本發(fā)明涉及機(jī)械加工方法和裝置，尤其涉及磨具端面加工方法和裝置。

背景技術(shù)：

磨具是用以磨削、研磨和拋光的工具。如圖1所示，常用的磨具包括平形砂輪01，杯形砂輪02，碗形砂輪03，桶形砂輪04，磨石塊05等等。這些磨具都對于平行度都有比較明確而嚴(yán)格的要求。因此生產(chǎn)這些磨具時(shí)都需要進(jìn)行外形加工，特別是磨具兩端面的平行度進(jìn)行加工，擬達(dá)到既定的行位公差要求。如圖2所示(箭頭代表移動方向)，現(xiàn)有技術(shù)中對于兩端面的加工多采用以下幾種方法：

(1)如圖2A所示，將被加工磨具06用夾具07水平固定，用旋轉(zhuǎn)的加工砂輪08的圓周面對被加工磨具進(jìn)行磨削，加工砂輪通過水平移動來進(jìn)行加工。

(2)如圖2B所示，將被加工磨具06用夾具07水平固定，用旋轉(zhuǎn)的加工砂輪09的端面對被加工磨具進(jìn)行磨削，加工砂輪通過水平移動來進(jìn)行加工。

(3)如圖2C所示，將被加工磨具06用夾具07豎直固定并回轉(zhuǎn)，用旋轉(zhuǎn)的加工砂輪010的端面對被加工磨具進(jìn)行磨削，加工砂輪通過豎直移動來進(jìn)行加工。

上述方法存在以下技術(shù)缺陷：

(1)被加工磨具都通過夾具進(jìn)行固定，裝夾耗費(fèi)時(shí)間較多，加工效率低，且由于被加工磨具的硬度高，夾具非常容易磨損。

(2)夾具與被加工磨具的裝夾接觸面較小，對被加工砂輪的把持力也小，因此加工的進(jìn)給量要設(shè)置得比較小，大大降低了加工速度。

(3)由于磨具的平面度、平行度要求較高，尤其是在需要加工大尺度砂輪的情況下，對于加工設(shè)備或平臺的運(yùn)動直線度、垂直度、平行度等等的運(yùn)動精度要求高，對于設(shè)備的調(diào)試要求高，設(shè)備老化以后加工精度也大幅下降。另外，上述圖2A的加工方法，會隨著作為加工工具的加工砂輪的磨損，而大幅降低加工精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種加工效率高、固定效果好、加工速度和加工精度高的磨具端面加工方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種磨具端面加工方法，包括以下步驟：

步驟1：將被加工磨具水平放置在設(shè)有粗糙平面的水平底座上，使被加工磨具的下端面與所述底座的粗糙平面接觸；

步驟2：所述底座以低于100rpm的速度旋轉(zhuǎn)，帶動被加工磨具圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)；

步驟3：設(shè)有粗糙端面的加工工具以高于1400rpm的速度圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)，并沿著被加工磨具的法線方向向下進(jìn)給，加工工具的粗糙端面與被加工磨具的上端面平行并接觸，對被加工磨具的上端面進(jìn)行加工。

本發(fā)明的磨具端面加工裝置和方法，無需用夾具固定被加工磨具，加工效率高，被加工磨具的固定效果好，大大提高了加工的進(jìn)給量，進(jìn)而提高加工速度，對設(shè)備的運(yùn)動精度要求低，能提高加工精度。

進(jìn)一步地，所述底座為一水平放置的砂輪，被加工磨具放置在所述底座的上端面上。

進(jìn)一步地，所述加工工具為一水平設(shè)置的砂輪，其下端面為工作面，用于對被加工磨具進(jìn)行加工。

進(jìn)一步地，所述底座的砂輪目數(shù)為35-120目。

進(jìn)一步地，所述底座為一平形砂輪，所述加工工具為一杯形砂輪或碗形砂輪。

進(jìn)一步地，所述底座的旋轉(zhuǎn)速度為35-80rpm，所述加工工具的旋轉(zhuǎn)速度為1400-4000rpm。

本發(fā)明還提供一種磨具端面加工裝置，包括機(jī)座、加工移動機(jī)構(gòu)、加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、加工工具、底座和底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述底座上設(shè)有粗糙平面，所述底座水平固定在所述底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，可由所述底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動而在水平面上旋轉(zhuǎn)；所述底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述機(jī)座的下部；所述加工工具的下端面為粗糙面，所述加工工具水平固定在所述加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，可由所述加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動而圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)；所述加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在所述加工移動機(jī)構(gòu)上，可由所述加工移動機(jī)構(gòu)帶動沿所述底座的法線方向上下移動；所述加工移動機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述機(jī)座的下部。

