專利名稱：刀片刃磨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及刀片的制造，特別是涉及在一系列同類刀片上精確地機械磨削出鋒利刀刃。
背景技術(shù)：
在很多刀子中，刀片兩側(cè)通過平面或空心磨削而被斜削，以使刀背與刀刃之間呈楔形。希望刃磨這樣的刀片以在刀片每側(cè)分別提供出一個狹窄的刀刃斜角，該刀刃斜角以更陡峭的角度磨削以產(chǎn)生一個真正鋒利的刀刃。希望該狹窄部分與刀片的輪廓緊密相符，并希望刀片兩側(cè)被對稱磨削。刀刃斜角區(qū)域應(yīng)當從刀柄至刀尖均平行于整個刀子的輪廓，以產(chǎn)生吸引人的美感。
批量生產(chǎn)的刀片尺寸變化很小，這是因為采用了磨削器以在這種刀片上平面或空心磨削出斜削側(cè)表面。因此對于兩側(cè)被斜削或空心磨削過的刀片，為了在刀子的相反側(cè)上加工出帶對稱刀刃斜角的理想鋒利刀刃，過去的普通制造過程中必須由一個人夾持著每個刀片并沿著適宜的磨輪手工移動刀片以刃磨刀片。也就是說，在實際操作中不能使用機床自動磨削出最終的斜角表面以形成帶所需角度的鋒利刀刃并因此而產(chǎn)生理想的外觀、斜角寬度和對稱度。
一些刀片坯件可能在刀刃上帶有鋸齒，該刀刃的兩側(cè)被平面斜削或中空磨削以使刀片具有縮減的厚度，即從刀背向刀刃逐漸變窄。這種些斜削坯件的刀背被夾持在一個夾具中，而刀刃上的鋸齒形部分被一個磨輪磨削成一個斜面，該磨輪的外形被修整過以提供理想的鋸齒形刀刃輪廓?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)如果在加工過程中需要刃磨整個刀片，則這種夾持刀片的方法是不實用的，這是因為僅夾持刀片的刀柄不能將刀片足夠精確地定位，因次如果在磨削過程中不確認或重調(diào)刀片位置就不能在刀片兩側(cè)可靠地成形出對稱刀刃斜角。其結(jié)果是，在實際操作中不能自動刃磨楔形刀片，而且這種刀片由于需要大量的熟練工人以精整每個刀片的刀刃而預(yù)先具有高成本。
因此，希望能夠自動磨削刀片的兩側(cè)以產(chǎn)生對稱磨削的鋒利刀刃，而不需要在刀刃磨削過程中重調(diào)或檢測刀片在夾持著刀片的夾具中的位置。
本發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種機床和一種方法以在一系列同類刀片上磨削出鋒利刀刃，所述刀片已經(jīng)預(yù)先在兩側(cè)從鄰近刀背的最大厚度開始向著刀刃的一個部位平面斜削或空心磨削過。利用本發(fā)明的方法和設(shè)備，可以在刀片上自動磨削出一對狹窄對稱的相反側(cè)刀刃斜角，而一旦刀片被適宜地安置在夾具中，即不需要調(diào)節(jié)或重新安置刀片的位置。
根據(jù)本發(fā)明，一個刀片預(yù)先由精確加工的坯件磨削出來以形成一個刀刃輪廓并使刀片的厚度縮減，該刀片被放置在一個夾具中，該夾具包含一個夾鉗，夾鉗的夾爪可以移動而帶著夾持力接觸到刀片楔形部分的兩側(cè)，刀片的其它表面則貼緊頂靠在夾具的各參考面上。夾具被安置到一個位于一對帶磨削表面的磨輪之間的位置上，一個磨輪旋轉(zhuǎn)接觸到刀片以形成一個第一磨削刀刃側(cè)斜角，之后，另一個磨輪接觸到刀片上的相反側(cè)以形成第二磨削刀刃側(cè)斜角，這樣可以沿著兩個對稱的相反磨削刀刃側(cè)斜角之間的交線而確定出一個對中定位的鋒利刀刃，每個斜角分別通過一個適宜成形的帶磨削表面的磨輪旋轉(zhuǎn)頂靠著刀片而形成。
本發(fā)明的方法優(yōu)選通過計算機數(shù)控裝置自動實施，該數(shù)控裝置包含伺服系統(tǒng)，用以移動一個或多個電動機傳動的心軸，以使一個或多個帶磨削表面的磨輪旋轉(zhuǎn)到相對于夾持著刀片的夾具的預(yù)定位置上。
