磨削刀具和磨削刀具库的制作方法
1.本发明涉及磨削刀具技术领域，更为具体地，涉及一种磨削刀具和磨削刀具库。
背景技术：
2.打磨工艺包括人工打磨和机器人打磨，在采用人工打磨存在生产效率低、工作周期长、而且精度不高、产品均一性差的问题。并且，传统的人工去毛刺噪音大，速度慢，打磨的同时会产生很大的粉尘，对人的健康也会造成很大危害。近年来越来越多的厂家开始使用机器人安装电动或气动工具进行自动化打磨。机器人打磨的方案普通有两种形式，一是机器人装载加工主轴，工件固定。二是机器人抓取工件，加工主轴固定，两种方式都是现在比较常用的方案。
3.无论上述哪种方案，在机械加工打磨的过程中，打磨用的刀具在长期的情况下，都会导致刀口的钝化，影响后续的加工，存在很大的安全隐患。
技术实现要素：
4.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种磨削刀具和磨削刀具库，以解决现有技术中打磨不良率高、打磨效率低和打磨后的产品表面粗糙不均匀，同时刀口钝化的问题。
5.根据本发明的一个方面，提供了一种磨削刀具，包括：
6.刀杆，为杆状结构件，其一侧的端部设有连接部，另一侧的端部为与电主轴相匹配的杆体，其中部设有向内凹陷的槽体；
7.刀头，一端为与所述连接部相连的固定部，另一端表面设有磨削区，其中，所述固定部为向内凹陷的与所述连接部固定连接的空心结构，所述空心结构的靠近端口处设有固定孔，所述磨削区上设有磨粒，所述磨削区的形状包括圆柱形、圆锥形、锥盘形和圆盘形；
8.其中，
9.当所述磨削区为圆柱形时，在所述刀头的一侧的端部设有向外凸起的中空圆台，所述空心结构设在所述中空圆台内。
10.此外，优选的结构为，所述槽体的宽度至少为20mm。
11.此外，优选的结构为，当所述磨削区为圆柱型时，所述刀头的远离所述中空圆台的一侧为中空开口结构。
12.此外，优选的结构为，所述连接部与所述固定部的连接方式包括螺纹连接、插销式连接和套筒式连接。
13.根据本发明的另一个方面，提供一种磨削刀具库，用于容置上述的磨削刀具，包括：
14.刀具箱，为半封闭结构件，其内设有固定支架；
15.如上述的磨削刀具，设在所述固定支架上，其中，所述固定支架为旋转固定架，其上设有控制器；
16.冷却件，设在所述刀具箱上。
17.此外，优选的结构为，所述刀具箱为矩形结构箱。
18.此外，优选的结构为，所述冷却件包括风冷喷嘴和水冷喷雾，所述刀具设在所述冷却件的射程范围内，其中，
19.所述冷却件设在所述刀具箱的箱口处。
20.此外，优选的结构为，所述刀具箱上设有供电装置，所述冷却件和所述控制器与所述供电装置电连接。
21.利用上述根据本发明的磨削刀具和磨削刀具库，根据打磨位置和粗糙度的不同适配不同的磨削刀具，来保证刀头的有效可用高度和容屑空间，并且，将上述不同种类的磨削刀具集合为磨削刀具库，与打磨机器人的机械臂上的电主轴相连进行打磨，可有效解决现有技术中打磨不良率高、打磨效率低和打磨后的产品表面粗糙不均匀的问题。
22.为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
23.图1是本发明的刀杆的平面图；
24.图2a是本发明的空心圆柱刀头的立体图；
25.图2b是本发明的空心圆柱刀头的侧视图；
26.图2c是本发明的空心圆柱刀头的透视图；
27.图3a是本发明的圆锥形刀头的主视图；
