一種腰形沖頭仿形磨制器及其磨削方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于異型沖頭加工領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種腰形沖頭仿形磨制器及其磨削方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沖頭是安裝在沖壓模具上的金屬零件，進(jìn)行連續(xù)沖裁沖壓沖斷作業(yè)，使被加工材料發(fā)生分離或塑性變形，從而獲得所需要的成品或者半成品。目前國內(nèi)的專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)沖頭的精度可以達(dá)到±0.002mm，可加工的形狀復(fù)雜；沖頭在工作中，承受坯料的脹力，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求，沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與沖頭的有著直接的關(guān)系。
[0003]模具的沖頭使用后需要進(jìn)行刀刃磨削，通常是在普通磨床上將刀刃進(jìn)行平面磨肖IJ，磨損尺寸大，頻率高，由于模具都是采用高強(qiáng)度材料加工而成，材料價(jià)格昂貴、加工工藝復(fù)雜，頻繁磨削會(huì)造成材料的巨大浪費(fèi)。此外，對(duì)于截面形狀復(fù)雜的異型沖孔沖頭，如圖1所示是一種非常常用的沖孔沖頭，其工作部位是橫截面呈中間為矩形，兩端為半圓的腰形結(jié)構(gòu)，用以在板材上沖出腰形孔。此種沖頭在經(jīng)過多次使用后，其側(cè)壁容易出現(xiàn)磨損和破壞，使得沖壓時(shí)產(chǎn)生掛扯現(xiàn)象，需要進(jìn)行側(cè)壁的磨削修復(fù)。而其截面為非圓形，無法在磨床上進(jìn)行磨削修復(fù)，目前基本采用手工磨削方式，修復(fù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，磨削量、形狀、尺寸、一致性、表面粗糙度等均無法保證，維修后很難符合質(zhì)量要求，只能進(jìn)行強(qiáng)制報(bào)廢，造成生產(chǎn)成本增加，大大降低了沖頭的使用壽命。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中已有關(guān)于磨具沖頭的專利，如中國專利公開號(hào)為CN 103962953A，公開日為2014年8月6日的專利文獻(xiàn)，公開了一種提高模具沖頭磨削質(zhì)量的設(shè)備，它在固定座上設(shè)置有主動(dòng)轉(zhuǎn)輪和從動(dòng)轉(zhuǎn)輪，主動(dòng)轉(zhuǎn)輪和從動(dòng)轉(zhuǎn)輪之間存在間隙，主動(dòng)轉(zhuǎn)輪連接有電機(jī)，主動(dòng)轉(zhuǎn)輪和從動(dòng)轉(zhuǎn)輪的輪面均內(nèi)凹形成環(huán)形凹槽，固定座連接有壓臂，壓臂一端連接有壓輪，壓輪的輪面設(shè)置在主動(dòng)轉(zhuǎn)輪和從動(dòng)轉(zhuǎn)輪的凹槽中，固定座上設(shè)置有連接柱，連接柱一端設(shè)置有鎖緊螺栓，鎖緊螺栓和連接柱之間設(shè)置有支撐板，支撐板的一個(gè)端頭為斜面，該端頭朝向主動(dòng)轉(zhuǎn)輪和從動(dòng)轉(zhuǎn)輪之間的中心處，固定座上設(shè)置有固定臺(tái)，固定臺(tái)連接有拉伸彈簧和壓縮彈簧，拉伸彈簧與壓臂連接，壓縮彈簧與支撐板連接。該設(shè)備通過增加對(duì)沖頭磨削質(zhì)量的提高，使得沖頭維修加快，對(duì)于沖頭在沖孔時(shí)能夠保證沖孔質(zhì)量。
[0005]也有對(duì)沖頭圓弧進(jìn)行磨削的專利，如中國專利公開號(hào)為CN 104708520A，公開日為2015年6月17日的專利文獻(xiàn)，公開了一種模具沖頭圓弧自動(dòng)磨削裝置，該裝置包括螺桿升降副、半徑調(diào)整圓盤、擺動(dòng)桿、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)桿a、驅(qū)動(dòng)桿b、磨頭電機(jī)安裝板、安裝板自由度限制機(jī)構(gòu)、磨頭電機(jī)、碗型砂輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)桿帶動(dòng)半徑調(diào)整圓盤擺動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝板及其上面的磨頭電機(jī)做同半徑圓弧軌跡擺動(dòng)。該裝置適用于沖模降沖裁力圓弧的磨削。
