提要：本文在分析國內(nèi)各種硬質(zhì)合金刀片平面研磨機的研磨運動及結(jié)構(gòu)特點基礎(chǔ)上、介紹作者從生產(chǎn)實際出發(fā)，設(shè)計出的一種新型偏心運動刀片平面研磨機。該機不僅結(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，通常是在研磨機上進行加工的。刀片平面的研磨質(zhì)量的好壞和生產(chǎn)率高低等，與研磨機的研磨運動及結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。為此，本文就研磨機的研磨運動及結(jié)構(gòu)進行研究，以便從生產(chǎn)實際出發(fā)，研制出一種新型刀片平面研磨機。
二、行星運動刀片平面研磨機的運動及結(jié)構(gòu)情況分析
目前，國內(nèi)研磨刀片平面的研磨機，從其運動情況來看，基本上分為兩大類：一類是隔離盤作行星運動，另一類是隔離盤作偏心運動。隔離盤作行星運動的刀片平面研磨機，國內(nèi)主要有兩種情況：
1．上、下研磨盤固定不動，研磨運動*由隔離盤的行星運動來完成。這種研磨機的工作原理如圖1所示。研磨時，刀片6分別放置在若干個（通常是4、6個）獨立的行星盤（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)運動。并且，行星盤2在外銷子盤3的帶動下，同時與外梢子盤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)運動（即相當于有一假想系桿7以轉(zhuǎn)速n7帶動行星盤2繞中心銷子盤1轉(zhuǎn)動）。因此，刀片上任一點的運動軌跡是變態(tài)外擺線。這種研磨機不僅可以滿足研磨過程對運動及其軌跡的技術(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，其主要缺點是內(nèi)、外銷子盤上的幾十個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)，隔離盤作行星運動。這種研磨機的工作原理如圖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)運動，行星盤（即隔離盤）2的運動情況與上一種研磨機類似（以轉(zhuǎn)速n2作自轉(zhuǎn)運動，以轉(zhuǎn)速n7沿外銷子盤3作公轉(zhuǎn)運動）。但不同點在于行星盤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上任一點相對于研磨盤的運動速度是變化的，其運動軌跡根據(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。這種研磨機可以滿足研磨過程對運動及其軌跡的技術(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)），行星盤的運動僅起進給作用，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，將比上一種研磨機小一些，但磨損嚴重仍然是個主要向題。
為了解決上述兩種行星運動刀片平面研磨機的銷軸與隔離盤牙齒容易磨損的問題，曾作這樣的改進：研磨盤作旋轉(zhuǎn)運動，隔離盤只作自轉(zhuǎn)運動，不作公轉(zhuǎn)運動，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，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。這種研磨機的工件運動軌跡是變態(tài)外擺線。這樣改進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、新型偏心運動刀片平面研磨機
一般來說，隔離盤作偏心運動的刀片平面研磨機，從研磨效率而言，不如隔離盤作行星運動的刀片平面研磨機，所以，在大批量研磨刀片平面時較少采用。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，只要結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，對于非專業(yè)生產(chǎn)刀片的一般使用工廠，還是有較大實用價值的。下面介紹作者從生產(chǎn)實際出發(fā)，設(shè)計出的一種新型偏心運動刀片平面研磨機，經(jīng)廣西柳州壓縮機總廠，北京內(nèi)燃機總廠，哈爾濱松江拖拉機廠，山西長治液壓件廠等單位多年使用證明，該機結(jié)構(gòu)簡單，合理，制造容易，造價低，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．研磨機工作原理和基本結(jié)構(gòu)
圖4所示為新型偏心運動刀片平面研磨機工作原理和結(jié)構(gòu)示意圖。該機由床身部件和床頭部件組成。床身部件主要包括：電機1，床身2；減速機構(gòu)（皮帶輪3、4，蝸輪副5、6）。偏心運動機構(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上下位置鎖緊機構(gòu)、上研磨盤10轉(zhuǎn)動位置固定機構(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)機構(gòu)（均在主軸頭內(nèi)）等。
研磨刀片時，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1，通過減速機構(gòu)和偏心運動機構(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)得到偏心運動并在上、下研磨盤之間實現(xiàn)刀片上、下兩平面的同時研磨。
上、下研磨盤自動對研時（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從研磨機上取下來，拔出定位銷7，同時把件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，從而實現(xiàn)上、下研磨盤的均勻?qū)ρ小?br> 2．研磨機特點和使用效果
一般來說，單偏心運動研磨機要比行星運動研磨機結(jié)構(gòu)簡單。該刀片平面研磨機為單偏心運動結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、合理、緊湊、體積小，制造容易，造價低，而且在研磨刀片時不需要作任何調(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)實踐證明，該機放置刀片并使刀片產(chǎn)生偏心運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)，采取直接在該機上進行自動對研，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，還與研磨運動軌跡有關(guān)。該機研磨運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研磨盤面，研磨行程的同一性也較好。但是。運動的平穩(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，該機的研磨運動軌跡能較全面符合刀片研磨運動軌跡的技術(shù)要求。生產(chǎn)實踐證明，該機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ra0.4μm以下。
（文章來源：廣西大學(xué) 段明揚）