由于楔形刀片的相反側(cè)被夾具的夾持機構(gòu)中的夾爪咬合著，因此夾鉗裝置可以夾持楔形刀片，以使刀片的鋒利刀刃的理想部位位于一個預(yù)定位置處，并位于適宜的緊公差內(nèi)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，一對電動機傳動的心軸安裝在托架上，托架可以被一個計算機控制的伺服電動機系統(tǒng)帶動著而沿一對平行軌道移動，一個相應(yīng)磨輪的周緣表面具有預(yù)定形狀并帶有一種耐磨材料的涂層，該磨輪被帶動著而與每個刀片的每側(cè)相接觸，從而在刀片上形成相應(yīng)的磨削刀刃側(cè)斜角。每個磨輪分別安裝在一個心軸上，心軸則通過一個安裝件而固定在托架上，該安裝件用于繞著一個軸線精確調(diào)節(jié)心軸的方位，該軸線優(yōu)選垂直于心軸軸線以及托架沿軌道移動時所述心軸軸線所確定出的一個平面。
通過下面根據(jù)附圖所作的本發(fā)明詳細說明，可以更容易地理解本發(fā)明的上述以及其它目標、特征和優(yōu)點。
附圖簡述

圖1是一個刀片磨床的簡化俯視圖，該磨床是體現(xiàn)了本發(fā)明并實際采用了本發(fā)明方法的設(shè)備。
圖1a是圖1所示刀片磨床的簡化端視圖。
圖2是作為圖1所示設(shè)備一部分的刀片夾具的側(cè)視圖。
圖3是圖2中的刀片夾具沿線3-3的剖面圖。
圖4是沿圖3中的方向的示意圖，顯示了一個刀片被磨削時的第一側(cè)，以形成一個磨削刀刃側(cè)斜角。
圖5是類似于圖4的示意圖，顯示了刀片被磨削時的第二側(cè)，以形成一個第二磨削刀刃側(cè)斜角并因此而在刀片上形成一個鋒利的刀刃。
圖6是圖1所示磨床中包含的一個用于支撐磨輪的可調(diào)安裝裝置的俯視圖。
圖7是圖6所示安裝裝置沿線7-7的剖面圖。
圖8是作為本發(fā)明的一個替換性實施例的磨床的俯視圖。
圖9是沿圖8中的方向的局部放大圖，顯示了作為圖8所示設(shè)備一部分的一個修整輪的安裝方式。
圖10是一個示例性平行夾鉗裝置的側(cè)視圖，該裝置可以作為一部分而用在體現(xiàn)了本發(fā)明并適合采用本發(fā)明方法的設(shè)備中。
圖11是圖10所示裝置沿線11-11的局部剖面圖。
圖12是圖10所示夾鉗裝置沿線12-12的剖面圖，其中夾爪分開以釋放或接收一個刀片。
圖13是類似于圖12的視圖，其中夾爪位于夾持位置。
圖14是圖10-13所示夾鉗裝置沿圖11中的線14-14的剖面圖。
圖15是圖11-14所示裝置沿圖14中的線15-15的剖面圖。
本發(fā)明的最佳實施模式現(xiàn)在請參考構(gòu)成本公開物一部分的各附圖，在圖1和1a中，可以看到一個刀片磨床10具有一個機架12，其支撐著一對彼此平行伸展并基本水平的精確加工軌道14和16。一對托架18和19安裝在軌道15和16上，以便沿著軌道精確移動。
一個適宜的伺服電動機組件20安裝在機架12上并連接著托架18和19，而且還被公知的由位置傳感器和諸如滾珠絲杠等精確傳動機構(gòu)構(gòu)成的伺服控制裝置控制著，以帶動托架18和19在導軌上沿箭頭22所示的方向移動。在托架18和19上安裝著一對磨削器電動機24和26，例如帶相應(yīng)心軸28和30的適宜電動機。托架18和19以可調(diào)的方式連接著傳動機構(gòu)或彼此相連，以便在心軸28和30之間建立一個固定距離31，該距離在磨床10的操作過程中保持恒定。仿形磨輪32和34牢固安裝在心軸28、30上，以便繞著相應(yīng)的心軸軸線36、38旋轉(zhuǎn)，所述心軸軸線優(yōu)選處于水平方位并幾乎垂直于托架18和19沿導軌14和16的移動方向。磨削器電動機24和26優(yōu)選安裝在托架18和19上，從而使心軸軸線36和38位于距軌道14和16相同距離處并且基本上彼此平行。這樣，當托架18和19沿著軌道14和16移動時，軸線36和38的軌跡確定出一個單一的參考面，而且每個軌道14和16均相對于參考面沿箭頭22的方向平行伸展。
磨削器電動機24、26分別通過相應(yīng)的安裝座組件40、42安裝在托架18和19上，所述安裝座組件允許對每個心軸軸線36或38的方位繞著一個相應(yīng)的垂直于參考面伸展的調(diào)節(jié)軸線44或46調(diào)節(jié)一個小角度。這樣，仿形磨輪32和34的位置可以彼此相對并相對于托架18和19沿彎曲箭頭48和50所示的方向進行一定的調(diào)節(jié)。
