一種腰形沖頭仿形磨制器及其磨削方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于異型沖頭加工領域，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】
[0002]沖頭是安裝在沖壓模具上的金屬零件，進行連續(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。目前國內的專業(yè)生產廠家生產沖頭的精度可以達到±0.002mm，可加工的形狀復雜；沖頭在工作中，承受坯料的脹力，對結構強度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求，沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與沖頭的有著直接的關系。
[0003]模具的沖頭使用后需要進行刀刃磨削，通常是在普通磨床上將刀刃進行平面磨肖IJ，磨損尺寸大，頻率高，由于模具都是采用高強度材料加工而成，材料價格昂貴、加工工藝復雜，頻繁磨削會造成材料的巨大浪費。此外，對于截面形狀復雜的異型沖孔沖頭，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構，用以在板材上沖出腰形孔。此種沖頭在經(jīng)過多次使用后，其側壁容易出現(xiàn)磨損和破壞，使得沖壓時產生掛扯現(xiàn)象，需要進行側壁的磨削修復。而其截面為非圓形，無法在磨床上進行磨削修復，目前基本采用手工磨削方式，修復費時費力，磨削量、形狀、尺寸、一致性、表面粗糙度等均無法保證，維修后很難符合質量要求，只能進行強制報廢，造成生產成本增加，大大降低了沖頭的使用壽命。
[0004]現(xiàn)有技術中已有關于磨具沖頭的專利，如中國專利公開號為CN 103962953A，公開日為2014年8月6日的專利文獻，公開了一種提高模具沖頭磨削質量的設備，它在固定座上設置有主動轉輪和從動轉輪，主動轉輪和從動轉輪之間存在間隙，主動轉輪連接有電機，主動轉輪和從動轉輪的輪面均內凹形成環(huán)形凹槽，固定座連接有壓臂，壓臂一端連接有壓輪，壓輪的輪面設置在主動轉輪和從動轉輪的凹槽中，固定座上設置有連接柱，連接柱一端設置有鎖緊螺栓，鎖緊螺栓和連接柱之間設置有支撐板，支撐板的一個端頭為斜面，該端頭朝向主動轉輪和從動轉輪之間的中心處，固定座上設置有固定臺，固定臺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。該設備通過增加對沖頭磨削質量的提高，使得沖頭維修加快，對于沖頭在沖孔時能夠保證沖孔質量。
[0005]也有對沖頭圓弧進行磨削的專利，如中國專利公開號為CN 104708520A，公開日為2015年6月17日的專利文獻，公開了一種模具沖頭圓弧自動磨削裝置，該裝置包括螺桿升降副、半徑調整圓盤、擺動桿、驅動電機、驅動桿a、驅動桿b、磨頭電機安裝板、安裝板自由度限制機構、磨頭電機、碗型砂輪，驅動電機驅動擺動桿帶動半徑調整圓盤擺動，從而帶動安裝板及其上面的磨頭電機做同半徑圓弧軌跡擺動。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現(xiàn)沖頭的磨削，提高沖頭磨削質量，但是它們都是針對沖頭形狀為圓形的沖頭進行磨削，沖頭形狀簡單易于實現(xiàn)，卻無法對圖1中的腰形沖頭進行磨削加工。因此，現(xiàn)在急需提供一種能夠對腰形沖頭進行一次性磨削修復的裝置。

【發(fā)明內容】

[0007]1、要解決的問題
[0008]針對現(xiàn)有腰形沖頭磨削加工難度大，效率低和質量差的問題，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)腰形沖頭外形設計的靠模的形狀，使得腰形沖頭在磨削過程中與砂輪的接觸點位置不變，實現(xiàn)了腰形沖頭外側面的均勻磨削；該裝置對腰形沖頭一次夾裝，一次磨削加工，大大提高了磨削質量、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、技術方案
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術方案。
[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置有兩個豎直的導桿，兩個導桿上套設有一個滑動塊；所述的彈簧有兩個，分別套設在底板與滑動塊之間的兩個導桿上；所述的兩個導桿的頂端連接有矩形的限位板，所述的限位板后側面上設置有導輪機構；所述的主軸水平設置，其后端安裝有盤狀的靠模，前端穿過滑動塊后與卡盤連接；所述的導輪機構包括導輪，所述的導輪的側面與靠模的上側面接觸。
[0012]優(yōu)先地，所述的主軸與滑動塊通過軸承連接；主軸的前端設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有靠模安裝部，靠模安裝部的外側面分別由兩個對稱的平面和兩個對稱的圓弧面構成；所述的靠模的中心設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；所述的靠模的外側設有壓蓋，壓蓋與主軸通過螺栓連接。
