本實用新型屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及硬質(zhì)合金材料的加工，具體涉及一種硬質(zhì)合金球冠精加工裝置。

背景技術(shù)：

硬質(zhì)合金鉆齒廣泛應(yīng)用于礦山、石油及建筑工程領(lǐng)域。硬質(zhì)合金鉆齒為一體式結(jié)構(gòu)，主要由圓柱主體以及位于圓柱主體端部的球冠組成，通常先加工出具有雛形的坯件，再將坯件經(jīng)燒結(jié)、精磨外圓柱面，最后進(jìn)行滾磨處理即可。然而，一部分被加工件的球冠部分用于安裝定位，為了保證球冠與鋼基體貼合較好，除對硬質(zhì)合金鉆齒的外圓柱面進(jìn)行精加工外，還須對球冠進(jìn)行精加工；目前，對球冠進(jìn)行精加工的方式主要包括：(1)采用砂輪包容整個球冠進(jìn)行磨銷；(2)采用砂輪包容1/2球冠弧線進(jìn)行磨銷；(3)采用砂輪進(jìn)行展成磨銷。上述幾種球冠精加工方法均存在加工精度差、砂輪消耗大的問題，且砂輪重復(fù)修磨性差等問題。當(dāng)然，也可以采用數(shù)控磨床對球冠進(jìn)行精加工，但這種方式的加工成本相對較高，不適用于大批量生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的旨在，提供一種硬質(zhì)合金球冠加工裝置，在保證加工質(zhì)量目的的同時，提高加工效率、降低加工成本。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種硬質(zhì)合金球冠加工裝置，其包括用于安裝被加工件的免夾緊夾頭和金剛石砂輪；免夾緊夾頭通過卡盤固定在機(jī)床主軸上；金剛石砂輪固定在磨頭主軸上，具有與被加工件的球冠適配的圓弧面，金剛石砂輪的圓弧面與被加工件的球冠接觸，且金剛石砂輪的圓弧面圓心與被加工件的球冠圓心重合。金剛石砂輪在磨頭主軸的帶動下旋轉(zhuǎn)，對被加工件的球冠毛坯面進(jìn)行精加工，同時被加工件經(jīng)免夾緊夾頭在機(jī)床主軸帶動下繞機(jī)床主軸軸線旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對被加工件球冠的全方位加工。當(dāng)機(jī)床主軸軸線與磨頭主軸軸線之間呈43°-45°的夾角時，可以保證金剛石砂輪圓弧面圓心與被加工件圓心重合，以使被加工件球冠以及被加工件其它部分不偏心，并保證在被加工件沿機(jī)床主軸軸線方向移動時，不受金剛石砂輪圓弧面干涉而損傷被加工件；保證被加工件沿機(jī)床主軸方向的目的是提高工件往復(fù)移動的效率，優(yōu)選機(jī)床主軸軸線在水平方向。

上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置，所述被加工件安裝在免夾緊夾頭的內(nèi)孔中。為了工作過程中實現(xiàn)不停機(jī)裝取工件、提高工作效率，被加工件裝入免夾緊夾頭內(nèi)孔的部分與免夾緊夾頭內(nèi)孔側(cè)面為間隙配合。為了使被加工件在加工過程中沿機(jī)床主軸軸線方向的旋轉(zhuǎn)，需要被加工件裝入免夾緊夾頭內(nèi)孔的部分與免夾緊夾頭內(nèi)孔之間具有足夠大的摩擦力，因此間隙不易過大，否則會因摩擦力不夠而導(dǎo)致被加工件時轉(zhuǎn)時停，優(yōu)選的間隙為0.01mm-0.02mm。

上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置，所述金剛石砂輪的圓弧面弦長大于被加工件的1/2球冠弦長，兩面有與圓弧相切的切線，目的是為保證球形鉆齒球冠頂點的圓滑，防止未磨削到頂點，同時保證被加工件球冠與圓柱部分相接處無臺階，并消除金剛石砂輪跳動帶來的影響。

上述金剛石砂輪的圓弧面弦長超過被加工件的1/2球冠弦長長度隨被加工件大小變化，一般應(yīng)大于2.5mm-3.5mm，被加工件大取大些，被加工件小取小些。

上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置，金剛石砂輪切線部分包括兩部分，其中一部分為外圓柱面與球冠相接處長度，一般按0.7mm-1.2mm為宜，另一部分為前一部分切線段的延長部分。

上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置，金剛石砂輪寬度依據(jù)其弧面弦長確定，一般按弧面弦長加3mm-4mm為宜；金剛石砂輪弧面首先采用粗壓成型、然后采用曲線磨精密修整，考慮曲線磨修整范圍，砂輪直徑取φ120mm-φ145mm為宜；金剛石砂輪磨料為金剛石，結(jié)合劑為B，粒度為240，濕磨濃度為100％。

上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置，所述卡盤為三爪卡盤。

上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置，被加工件為具有球冠結(jié)構(gòu)的部件，例如球形鉆齒，其由圓柱部分和球冠部分構(gòu)成，其中外圓柱面與免夾緊夾頭的內(nèi)孔相適配。