28.图3b是本发明的圆锥形刀头的侧视图；
29.图3c是本发明的圆锥形刀头的透视图；
30.图4a是本发明的椎盘形刀头的主视图；
31.图4b是本发明的椎盘形刀头的侧视图；
32.图4c是本发明的椎盘形刀头的透视图；
33.图5a是本发明的圆盘形刀头的主视图；
34.图5b是本发明的圆盘形刀头的侧视图；
35.图5c是本发明的圆盘形刀头的透视图；
36.图6a是本发明的正椎盘形刀头的主视图；
37.图6b是本发明的正椎盘形刀头的侧视图；
38.图6c是本发明的正椎盘形刀头的透视图；
39.图7a是本发明的反椎盘形刀头的主视图；
40.图7b是本发明的反椎盘形刀头的侧视图；
41.图7c是本发明的反椎盘形刀头的透视图；
42.图8是本发明的磨削刀具库的平面图。
43.附图标记说明：
44.1、刀具箱；2、刀具；3、冷却件；4、供电装置；5、连接部；6、杆体；7、槽体；8、固定孔；9、固定部；10、磨削区。
45.在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
46.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
47.以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
48.图1是本发明的刀杆的平面图；图2a是本发明的空心圆柱刀头的立体图；图2b是本发明的空心圆柱刀头的侧视图；图2c是本发明的空心圆柱刀头的透视图；图3a是本发明的圆锥形刀头的主视图；图3b是本发明的圆锥形刀头的侧视图；图3c是本发明的圆锥形刀头的透视图；图4a是本发明的椎盘形刀头的主视图；图4b是本发明的椎盘形刀头的侧视图；图4c是本发明的椎盘形刀头的透视图；图5a是本发明的圆盘形刀头的主视图；图5b是本发明的圆盘形刀头的侧视图；图5c是本发明的圆盘形刀头的透视图；图6a是本发明的正椎盘形刀头的主视图；图6b是本发明的正椎盘形刀头的侧视图；图6c是本发明的正椎盘形刀头的透视图；图7a是本发明的反椎盘形刀头的主视图；
49.图7b是本发明的反椎盘形刀头的侧视图；图7c是本发明的反椎盘形刀头的透视图。
50.如图1-图7共同所示，本发明提供一种磨削刀具，包括刀杆和设在刀杆上的刀头。
51.其中，刀杆为杆状结构件，其一侧的端部设有连接部5，另一侧的端部为与电主轴相匹配的杆体6，其中部设有向内凹陷的槽体7。刀头一端为与连接部5相连的固定部9，另一端表面设有磨削区10，其中，固定部9为向内凹陷的与连接部5固定连接的空心结构，空心结构的靠近端口处设有固定孔，磨削区10上设有磨粒，磨削区10的形状包括圆柱形、圆锥形、锥盘形和圆盘形。其中，当磨削区10为圆柱形时，在刀头的一侧的端部设有向外凸起的中空圆台，空心结构设在中空圆台内。详细的，设在刀头上的磨粒随机分布，但越靠近工件打磨的位置的磨粒分布越密集，确保工件的打磨效果，提高打磨速度。
52.如图2所示，当磨削区10为圆柱形时，在刀头的一侧的端部设有向外凸起的中空圆台，空心结构设在中空圆台内。如图3所示，当磨削区10为圆锥形时，空心结构设在刀头内。如图4所示，当磨削区10为椎盘形时，空心结构设在刀头内。如图5所示，当磨削区10为圆盘形时，空心结构设在刀头内。
53.更加具体的，当磨削区10为圆柱型时，刀头的远离中空圆台的一侧为中空开口结构。在此处，设置空心圆柱刀头的目的是为了在打磨过程中更好的散热，以延长该形状的刀头的使用寿命。