[0014]優(yōu)先地，所述的靠模的后側面上設有手柄。
[0015]優(yōu)先地，所述的導輪機構包括導輪軸；所述的導輪軸的一端與限位板連接，另一端安裝導輪。
[0016]優(yōu)先地，所述的滑動塊與每個導桿之間均設有導向套。
[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，轉動卡盤，并用百分表測量腰形沖頭的徑向跳動，滿足精度要求后進行下一步操作；
[0019]2)將靠模安裝到主軸上，使靠模的上側面與導輪機構的導輪接觸緊密；
[0020]3)調整限位板在導桿上的位置，使滑動塊壓緊彈簧；
[0021]4)砂輪磨具靠近腰形沖頭，并使砂輪的下側面與腰形沖頭的外側面接觸，啟動砂輪；
[0022]5)轉動靠模，對腰形沖頭進行磨削加工；
[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)中測量腰形沖頭的徑向圓跳動不大于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)中主軸每轉動3-6周，砂輪沿主軸的徑向進給0.5-2mm，在磨削過程中，砂輪沿主軸的軸向往復運動。
[0027]3、有益效果
[0028]相比于現(xiàn)有技術，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，靠模的上側面與導輪機構的導輪滾動接觸，靠模轉動時，導輪給與靠模向下的力，帶動滑動塊壓縮彈簧，彈簧在滑動塊和底板之間動態(tài)平衡，使得卡盤在圓周轉動的同時，在豎直方向位置隨著靠模側面輪廓形狀變化，證夾持在卡盤上的腰形沖頭在轉動過程中與砂輪接觸切線位置保持不變，從而對腰形沖頭表面進行均勻的磨削，這種結構方式，腰形沖頭只要一次夾裝，即可完成磨削加工，結構設計巧妙，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，采用兩個導桿對滑動塊進行滑動導向作用，穩(wěn)定性更好，且為提高精確性和耐磨性，在導桿和導向孔間設置了導向套，該導向套采用耐磨銅套，使得滑動塊運動順暢，采用軸承對主軸旋轉其穩(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轉動，同時壓蓋將靠模牢牢的壓緊，這種可拆卸的方式，既進一步加強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；
[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動操作，易于操控其勻速轉動，實現(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，實現(xiàn)了腰形沖頭的均勻磨削，且沖頭的磨削量達到了最小，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，保證在夾裝時腰形沖頭的徑向圓跳動在0.05mm之內，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，減少夾持時間，在很短的時間內即可對腰形沖頭定位；
[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，主軸每轉動3_6周，砂輪沿主軸的徑向進給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為腰形沖頭的結構示意圖；
[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輪機構的透視圖；
[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、滑動塊；601、主孔；602、軸承安裝孔；603、導向孔；7、限位板；8、導輪機構；801、導輪軸;802、導輪;803、擋圈;804、卡簧;9、靠模;10、壓蓋;11、手柄;12、導向套。
【具體實施方式】
[0045]下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明型進一步進行描述。
[0046]實施例1
[0047]如圖2、圖3和圖4所示，本實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”形板狀結構，在減輕整個裝置重量的同時保證的支撐穩(wěn)定性，底板1上平行間隔設置有兩個豎直的導桿2，兩個導桿2上套設有一個滑動塊6。結合圖6，具體到本實施例中，滑動塊6上設有分別與兩個導桿2相配合的兩個導向孔603，兩個導桿2分別穿過兩個導向孔603，在每個導向孔603內設置有兩個導向套12，導向套12采用耐磨銅套，減小滑動塊6在導桿2上運動的摩擦阻力，提高了腰形沖頭的磨削質量；滑動塊6