[0006]上述兩種沖頭磨削裝置都能實(shí)現(xiàn)沖頭的磨削，提高沖頭磨削質(zhì)量，但是它們都是針對(duì)沖頭形狀為圓形的沖頭進(jìn)行磨削，沖頭形狀簡單易于實(shí)現(xiàn)，卻無法對(duì)圖1中的腰形沖頭進(jìn)行磨削加工。因此，現(xiàn)在急需提供一種能夠?qū)ρ螞_頭進(jìn)行一次性磨削修復(fù)的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1、要解決的問題
[0008]針對(duì)現(xiàn)有腰形沖頭磨削加工難度大，效率低和質(zhì)量差的問題，本發(fā)明提供一種腰形沖頭仿形磨制器及其磨削方法，該裝置通過根據(jù)腰形沖頭外形設(shè)計(jì)的靠模的形狀，使得腰形沖頭在磨削過程中與砂輪的接觸點(diǎn)位置不變，實(shí)現(xiàn)了腰形沖頭外側(cè)面的均勻磨削；該裝置對(duì)腰形沖頭一次夾裝，一次磨削加工，大大提高了磨削質(zhì)量、效率；使用該腰形沖頭仿形磨制器的磨削方法磨削小、精度高，磨削后腰形沖頭的表面光潔度高。
[0009]2、技術(shù)方案
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
[0011]—種腰形沖頭仿形磨制器，包括底板、彈簧、卡盤和主軸；所述的底板上平行間隔設(shè)置有兩個(gè)豎直的導(dǎo)桿，兩個(gè)導(dǎo)桿上套設(shè)有一個(gè)滑動(dòng)塊；所述的彈簧有兩個(gè)，分別套設(shè)在底板與滑動(dòng)塊之間的兩個(gè)導(dǎo)桿上；所述的兩個(gè)導(dǎo)桿的頂端連接有矩形的限位板，所述的限位板后側(cè)面上設(shè)置有導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)；所述的主軸水平設(shè)置，其后端安裝有盤狀的靠模，前端穿過滑動(dòng)塊后與卡盤連接；所述的導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)輪，所述的導(dǎo)輪的側(cè)面與靠模的上側(cè)面接觸。
[0012]優(yōu)先地，所述的主軸與滑動(dòng)塊通過軸承連接；主軸的前端設(shè)有圓盤狀的卡爪安裝盤，所述的主軸與卡盤的連接是通過將卡盤與卡爪安裝盤螺栓連接。
[0013]優(yōu)先地，所述的主軸的后端設(shè)有靠模安裝部，靠模安裝部的外側(cè)面分別由兩個(gè)對(duì)稱的平面和兩個(gè)對(duì)稱的圓弧面構(gòu)成；所述的靠模的中心設(shè)有與靠模安裝部的形狀相匹配的安裝孔；所述的靠模安裝部插入靠模的安裝孔內(nèi)；所述的靠模的外側(cè)設(shè)有壓蓋，壓蓋與主軸通過螺栓連接。
[0014]優(yōu)先地，所述的靠模的后側(cè)面上設(shè)有手柄。
[0015]優(yōu)先地，所述的導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)輪軸；所述的導(dǎo)輪軸的一端與限位板連接，另一端安裝導(dǎo)輪。
[0016]優(yōu)先地，所述的滑動(dòng)塊與每個(gè)導(dǎo)桿之間均設(shè)有導(dǎo)向套。
[0017]—種腰形沖頭的磨削方法，采用上述腰形沖頭仿形磨制器進(jìn)行磨削，其步驟為:
[0018]1)在安裝靠模之前，使用卡盤夾緊腰形沖頭，轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤，并用百分表測(cè)量腰形沖頭的徑向跳動(dòng)，滿足精度要求后進(jìn)行下一步操作；
[0019]2)將靠模安裝到主軸上，使靠模的上側(cè)面與導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)的導(dǎo)輪接觸緊密；
[0020]3)調(diào)整限位板在導(dǎo)桿上的位置，使滑動(dòng)塊壓緊彈簧；