進(jìn)一步地，所述底座為一水平放置的砂輪，所述加工工具為一水平設(shè)置的砂輪。

進(jìn)一步地，所述底座的砂輪目數(shù)為35-120目。

進(jìn)一步地，所述底座為一平形砂輪，所述加工工具為一杯形砂輪或碗形砂輪。

為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的磨具的示意圖，每個(gè)對應(yīng)的磨具，上方為俯視圖，下方為正視圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的磨具端面加工方法的原理示意圖；

圖3為本發(fā)明的磨具端面加工方法的原理示意圖；

圖4為本發(fā)明的磨具端面加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4A和4B分別是是磨具端面加工裝置的正視圖和右視圖。

具體實(shí)施方式

請參閱圖3，其為本發(fā)明的磨具端面加工方法的原理示意圖(箭頭代表移動方向)。本發(fā)明的磨具端面加工方法包括以下步驟：

步驟1：將被加工磨具10水平放置在水平底座上，該底座上設(shè)有粗糙平面，使被加工磨具10的下端面與底座的粗糙平面接觸。

在本實(shí)施例中，該底座為一水平放置的砂輪(以下稱為底座砂輪)，具體為平形砂輪，可采用陶瓷砂輪或樹脂砂輪，由于陶瓷砂輪的抗壓性能較好，優(yōu)選陶瓷砂輪，例如白剛玉陶瓷砂輪。進(jìn)一步地，被加工磨具10與底座砂輪20的中心軸重合，且該底座砂輪20的端面面積比被加工磨具10的端面面積大，使被加工磨具10的下端面能夠完全與底座砂輪20的端面接觸。

步驟2：該底座砂輪20圍繞其中心軸低速旋轉(zhuǎn)，具體地，其旋轉(zhuǎn)速度低于100rpm(rpm即轉(zhuǎn)/分鐘)。由于底座砂輪20與被加工磨具10通過端面充分接觸，產(chǎn)生較大的摩擦力，因此底座砂輪20可帶動被加工磨具10同步旋轉(zhuǎn)。

由于底座砂輪20的表面粗糙，且被加工磨具10的表面也粗糙，兩者間的摩擦力大，因此被加工磨具10直接放置在底座砂輪20上，無需通過任何夾具固定，節(jié)省了裝拆時(shí)間，加工效率得到大大提升。底座砂輪的目數(shù)優(yōu)選為35-120目，可對被加工磨具有較好的固定效果，進(jìn)一步優(yōu)選為80目。另外，底座砂輪的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為35-80rpm。可實(shí)現(xiàn)較好的加工效果。

步驟3：設(shè)有粗糙端面的加工工具以高速圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)，具體地，其旋轉(zhuǎn)速度高于1400rpm，并沿著被加工磨具10的法線方向進(jìn)給，加工工具的粗糙端面與被加工磨具10所需加工的上端面平行并接觸，對被加工磨具10的上端面進(jìn)行加工。

在本實(shí)施例中，該加工工具具體為一水平設(shè)置的砂輪(以下稱為加工砂輪)，具體為杯形砂輪或碗形砂輪，可采用金剛石青銅結(jié)合劑砂輪。該加工砂輪的下端面是用于與被加工磨具接觸并進(jìn)行磨削的粗糙端面，優(yōu)選地，該下端面是砂輪的加工面，由于杯形砂輪和碗形砂輪的加工面為端面，采用其作為加工工具，其加工精度較高。加工砂輪的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為1400-4000rpm，進(jìn)一步優(yōu)選為2800rpm。

加工砂輪20的進(jìn)給方向?yàn)楸患庸つゾ叩姆ň€方向，具體來說，是對被加工磨具進(jìn)行預(yù)設(shè)的加工后的上端面的法線方向，以使被加工磨具的上端面加工后形成與該法線方向相垂直的平面。加工砂輪進(jìn)給時(shí)，會壓在被加工磨具上，而被加工磨具壓在底座砂輪上，加工過程中，加工砂輪對被加工磨具的正壓力越大，則被加工磨具對底座砂輪的正壓力越大，兩者間的摩擦力越大，被加工砂輪與底座砂輪間不會發(fā)生滑動，順利完成加工。由于正壓力和摩擦力之間是正相關(guān)，因此提高進(jìn)給速度時(shí)，被加工磨具會被進(jìn)一步壓緊，在加工砂輪的自身切削極限范圍內(nèi)，進(jìn)給量可以得到很大提高，不會對加工精度造成影響，極大提升加工效率。