上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置，被加工件球冠和金剛石砂輪圓弧面R尺寸誤差達(dá)到0.05mm-0.10mm內(nèi)，Ra0.8-1.6。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、由于本實用新型金剛石砂輪回轉(zhuǎn)軸線與被加工件的回轉(zhuǎn)軸線成一定夾角，這樣可以保證金剛石砂輪圓弧面圓心與被加工件圓心重合，以使被加工件球冠以及被加工件其它部分不偏心，并保證在被加工件沿機(jī)床主軸軸線方向移動時，不受金剛石砂輪圓弧面干涉而損傷被加工件，提高加工精度；

2、由于本實用新型采用的金剛石砂輪、爪盤、免夾緊夾頭為易加工部件，且硬質(zhì)合金球冠加工流程工藝得到了簡化，從而有效降低了加工成本；

3、由于本實用新型可以實現(xiàn)在不停機(jī)情況下，裝取被加工件，可以實現(xiàn)高效生產(chǎn)，適用于批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本實用新型硬質(zhì)合金球冠加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中I部分的放大圖。

圖3為本實用新型使用的金剛石砂輪剖視圖。

圖4為本實用新型使用的免夾緊夾頭剖視圖。

其中，1-卡盤，2-免夾緊夾頭，3-球形鉆齒，4-金剛石砂輪。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

本實施例提供的硬質(zhì)合金球冠加工裝置，如圖1至圖4所示，其包括卡盤1、免夾緊夾頭2、和金剛石砂輪4。免夾緊夾頭2固定在卡盤1中，卡盤1為三爪卡盤，其固定在機(jī)床主軸上(這里的機(jī)床采用的是2M9120類機(jī)床)，機(jī)床主軸沿水平方向。被加工件球冠和金剛石砂輪圓弧面R尺寸誤差達(dá)到0.05mm內(nèi)，Ra0.8。

如圖1所示，機(jī)床主軸軸線與磨頭主軸軸線之間成β＝45°的夾角，被加工件的球冠圓心與金剛石砂輪的圓弧面圓心重合。

如圖1至圖3所示，本實施例中的金剛石砂輪4兩端為相同圓弧加工部分，其中部為與磨頭主軸連接的安裝孔；金剛石砂輪4固定在磨頭主軸上，金剛石砂輪4圓弧面弦長L₂超過1/2球形鉆齒3球冠弦長L₁3mm，金剛石砂輪4寬度為金剛石砂輪4圓弧面弦長加4mm；金剛石砂輪弧面首先采用粗壓成型、然后采用曲線磨精密修整，考慮曲線磨修整范圍，砂輪直徑取φ130mm；金剛石砂輪磨料為金剛石，結(jié)合劑為樹脂結(jié)合劑B，粒度為240，濕磨濃度為100％；金剛石砂輪4兩面修出2.3mm切線，其中一部分為外圓柱面與球冠相接處長度，為1.0mm，剩余部分為前一部分切線段的延長部分。

如圖4所示，免夾緊夾頭2設(shè)置有與球形鉆齒3外圓柱面間隙配合的內(nèi)孔，被加工件安裝在免夾緊夾頭2的內(nèi)孔中，間隙大小為0.01mm，從而達(dá)到不停機(jī)換件目的的同時，使被加工件裝入免夾緊夾頭內(nèi)孔的部分與免夾緊夾頭內(nèi)孔之間具有足夠大的摩擦力，從而被加工件在加工過程中沿機(jī)床主軸軸線方向的旋轉(zhuǎn)。

利用上述硬質(zhì)合金球冠加工裝置對球形鉆齒3進(jìn)行精加工時，按照以下步驟進(jìn)行：

S1，將球形鉆齒3安裝在免夾緊夾頭2內(nèi)孔中，調(diào)整金剛石砂輪4夾角β＝45°及相對被加工件3球冠的距離，使金剛石砂輪4圓弧面與球形鉆齒3球冠接觸時兩者圓心重合；

S2，在機(jī)床主軸驅(qū)動下，免夾緊夾頭2帶動球形鉆齒3繞機(jī)床主軸軸線旋轉(zhuǎn)，同時通過搖動機(jī)床快速移動手輪，控制機(jī)床帶動機(jī)床主軸沿水平方向移動，緩慢接近金剛石砂輪4圓弧面至球形鉆齒3球冠與金剛石砂輪4圓弧面接觸；

S3，金剛石砂輪4在磨頭主軸驅(qū)動下沿磨頭主軸軸線旋轉(zhuǎn)，對球形鉆齒3的球冠進(jìn)行精加工至球冠毛坯面全部磨光；

S4，通過搖動機(jī)床快速移動手輪，控制機(jī)床帶動機(jī)床主軸沿水平方向移動至機(jī)床主軸退回原位，取下加工好的球形鉆齒3，取下加工好的產(chǎn)品即可，在不停機(jī)情況下，再裝下一件球形鉆齒3進(jìn)行加工。

通過上述硬質(zhì)合金球冠加工方法，可以在保證較好的加工質(zhì)量的同時，實現(xiàn)不停機(jī)批量生產(chǎn)，提高加工效率。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應(yīng)被理解為本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實用新型實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。