優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，磨輪32和34上帶有一個由諸如立方晶格氮化硼材料等耐磨材料構(gòu)成的涂層，該材料以精確控制的較小厚度電鍍在磨輪上。由于耐磨材料極其堅硬，因此這種磨輪的輪廓在磨輪的有效壽命內(nèi)不會顯著變化，而且磨輪在必須更換之前可以磨削數(shù)千個刀片。
例如，根據(jù)本發(fā)明的運轉(zhuǎn)得令人滿意的磨輪32或34是由位于賓夕法尼亞州Royersford的Wendt Dunnington制造的機加工鋼制磨輪，其額定磨料粒度為140/170，磨料顆粒的最大尺寸為大約150微米。在使用這種尺寸的磨料時，磨料含于厚度為大約0.0065英寸的鍍鎳層中。
一個刀片支架52被一個輔助機架54支撐著，該輔助機架支撐并牢固安裝在磨床10的機架12上，從而位于一個相對于機架12固定的位置上。刀片支架52包含一個刀片夾具56，其優(yōu)選能夠在一個不作為本發(fā)明一部分的受控驅(qū)動器(例如一個氣缸和活塞組件)的帶動下自動移向和離開一個精確建立在磨輪32和34之間的磨削位置，這樣，當夾具56位于一個刀片操縱位置(未示出)時，刃磨后的刀片能夠從夾具56中取下，而未刃磨的刀片可以放置就位以便刃磨。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，安裝著一個只簡要顯示的自動進給機構(gòu)58，其可以將各個半成品刀片順序進給到夾具56，并在刀片被磨床10刃磨后將每個刀片取下。
接下來請參考圖2和3，刀片夾具56包含一個自對中或平行移動的夾鉗57和一個支撐塊60，該支撐塊包含一個刀背支撐表面62，用以頂靠著半成品刀片66的刀背64。圖2中所示的刀片66是一個折刀刀片，因此在而后端帶有一個凸輪68，而用于非折刀中的刀片則可能包含一個較長的刀柄，因而需要不同形狀的支撐塊。支撐塊60包含一個直立的后端定位表面70，用以在刀片66適宜就位并準備磨削鋒利刀刃時頂靠著凸輪68，以使刀片66沿縱向適宜地定位于夾具56上。此外，支撐塊60的刀背支撐表面62上適宜地成形出一個向上傾斜的刀尖支撐部分72，用以支撐刀片66的刀尖部分74的背部。
為了使本發(fā)明的方法能夠獲得最佳效果，刀片66是由一個坯件精確加工而成形出來的，即從一張具有適宜厚度的金屬板上精密沖裁出具有適宜輪廓的刀片坯件。接下來，在刀片66刃磨之前，它的左右側(cè)被磨削以形成表面76和78并因此使刀片66從位于刀背64的最大厚度80開始縮減到一個沿著未刃磨刀刃部分或邊緣84即需要成形出刀片66的鋒利刀刃處的預(yù)定最小厚度82。刀片的兩側(cè)可以利用自動機床對稱磨削以形成斜削平面，或者如圖3所示，通過空心磨削而形成略微中凹的表面76和78。在任何一種情況下，自對中夾鉗57均夾持著刀片66，以使未刃磨邊緣84與一個中心平面86對齊，該平面為支撐塊和作為刀片支架52一部分的自對中夾鉗57的中心平面。
刀片夾具56夾持著刀片66時相對于磨輪32和34的高度可以通過，例如，一對裝配并穿通于螺孔61中的調(diào)節(jié)螺栓59而如箭頭85所示那樣調(diào)節(jié)，所示螺孔位于一個支撐著夾鉗57和支撐塊60的可移動部分69上。通過將橫向穿過可移動部分69并穿過由夾具56的平行豎直板67所確定的槽65的緊固螺栓63擰緊，可以保持所需高度。
作為刀片夾具56一部分的自對中夾鉗57包含一對彼此面對的夾持臂88和90，它們可以沿圖3中箭頭92所示的方向同時彼此移向或離開。臂88和90彼此之間的相互關(guān)系以及它們與夾鉗57的一個基礎(chǔ)部分94之間的關(guān)系使得它們可以距中心表面86等距。對于這樣的夾鉗，也可以使它們的臂88和90分別在一對平行軸線中的相應(yīng)一個上旋轉(zhuǎn)并被位于擺軸上的適宜凸輪驅(qū)動，如圖11-15中詳細顯示。
一對夾爪96和98分別安裝在夾持臂88和90上并分別包含夾持面100和102，每個夾持面分別被成形得與刀片66的一個側(cè)表面76或78精密相符，以便將刀片66牢固地保持在與中心表面86相對齊的所需位置上，以使刀片的凸輪68頂靠在后端定位表面70上，刀背64支撐在刀背支撐62上，而刀尖74則支撐在支撐塊60的刀尖支撐部分72上，刀尖相對于夾鉗基礎(chǔ)94的定位是固定的。另一方面，支撐塊60安裝在位于刀片支架52的一個可移動部分上的一個精確預(yù)定位置上。這樣，當夾鉗57被操縱著咬合刀片66的相反側(cè)表面76和78時，未刃磨的刀刃部分84將以可接受的精度與這些表面86對齊，理想的狀況是位于距中心表面86的位置±0.002英寸的范圍內(nèi)。