[0021]4)砂輪磨具靠近腰形沖頭，并使砂輪的下側(cè)面與腰形沖頭的外側(cè)面接觸，啟動(dòng)砂輪；
[0022]5)轉(zhuǎn)動(dòng)靠模，對(duì)腰形沖頭進(jìn)行磨削加工；
[0023]6)磨削完成后，移開砂輪，松開卡盤取下腰形沖頭，對(duì)其去除毛刺飛邊，腰形沖頭加工完成。
[0024]優(yōu)先地，所述的步驟1)中測(cè)量腰形沖頭的徑向圓跳動(dòng)不大于0.05mm ;卡盤采用三抓自定心卡盤。
[0025]優(yōu)先地，所述的步驟3)中彈簧的預(yù)壓縮量為ξ，ξ = i3F/k;其中，β為1-1.2，F(xiàn)為60-100N，k為彈簧的彈性系數(shù)。
[0026]優(yōu)先地，所述的步驟5)中主軸每轉(zhuǎn)動(dòng)3-6周，砂輪沿主軸的徑向進(jìn)給0.5-2mm，在磨削過程中，砂輪沿主軸的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0027]3、有益效果
[0028]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0029](1)本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器，靠模的形狀與腰形沖頭形狀相同，但是其大小的數(shù)倍，靠模的上側(cè)面與導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)的導(dǎo)輪滾動(dòng)接觸，靠模轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)輪給與靠模向下的力，帶動(dòng)滑動(dòng)塊壓縮彈簧，彈簧在滑動(dòng)塊和底板之間動(dòng)態(tài)平衡，使得卡盤在圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，在豎直方向位置隨著靠模側(cè)面輪廓形狀變化，證夾持在卡盤上的腰形沖頭在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與砂輪接觸切線位置保持不變，從而對(duì)腰形沖頭表面進(jìn)行均勻的磨削，這種結(jié)構(gòu)方式，腰形沖頭只要一次夾裝，即可完成磨削加工，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，磨削效率高，表面磨削量最少、精度高，延長了腰形沖頭的使用壽命，保證磨削后的腰形沖頭與剛制造完成的腰形沖頭外形的一致性，沖頭磨削后加工的孔質(zhì)量好；相比傳統(tǒng)的磨削方式，其效率可提高10-20倍，精度可以達(dá)到0.02mm ；
[0030](2)本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器，采用兩個(gè)導(dǎo)桿對(duì)滑動(dòng)塊進(jìn)行滑動(dòng)導(dǎo)向作用，穩(wěn)定性更好，且為提高精確性和耐磨性，在導(dǎo)桿和導(dǎo)向孔間設(shè)置了導(dǎo)向套，該導(dǎo)向套采用耐磨銅套，使得滑動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)順暢，采用軸承對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)其穩(wěn)定支撐作用，軸承使用圓錐滾子軸承，能夠承受一定的軸向載荷，具有較好的向心作用；
[0031](3)本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器，靠模套在主軸的靠模安裝部上可避免主軸與靠模間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)壓蓋將靠模牢牢的壓緊，這種可拆卸的方式，既進(jìn)一步加強(qiáng)靠模與主軸的連接穩(wěn)定性，又能方便的更換不同形狀大小的靠模，使得該裝置的通用性更強(qiáng)；
[0032](4)本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器，靠模上的手柄方便靠模的轉(zhuǎn)動(dòng)操作，易于操控其勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖頭均勻磨削；