54.具体的，槽体的宽度至少为20mm。刀杆一端的螺纹用于与刀头旋转连接，是刀头固定在刀杆上，由于刀头为消耗品，需要定期更换(根据打磨工艺)，故做成可拆卸的设计，方便维护替换。中间的内凹的槽体用于卡设扳手以旋转刀杆，通过六角扳手卡设在槽体的位置使替换刀头的时侯能够上紧，刀头和刀杆的连接更加牢固。刀杆的另外一端的外圆是用来和刀柄固定的，刀柄和电主轴可自动连接换刀。
55.具体的，刀头包括空心圆柱刀头、圆锥状刀头、锥盘状刀头(包括锥盘状、正椎盘状和反锥盘状)和圆盘状刀头，当然也可以为其它形状的刀头，在本发明中仅示例性的展示几
种结构。在使用时，刀杆的长度根据打磨机器人能够完成打磨工艺且不和工件发生碰撞干涉的情况下决定的，当然，刀杆与刀头可以是一对多进行适配，也可以是一对一进行适配。
56.更加具体的，在正锥盘状刀头和反锥盘状刀头上贯穿设有沿空心结构的外圈均匀排布的若干圆孔，其作用是保证刀头在打磨旋转的过程中，自身不发生重心的偏转，保证刀头的动平衡。
57.更加具体的，对上述不同种类的刀头的应用场景进行详细的描述。
58.圆盘状刀头：适合加工切割尺寸较大的毛刺、分型线、顶部吊装孔、切割下部孔口毛刺。
59.椎盘状刀头：适合加工分型线磨削、顶部吊装孔、中部直线段。
60.圆锥指状刀头：适合加工腰线处毛刺。
61.空心圆柱状刀头：适合加工表面及左右两侧小弧形区域、小窗口内毛刺。
62.圆锥状打磨刀头：适合加工两道可视窗(大窗口及中间窗口)。
63.具体的，连接部5与固定部9的连接方式包括螺纹连接、插销式连接和套筒式连接。在本发明的实施例种，连接部为螺纹连接，在连接部设有外螺纹，在空心结构内设有内螺纹，通过旋转将刀头的内螺纹与刀杆的外螺纹旋转连接。使用时，刀头与刀杆的旋紧方向与电主轴的转动方向相同，使刀头与刀杆在加工中保持紧固连接的状态，不会发生刀头脱离刀杆的现象。另外，刀头属于耗材，刀头损耗后也可以人工进行更换，无需重新更换刀柄与刀杆。
64.具体的，固定孔的数量至少为两个，固定孔用于固定刀头，使刀头与刀杆连接更加牢固，在一个实施例种，操作人员通过将顶丝固定在固定孔内，将刀头加固并确保二者连接的稳定性。
65.在一个更加具体的实施例中，刀杆为一体成型件，刀头和刀杆为硬质材料制成，刀头主体采用不锈钢材质制成，在其表面采用cbn钎焊(在附图种钎焊部位为刀头外圈的虚线位置)。首先，操作人员将刀头的中空结构设在刀杆带有外螺纹的一端，接着旋转刀头使刀头与刀杆连接，此时，操作人员将六角扳手卡在刀杆的中部的槽体7的位置处，通过旋转刀杆使二者连接的更加牢固，接着，将刀杆远离刀头的一端与刀柄固定，此时，打磨机器人上的电主轴可与刀柄实现自动连接。
66.钎焊工艺制成的刀头生产率高，诸多连接缝可一次完成，还具有较高的适用性，可适用于金属、非金属及异种金属，也能够适合于高精度、复杂零部件或结构的连接。
67.图8是本发明的磨削刀具库的平面图。
68.如图8所示，根据本发明的另一个方面，本发明提供一种磨削刀具库，用于容置上述的磨削刀具，包括刀具2、用于容置刀具2的刀具箱1和设在刀具箱1上的冷却件3。
69.其中，刀具箱1为半封闭结构件，在刀具箱1内部设有固定支架，其中，固定支架为可旋转固定架，上设有控制器，刀具2设在固定支架上，冷却件3设在刀具箱1上。磨削刀具库用于容置刀具2、对刀具2降温以及通过固定支架的转动更加便于刀具的拿放操作。