再請參考圖4和5，一旦刀片66被牢固保持在夾鉗57中，刀片支架52即根據(jù)需要而被操縱著將夾具56安置在位于磨輪32和34下部之間的磨削位置上，如圖1中的俯視圖所示。之后，伺服電動機20開始運轉(zhuǎn)，優(yōu)選在計算機控制下，以帶動托架18和19沿著軌道15和16移動，從而先將磨輪32和34中的一個再將另一個與刀片66相接觸。心軸28和30被相應(yīng)的磨削器電動機24和26驅(qū)動著而帶動磨輪32和34分別沿箭頭104和106所示的方向旋轉(zhuǎn)，從而使得每個磨輪32和34上的運動磨削表面沿著刀片66的未刃磨刀刃部分84與相應(yīng)側(cè)表面76或78接觸上。磨削表面將材料從刀片的未刃磨刀刃部分84上去除并帶著去除的材料向下移向刀片66的刀背64。
伺服電動機20運轉(zhuǎn)著帶動托架18和19沿箭頭107的方向移動到一個計算出的位置上，以使磨輪32接觸未刃磨刀刃部分84和側(cè)表面76，之后再沿該方向繼續(xù)移動托架18和19以磨掉刀片66上的足夠材料，從而獲得所需的刀刃輪廓和一個與未刃磨刀刃部分84的初始位置相平齊的第一磨削刀刃側(cè)斜角108。之后，伺服電動機20運轉(zhuǎn)著帶動托架18和19沿箭頭109所示的相反方向移動，以使磨輪34上的磨削表面接觸到未刃磨刀刃部分84的剩余部分和刀片66的相反側(cè)表面76，再將托架18和19移動一個足夠的附加距離，以去除材料而獲得第二側(cè)刀刃斜角110。
刀片66位于比心軸軸線36和38低所需距離處，以使斜角表面產(chǎn)生相對于中心平面86的理想角度。由于磨輪32和34的尺寸在整個使用壽命內(nèi)基本上保持恒定，因此隨后的刀片66的定位不需要改變即可獲得理想的斜角角度。其結(jié)果是，刀片夾具56不需要能夠繞著一個水平縱向軸線旋轉(zhuǎn)，而仍能使刃磨過的刀刃112具有一個位于第一和第二側(cè)刀刃斜角表面108和110之間的理想大小的內(nèi)角114。
由于磨輪32和34的周緣表面是根據(jù)刀片66的刀刃輪廓而成形的，因此第一和第二側(cè)刀刃斜角表面108和110是狹窄的，它們具有相等的寬度并在側(cè)表面76和78之間對稱著相反安置，因而可以產(chǎn)生鋒利的刀刃112。每個裝于夾具56上的刀片均被夾鉗57保持在一個與中心平面86精密對齊的位置上，而且一旦磨床10被初始調(diào)節(jié)好并且裝配上了某種特定刀片所需的磨輪32和34，即可以對很多相同刀片進行快速的刃磨操作。
由于對于每個位于夾具56上的刀片來說，自對中夾鉗57的使用能夠確保未刃磨刀刃表面84位于基本相同的位置上，因此伺服電動機20可以被一個計算機數(shù)控系統(tǒng)控制著而帶動托架18和19移動，以將所需量的材料從刀片66的每側(cè)上磨削掉，從而獲得第一和第二刀刃斜角表面108和110。
每個磨輪32和34均被加工成刃磨刀片66所需的精確尺寸和表面形狀，如上所述。然而，為了使上述操作能夠磨削刀刃66的兩側(cè)以成功地獲得刃磨刀刃112，心軸28、30必須平齊，以使它們的軸線36和38彼此適宜地相對定位，并且在磨輪32和34磨削刀片66時使磨輪32和34彼此適宜地相對定位并相對于中心表面86的位置定位。磨輪32和34沿心軸28、30的位置可以通過適宜的墊片而調(diào)節(jié)。此外，如前所述，每個心軸28、30的位置可以繞著在圖1所示磨床10中大致豎直伸展的相應(yīng)軸線44或46調(diào)節(jié)一個小角度。軸線44和46因此而垂直于相應(yīng)的心軸軸線36或38伸展并平行于中心平面86，該中心平面則伸展于狹窄刀刃部分84中并平行于后者。