[0033](5)本發(fā)明的一種腰形沖頭的磨削方法，選擇合適的靠模，并控制腰形沖頭在卡盤上的夾裝精確度，實(shí)現(xiàn)了腰形沖頭的均勻磨削，且沖頭的磨削量達(dá)到了最小，該方法效率高，操作簡單易行；
[0034](6)本發(fā)明的一種腰形沖頭的磨削方法，保證在夾裝時(shí)腰形沖頭的徑向圓跳動(dòng)在0.05mm之內(nèi)，該范圍是綜合考慮腰形沖頭的表面磨削量和夾持精度得到，既保證最小的磨削量，又夾裝速度快，卡盤采用三抓自定心卡盤，腰形沖頭的夾持快捷，定心度高，減少夾持時(shí)間，在很短的時(shí)間內(nèi)即可對(duì)腰形沖頭定位；
[0035](7)本發(fā)明的一種腰形沖頭的磨削方法，彈簧的預(yù)壓縮量為ξ，ξ = i3F/k ;其中，β為1-1.2，F(xiàn)為60-100N，k為彈簧的彈性系數(shù)，此外，主軸每轉(zhuǎn)動(dòng)3_6周，砂輪沿主軸的徑向進(jìn)給0.5-2mm，它們之間的相互配合操作，保證腰形沖頭在磨削過沖中與砂輪的貼合力剛好合適，磨削中摩擦力適中，腰形沖頭發(fā)熱量小，噪音小，磨削后表面光潔度高，整個(gè)表面的平行度好，肉眼看不出磨削痕。
【附圖說明】
[0036]圖1為腰形沖頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器的主視圖；
[0038]圖3為本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器的側(cè)視剖視圖；
[0039]圖4為本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器的透視圖；
[0040]圖5為本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器的主軸的透視圖；
[0041]圖6為本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器的滑動(dòng)塊的透視圖；
[0042]圖7為本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器的導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)的透視圖；
[0043]圖8為本發(fā)明的一種腰形沖頭仿形磨制器的工作狀態(tài)示意圖。
[0044]圖中:1、底板；2、導(dǎo)桿；3、彈簧；4、卡盤；5、主軸;501、卡爪安裝盤;502、靠模安裝部；6、滑動(dòng)塊；601、主孔；602、軸承安裝孔；603、導(dǎo)向孔；7、限位板；8、導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)；801、導(dǎo)輪軸;802、導(dǎo)輪;803、擋圈;804、卡簧;9、靠模;10、壓蓋;11、手柄;12、導(dǎo)向套。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明型進(jìn)一步進(jìn)行描述。
[0046]實(shí)施例1
[0047]如圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例的一種腰形沖頭仿形磨制器，包括底板1、彈簧3、卡盤4和主軸5 ;其中，所述的底板1為“U”形板狀結(jié)構(gòu)，在減輕整個(gè)裝置重量的同時(shí)保證的支撐穩(wěn)定性，底板1上平行間隔設(shè)置有兩個(gè)豎直的導(dǎo)桿2，兩個(gè)導(dǎo)桿2上套設(shè)有一個(gè)滑動(dòng)塊6。結(jié)合圖6，具體到本實(shí)施例中，滑動(dòng)塊6上設(shè)有分別與兩個(gè)導(dǎo)桿2相配合的兩個(gè)導(dǎo)向孔603，兩個(gè)導(dǎo)桿2分別穿過兩個(gè)導(dǎo)向孔603，在每個(gè)導(dǎo)向孔603內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)向套12，導(dǎo)向套12采用耐磨銅套，減小滑動(dòng)塊6在導(dǎo)桿2上運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力，提高了腰形沖頭的磨削質(zhì)量；滑動(dòng)塊6