70.具体的，刀具箱1为矩形结构箱，可安稳的放置在打磨机器人的操作平台的指定位置处，确保打磨机器人的机械手臂可以移至刀具箱1内且不影响正常的打磨操作。冷却件3包括风冷喷嘴、水冷喷雾或者其它结构的冷却件3，刀具2设在冷却件3的射程范围内，保证刀具2在磨削操作结束后，可以及时降温，从而延长刀具2的使用寿命。详细的，冷却件3设在
刀具箱1的箱口处，冷却件3也可以设在刀具箱1的内壁的顶部或者侧部或者下部，只要能完成刀具2的降温、冷却的效果即可。
71.更加具体的，在刀具箱1外设有除尘件，用于清理刀柄，除尘件可以为吹气喷嘴，通过瞬时的高气压，对刀柄上的灰尘、铁屑等进行去除的操作，时刀柄上无异物，保证刀柄与刀杆的自动连接。
72.具体的，刀具2的磨削区10的种类至少为两种，在本发明的实施例中，列举了5种不同磨削区10的刀具2，在操作中，依据打磨区域的不同，需要更换不同类型的刀具2，因此，刀具2的种类不能是单一的，通过不同种类的刀具2打磨不同区域，保证打磨效果平滑、无毛刺。
73.具体的，刀具箱1上设有供电装置4，冷却件3和控制器与供电装置4电连接，在冷却件3上设有感应开关，感应开关可以为红外感应。在一个实施例中，当打磨机器人需要更换打磨刀具2时，将打磨后的刀具2移至刀具箱1外时，首先，触发设在刀具箱1外表面的除尘件，对刀具2进行吹气除尘的操作，接着，除尘件自动关闭，冷却件3启动制冷，冷却件3对刀具2进行降温的操作，其中冷却件3的指令时间可以根据实际情况进行调整，确保刀具2及时降温即可，冷却件3在预设时间内进行降温操作，最后，超出预设时间后，冷却件3自动停止降温操作，在除尘和降温的期间，控制器(控制器与打磨机器人的控制系统互联)根据打磨机器人所放刀头的类型控制固定支架上的指定的刀位转动至箱口，使刀头可直接放置在刀位内，提高工作效率，操作更加方便。
74.在一个更加具体的实施例中，首先，将工件输送至打磨工位，接着，打磨机器人上的3d激光线扫先进行粗糙度和位置偏移量的扫描，确定打磨轨迹，并将扫描的打磨轨迹的数据信息上传至plc程序(控制系统)后，打磨机器人根据plc程序的指令选取刀具进行打磨工作，期间，针对不同工件将执行提前写好的不同程序来打磨。
75.在打磨过程中，所选的刀具的刀头包括空心圆柱刀头、圆锥状刀头、锥盘状刀头、圆盘状刀头、正向椎盘状刀头和反向锥盘状刀头。其中，空心圆柱刀头用于打磨两边轮廓、侧边轮廓、上边轮廓；圆锥状刀头用于打磨反面下侧孔洞、正面孔洞、反面上侧小洞；锥盘状刀头用于打磨两侧边角、底部轮廓、上边角落轮廓、上边轮廓突出部分；圆盘状刀头用于大部分区域的打磨；反向锥盘状刀头用于打磨底部反面部分轮廓。
76.本发明涉及的磨削刀具和磨削刀具库，在现有技术涉及的打磨机器人打磨的基础上进行改进，在结构上：增加自动换刀的刀具库，从而解决刀具种类单一的问题，进而可以实现加工不同的工件对象，提高打磨机器人的打磨范围。在工艺上：本发明中的刀头使用cbn钎焊工艺制成，可保证刀头的有效可用高度和容屑空间，与其它工艺综合相比，更加具有更好的打磨效果，并且，打磨效率高，可用时间也相对较久。在程序上：本发明的控制系统根据打磨位置及打磨对象来选择不同种类的刀具，对打磨机器人的打磨路径进行优化，使打磨效果最佳，且，打磨后的工件一致性较好。
77.本发明的磨削刀具、磨削刀具库和磨削方法，至少具有以下优点：