如圖6和7所示，與安裝座組件42基本相同的安裝座組件40包含一個下板116，其安裝在一個位于托架18頂部的固定位置上。一個中央立柱118永久性固定在下板116上并從下板向上伸展。一個上板120支撐在下板116上并與后者滑動接觸。上板120確定出一個中心孔122，其以可移動但貼緊的方式環(huán)繞著中央立柱118裝配。一個圓形凹座124在中心孔122上方提供于上板120的上部中，一個開口扳手螺母126通過配合螺紋連接在中央立柱118上并可以通過擰緊而將上部貼緊保持在下板116的頂部。一個推力軸承127安置在扳手螺母126與上板120的確定出凹座124底部的表面之間。
安裝孔128確定于上板120中并優(yōu)選帶有內(nèi)螺紋以接收緊固螺栓，從而將磨削器電動機24和26固定在安裝座40和42上。磨削器電動機24和26優(yōu)選被安裝得能夠使心軸28和30位于磨床10中的相同水平面上。由于磨削器電動機24和26固定在一個上板120上，因此可以利用調(diào)節(jié)螺釘130和132調(diào)節(jié)心軸28或30的位置，以將磨輪32或34帶到所需方位以磨削刀片66，所述調(diào)節(jié)螺釘分別嚙合著一個相應(yīng)螺孔，該螺孔穿通于一個從下板116向上伸展的直立翻邊134中。每個調(diào)節(jié)螺釘分別頂靠在上板120的背面136的一個表面上，因此將調(diào)節(jié)螺釘130和132中的一個旋出并將另一個旋入可以導致上板120繞著中央立柱118旋轉(zhuǎn)，從而帶動相關(guān)磨床電動機24或26的心軸28或30繞著調(diào)節(jié)軸線44或46旋轉(zhuǎn)。鎖緊螺母138可以用于緊固調(diào)節(jié)螺釘130和132，以將上板120保持在所需位置。除此之外，也可以采用其它機械結(jié)構(gòu)，只要能夠繞著相應(yīng)軸線44或46精確調(diào)節(jié)心軸28和30的方位即可。
由于磨輪32和34的直徑在磨削表面的整個壽命內(nèi)不會顯著變化，因此不需要改變磨削器心軸28和30的轉(zhuǎn)速即可以保持磨削表面具有恒定的線性表面速度，而且不需要改變刀片夾具56相對于心軸軸線36和38的高度即可以保持刀刃斜角表面108和110的適宜角度。
為了刃磨刀片，一個外徑為12英寸的磨輪32優(yōu)選以略低于每分鐘3500轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，以提供每分鐘10，900英尺的表面線速度。在磨削操作中，刀片66與磨輪32的表面被冷卻液冷卻，這在金屬磨削領(lǐng)域是眾所周知的。一種適宜的冷卻液是水基半合成冷卻液，例如俄勒岡州波特蘭的Associated Chemists，Inc.的產(chǎn)品號為4920的產(chǎn)品。
替換性實施例現(xiàn)在再請參考圖8，在一個磨床150中，有很多部件與磨床10中的相似。對于磨床150中的這些部件，除了需要解釋兩個機床之間的不同之處的以外，均不在下文中另加說明，而且對于相同或基本相同的部件，在圖8中采用了與前面各圖中相同的參考代號。
磨床150與磨床10之間的一個主要差別是，前面通過磨床10所描述的磨輪32和34由硬質(zhì)材料制成并帶有耐磨涂層，而磨床150則包含一對磨輪153和154，其中磨削材料分布并保持在一個諸如塑性樹脂等軟質(zhì)材料基質(zhì)中。在這種磨輪的使用過程中，磨輪表面將逐漸被侵蝕，以暴露出新鮮的帶鋒利棱邊的有效磨削材料顆粒。
在磨床150的機架12’上安裝著一對修整輪或滾輪156和158，它們的構(gòu)造類似于磨輪32和34，但優(yōu)選帶有金剛石顆粒鍍面。修整滾輪156和158的周緣表面形狀與磨輪152和154對刀片66適宜磨削所需的形狀互補，而且每個磨輪152或154均通過運轉(zhuǎn)接觸相應(yīng)一個修整滾輪156和158而被定期修整。修整滾輪156和158支撐在相應(yīng)心軸160和162上并被電動機164和166驅(qū)動。每個心軸160或162分別以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐在一個位置可調(diào)的支座168或170上，如圖9所示。調(diào)節(jié)螺釘167使得支座168和170以及心軸160和162能夠沿箭頭169所示方向移動，以確保將修整滾輪156和158與磨輪152和154適宜地對準，從而使得修整后的磨輪152和154的表面適宜地彼此對準并對準被磨削刀片66的位置。安裝螺栓171用于將支座168和170在調(diào)節(jié)后的位置上緊固在機架12’上。