從加工精度上來看，由于加工砂輪的運(yùn)動方向僅僅是法線方向，無需進(jìn)行水平移動，因此只需要對設(shè)備的法線方向進(jìn)行調(diào)試，就可以達(dá)到較高的加工精度，即使加工砂輪出現(xiàn)磨損，也不會影響加工精度，被加工磨具的兩個(gè)端面間的平行度也得到保障，滿足了磨具加工的形位公差的要求。另外，被加工磨具的放置和取出，可以采用底盤停轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行取放，操作安全，也可采用多工位循環(huán)工作的方法，提高加工效率。

本發(fā)明還提供一種磨具端面加工裝置，請參閱圖4，其中，圖4A和4B分別是是磨具端面加工裝置的正視圖和右視圖。該磨具端面加工裝置包括機(jī)座50、加工移動機(jī)構(gòu)80、加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70、加工工具、底座、底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30、底座平移機(jī)構(gòu)40和控制電箱90。

該底座上設(shè)有粗糙平面，優(yōu)選地，該底座為一平形砂輪(以下稱為底座砂輪)，可采用陶瓷砂輪或樹脂砂輪，由于陶瓷砂輪的抗壓性能較好，優(yōu)選陶瓷砂輪，例如白剛玉陶瓷砂輪。底座砂輪的目數(shù)優(yōu)選為35-120目，可對被加工磨具有較好的固定效果，進(jìn)一步優(yōu)選為80目。該底座砂輪20水平固定在底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30上，該底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30包括一底座旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過該底座旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動該底座砂輪20圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。該底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30固定在底座平移機(jī)構(gòu)40上，該底座平移機(jī)構(gòu)40包括一底座平移電機(jī)，可控制該底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30與底座砂輪20在水平面上平移。該底座平移機(jī)構(gòu)40設(shè)置在機(jī)座50的下部。

該加工工具的下端面為粗糙面，優(yōu)選地，該加工工具為一杯形砂輪或碗形砂輪(以下稱為加工砂輪)，例如金剛石青銅結(jié)合劑砂輪，其水平固定在加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70上，該加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70包括一加工旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過該加工旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動該加工砂輪60圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。該加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70固定在該加工移動機(jī)構(gòu)80上，該加工移動機(jī)構(gòu)80包括一加工移動電機(jī)，可控制該加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70與加工砂輪60沿底座砂輪20的法線方向上下移動。該加工移動機(jī)構(gòu)80設(shè)置在機(jī)座50的上部。

該控制電箱90固定在機(jī)座50的頂部，其設(shè)有數(shù)控界面，并通過機(jī)座50內(nèi)的電氣連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工。

在其他實(shí)施方式中，也可以設(shè)置多工位循環(huán)工作，提高加工效率。

以下通過對平形砂輪的加工來說明本發(fā)明的磨具端面加工裝置的工作方式：

該被加工磨具具體為樹脂結(jié)合劑玻璃拋光的平形砂輪，其預(yù)設(shè)尺寸為165x15x22。首先將該被加工砂輪放置在底座砂輪上并使其中心軸重合，啟動底座平移機(jī)構(gòu)對底座砂輪的位置進(jìn)行調(diào)整，隨后啟動底座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使底座砂輪帶動被加工砂輪旋轉(zhuǎn)。然后啟動加工旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，帶動加工砂輪旋轉(zhuǎn)，啟動加工移動機(jī)構(gòu)，使加工砂輪沿法線方向移動，加工砂輪的下端面與被加工砂輪的上端面接觸并對其進(jìn)行磨削加工，加工到預(yù)設(shè)尺寸后退出。加工循環(huán)的總時(shí)間為10秒。批量加工的工作效率可達(dá)到300片/小時(shí)，比采用傳統(tǒng)方法的加工效率50片/小時(shí)，提高了6倍。

本發(fā)明的磨具端面加工裝置和方法，無需用夾具固定被加工磨具，加工效率高，被加工磨具的固定效果好，大大提高了加工的進(jìn)給量，進(jìn)而提高加工速度，對設(shè)備的運(yùn)動精度要求低，能提高加工精度。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。