78.(1)、刀头采用cbn钎焊工艺制成，可以更好的保证磨料的有效可用高度和容屑空间。
79.(2)、根据工件的打磨轨迹和打磨对象的材质选择不同种类的打磨刀具进行打磨，可以获得更好的打磨效果。
80.(3)、在刀具箱上设有除尘件和冷却件，分别对刀具进行除尘和降温的操作，使刀具箱内的刀具上无异物，并于下次磨削使用，同时，可以使刀具快速降温，增加刀具的使用寿命。
81.(4)、使用钎焊工艺，适用性高，可用于多种金属和高精度及复杂零部件的连接。同时，钎焊应力与变形小，接头表面质量好。
82.(5)、电主轴的内部设有清洁气路，用于换刀时对刀柄进行清洁。
83.如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的磨削刀具和磨削刀具库。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的磨削刀具和磨削刀具箱，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
技术特征：
1.一种磨削刀具，其特征在于，包括：刀杆，为杆状结构件，其一侧的端部设有连接部，另一侧的端部为与电主轴相匹配的杆体，其中部设有向内凹陷的槽体；刀头，一端为与所述连接部相连的固定部，另一端表面设有磨削区，其中，所述固定部为向内凹陷的与所述连接部固定连接的空心结构，所述空心结构的靠近端口处设有固定孔，所述磨削区上设有磨粒，所述磨削区的形状包括圆柱形、圆锥形、锥盘形和圆盘形；其中，当所述磨削区为圆柱形时，在所述刀头的一侧的端部设有向外凸起的中空圆台，所述空心结构设在所述中空圆台内。2.如权利要求1所述的磨削刀具，其特征在于，所述槽体的宽度至少为20mm。3.如权利要求1所述的磨削刀具，其特征在于，当所述磨削区为圆柱型时，所述刀头的远离所述中空圆台的一侧为中空开口结构。4.如权利要求1所述的磨削刀具，其特征在于，所述连接部与所述固定部的连接方式包括螺纹连接、插销式连接和套筒式连接。5.一种磨削刀具库，其特征在于，包括：刀具箱，为半封闭结构件，其内设有固定支架；如权利要求1-4中任一项所述的磨削刀具，设在所述固定支架上，其中，所述固定支架为旋转固定架，其上设有控制器；冷却件，设在所述刀具箱上。6.如权利要求5所述的磨削刀具库，其特征在于，所述刀具箱为矩形结构箱。7.如权利要求5所述的磨削刀具库，其特征在于，所述冷却件包括风冷喷嘴和水冷喷雾，所述刀具设在所述冷却件的射程范围内，其中，所述冷却件设在所述刀具箱的箱口处。8.如权利要求5所述的磨削刀具库，其特征在于，所述刀具箱上设有供电装置，所述冷却件和所述控制器与所述供电装置电连接。
技术总结
本发明提供了一种磨削刀具和磨削刀具库，包括：刀杆，为杆状结构件，其一侧的端部设有连接部，另一侧的端部为与电主轴相匹配的杆体，其中部设有向内凹陷的槽体；刀头，一端为与所述连接部相连的固定部，另一端表面设有磨削区，其中，所述固定部为向内凹陷的与所述连接部固定连接的空心结构，所述空心结构的靠近端口处设有固定孔，所述磨削区上设有磨粒，所述磨削区的形状包括圆柱形、圆锥形、锥盘形和圆盘形；其中，当所述磨削区为圆柱形时，在所述刀头的一侧的端部设有向外凸起的中空圆台，所述空心结构设在所述中空圆台内。利用上述磨削刀具组成的磨削刀具库，可以解决现有技术中打磨不良率高、打磨效率低和打磨后的产品表面粗糙不均匀的问题。不均匀的问题。不均匀的问题。