在磨床150中，帶有心軸28和30的磨削器電動機170和172分別安裝在兩個分開的托架176和178上，但是它們不需要象磨床10中的磨削器電動機24和26那樣相對于托架可調(diào)。然而，磨削器電動機172和174必須以可調(diào)的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，以補償磨輪152和154在使用壽命內(nèi)逐漸減小的直徑，以便提供理想的線性表面速度，從而有效地磨削刀片66。此外，夾具56夾持著每個刀片66，以使未刃磨刀刃部分84位于或接近一個假想平面，即當托架176和178沿軌道14和16移動時磨輪中心和心軸28和30的軸線36和38所經(jīng)過的平面。刀片支架52因此必須包含一個適宜的電動機、控制器和可調(diào)擋塊，以使夾具繞著一個平行于刀片支架52的移動方向的軸線180旋轉(zhuǎn)，從而在磨輪152和154的整個使用壽命內(nèi)均能形成每側(cè)刀刃斜角108和110，并使刃磨過的刀刃112具有理想的夾角114。
需要定期進行的是，當磨輪153和154中的任何一個被確定不能繼續(xù)磨削刀片66以加工出令人滿意的側(cè)刀刃斜角108和110時，相應(yīng)的托架176或178將帶動磨輪152、154分別接觸修整輪156或158，磨輪和修整輪分別在相應(yīng)電動機164或166以及172或174的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，以成形磨輪152或154的磨削表面。
自對中夾鉗在圖10和11中，一個實施例中所示的刀片夾具56包含一個自對中夾鉗57’，后者具有一個通過諸如螺栓92等適宜的緊固件組裝起來的板制箱形底座190。底座190支撐著一對夾持臂194，每個臂分別帶有一個安裝在其上的上方部分196，后者可以通過一對穿過長孔的連接螺栓198而調(diào)節(jié)，長孔允許上臂相對于相應(yīng)夾持臂194上下移動，以使一對對置的夾持臂能夠彼此對準，以容納將要被夾持在夾鉗57’中的刀片66。每個夾持臂的上方部分196上分別通過螺栓202而牢固鎖緊著一個相應(yīng)的夾爪200，而且一個包含刀背支撐62’和刀尖支撐部分72’的刀片支撐塊60’通過適宜的緊固件和一對調(diào)節(jié)螺釘204而支撐在底座190上，所述調(diào)節(jié)螺釘用于將支撐塊安置在相對于夾爪200的正確高度上。一個驅(qū)動器，如一個氣缸和活塞組件206安裝在底座190的頂部并被一個適宜的罩蓋208保護著。一個凸輪軸端蓋210裝于夾鉗底座的外端。
支撐塊60’上的位于所述夾持臂上方部分之間并位于夾爪200下方的一個部分的位置可以從圖11中看到，其中支撐塊60’的支撐件212及其連接在支撐塊上的方式也被示出。在夾鉗57’后面裝有一個護罩214，用以提供保護并封鎖住磨削刀片66時產(chǎn)生的磨削材料和金屬顆粒。
夾持臂194連接在夾鉗底座57上的方式如圖12和13所示，其中可以看到相應(yīng)的夾持臂旋轉(zhuǎn)軸216和適宜的襯套218彼此平行伸展穿過夾持臂194。螺旋壓縮彈簧220裝于夾持臂中所確定出的相應(yīng)插座中，所述插座分別位于所述旋轉(zhuǎn)軸確定的旋轉(zhuǎn)軸線222下方，所述彈簧分別頂靠著作為夾鉗底座190一部分的相鄰板，以推動夾持臂194繞著軸216轉(zhuǎn)向圖12所示的一個張開形態(tài)。
每個夾持臂194的下端分別是一個凸輪從動組件，其包含一對耳板224，它們支撐著一個凸輪從動軸225，而后者則被一個用作有效凸輪從動件的適宜滾柱軸承226承載著。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，兩個夾持臂194的軸225以等距與夾持臂旋轉(zhuǎn)軸216相隔，而且一個以旋轉(zhuǎn)軸線位于所述凸輪從動軸225中央的凸輪軸228上包含一個凸輪230，其在圖示中具有一對平行的平凸輪面，因此當凸輪軸228從圖12所示的位置開始旋轉(zhuǎn)時，凸輪230將推動每個凸輪從動件226，以帶動所述夾持臂194的下端彼此分開并因此相向著移動到圖13所示的位置。
