需60~120min，在每盤中，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。
（文章來源：廣西大學(xué) 段明揚(yáng)）