從圖14中可以看到，凸輪軸228可以被可以被一個曲柄232帶動著旋轉(zhuǎn)，從而在驅(qū)動器206的作用下使凸輪軸228旋轉(zhuǎn)一個小角度，該驅(qū)動器則作用在一個適宜地連接著曲柄232的連桿234上。凸輪軸被一個適宜的軸承236承載著，以便能夠承受夾爪的多次開閉循環(huán)操作。從圖15中可以理解，驅(qū)動器206被一個塊238承載著，該塊能夠繞著由一對旋轉(zhuǎn)軸確定的軸線240自由旋轉(zhuǎn)，在所述旋轉(zhuǎn)軸之間確定出一個通道242，以使連桿穿入塊238中。圖15中還顯示了所述夾持臂的軸，它們確定出所述夾持臂的平行夾持臂旋轉(zhuǎn)軸線222，如前所述。
在前面的說明書中所用的術(shù)語和措辭是用作解釋性而非限制性的，而且在使用這些術(shù)語和措辭時并無意排除所示和所述特征的等效物或它們的各部分，應(yīng)當認識到，本發(fā)明的范圍只在下面的權(quán)利要求中確定和限定。
權(quán)利要求
1．一種刃磨刀片的方法，該刀片的厚度從一個鄰近于刀背的最大厚度縮減到一個鄰近于刀刃部分的最小厚度，該方法包含(a)將刀背支撐在一個夾具上；(b)將一對夾爪彼此相向移動，從而在刀背與刀刃部分之間的相應(yīng)位置上夾持接觸刀片的一對相反側(cè)面，以將刀片夾持在相對于夾具的一個第一位置上；(c)之后，在保持刀片夾持在上述第一位置的同時，沿一個第一方向移動一個第一磨輪并因此使上述磨輪的一個表面與上述刀刃部分的一個第一側(cè)相接觸；(d)繼續(xù)沿上述第一方向?qū)⑸鲜龅谝荒ポ喅掷m(xù)移動一個預(yù)定距離，以形成一個第一磨削刀刃側(cè)斜角；(e)之后，保持上述刀片夾持在上述第一位置并沿一個第二方向移動一個第二磨輪，以使上述第二磨輪的一個表面與上述刀刃部分的一個相反第二側(cè)相接觸；以及(f)繼續(xù)沿上述第二方向?qū)⑸鲜龅诙ポ喅掷m(xù)移動一個預(yù)定距離，以形成一個與上述第一磨削刀刃側(cè)斜角基本對稱的第二磨削刀刃側(cè)斜角并在上述第一和第二磨削刀刃側(cè)斜角之間確定出一個鋒利的刀刃；
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述支撐刀背的步驟包含將刀片的一個后端沿上述刀片的縱向伸展方向支撐在一個相對于上述夾具的預(yù)定位置上。
3．一種磨削刀片的方法，該刀片具有縮減的厚度和一對伸展于刀背和刀刃部分之間的相反楔形側(cè)，該方法包含(a)將上述刀片的上述楔形部分夾持在一對距一個刀片夾具所確定的參考面等距的夾持面之間；(b)通過保持上述刀片與一個具有一個預(yù)定輪廓的第一旋轉(zhuǎn)磨輪相接觸而沿著上述刀刃部分磨削上述刀片的一個第一側(cè)；以及(c)之后，將上述刀片在上述夾具中持續(xù)保持不動，并且利用一個具有一個預(yù)定輪廓的第二旋轉(zhuǎn)磨輪磨削上述楔形側(cè)中的另一個。
4．一種磨削刀片以產(chǎn)生鋒利刀刃的方法，其包含(a)提供一個楔形刀片，其具有一對確定出一個對中定位狹窄邊緣的相反側(cè)；(b)將上述刀片在一對相反夾持面之間插入一個刀片夾具中，并且將上述相反夾持面彼此相向移動而與上述刀片的上述相反側(cè)相接觸，從而咬合上述刀片并將刀片牢固保持在上述刀片夾具中；(c)在保持上述刀片位于上述夾具中的同時，通過使一個具有一個預(yù)定輪廓的第一旋轉(zhuǎn)磨輪移動接觸上述刀片而沿著上述狹窄邊緣磨削上述刀片的一個第一側(cè)；以及(d)之后，將上述刀片在上述夾具中持續(xù)保持不動，并且通過使一個具有一個預(yù)定輪廓的第二旋轉(zhuǎn)磨輪移動接觸上述刀片而沿著上述狹窄邊緣磨削上述楔形側(cè)中的另一個。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，還包含下面的步驟繞著一個軸線旋轉(zhuǎn)上述磨輪中的一個，該軸線垂直于上述磨輪的一個旋轉(zhuǎn)軸線并位于一個平行于上述狹窄邊緣所在平面的平面內(nèi)。
6．一種刀片磨削設(shè)備，其包含(a)一個機架；(b)一組軌道，它們被上述機架支撐著；(c)一個磨削器托架，其可以沿上述軌道移動并因此而被引導；(d)一個磨削器，其安裝在上述托架上，上述磨削器包含一個具有心軸軸線的相應(yīng)心軸，而且上述磨削器被安置得能夠帶動上述心軸繞著其軸線旋轉(zhuǎn)；(e)一個刀片夾具，其被支撐在一個相對于上述機架的預(yù)定位置上并包含一個對齊表面和一個具有一對夾爪的夾鉗，其中至少一個夾爪可以以受控方式移向另一個，從而使上述夾爪分別夾緊接觸一個刀片上的相反側(cè)；(f)一個電動機，其通過一個傳動機構(gòu)而與上述托架和上述機架相連，上述傳動裝置被安置得能夠帶動上述托架以受控方式沿上述軌道移動；以及(g)一個相應(yīng)的仿形磨輪，其安裝在上述心軸上以便與后者一起旋轉(zhuǎn)，上述磨輪具有預(yù)定尺寸和形狀并帶有一個磨削外表面。
7．如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，當上述托架沿上述軌道移動時，上述心軸軸線確定出一個參考面，而且設(shè)備包含一個磨削器安裝組件，其用于將上述磨削器與上述托架相連并且用于通過繞著一個基本上垂直于上述參考面定位的調(diào)節(jié)軸線所進行的一個調(diào)節(jié)角度而調(diào)節(jié)相應(yīng)心軸的上述心軸軸線的位置。
8．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，上述磨削器安裝組件包含一對平行支撐件，它們中的第一個固定連接在上述托架上，而第二個則通過一個中央立柱連接連接著上述托架并可以繞著上述調(diào)節(jié)軸線而移動調(diào)節(jié)一個有限角度。
9．如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，還包含一對對置的調(diào)節(jié)螺釘，它們與上述第一平行支撐件相連并被安置得能夠帶動上述另一個支撐件相對于第一支撐件移動。
10．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，上述夾鉗中的每個上述夾爪分別具有一個夾持面，該夾持面被成形得能夠牢固頂靠在一個楔形刀片的一對相反側(cè)中的一個上。
11．如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，上述仿形磨輪由硬質(zhì)金屬制成并帶有一個耐磨材料涂層，該涂層確定出一個周緣表面輪廓，以將一個刀片坯件磨削成一個預(yù)定形狀。
12．如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，上述刀片夾具的上述夾鉗是自對中夾鉗，其具有一對對中的夾爪，二者均可以相對于上述夾具的一部分而移向一個預(yù)定位置。
13．如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，上述刀片夾具包含一個刀片支撐，其用于為具有預(yù)定形狀和尺寸的刀片建立一個參考位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于磨削一個刀片(66)以形成一個鋒利的刀刃的方法和設(shè)備(10)。刀片(66)被保持在一個夾具(56)中,該夾具包含一個具有一對夾爪(98)的自對中夾鉗(57),所述夾爪通過咬合刀片(66)上的一個向著刀刃部位縮減的部分的相反側(cè)(76,78)而夾持刀片(66),并保持刀片(66)以使刀片上的預(yù)期刀刃部位位于相對于夾具(56)的理想位置上。這樣可以利用安裝在一個托架上的硬質(zhì)材料制成的仿形磨輪(32,34)在計算機控制下在刀片每側(cè)上精確地磨削出一個刀刃斜角,以形成一個鋒利刀刃。
文檔編號B24B41/06GK1288405SQ99802095
公開日2001年3月21日 申請日期1999年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月14日
發(fā)明者克里斯托弗·V·福爾克曼, 道格拉斯·M·斯塔普 申請人:萊特曼工具集團有限公司