一种用于模具表面修复的修整头

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种用于模具表面修复的修整头。

背景技术

模具在现代工业中具有极其重要的作用，模具的质量直接决定产品的质量。我国模具产业近些年来飞速发展，已经跻身世界前三大模具生产国，但我国的模具产业与国外先进模具生产水平相比还存在较大差距，主要表现在制造周期长、制造精度低、模具寿命短等方面，其中模具寿命短的问题尤为突出，直接导致了资源浪费和生产成本的上升，因此，对失效模具进行修复再利用，延长模具的使用时间，从而挽回生产中的不必要的损失，将会大大推动工业和国民经济的发展，具有显著的经济效益和社会意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于模具表面修复的修整头，其结构新颖，使用方便。

本发明采取的技术方案为：一种用于模具表面修复的修整头，以下称修整头机构，包括外壳、螺纹轴、移动轴、电机、卡紧件、打磨头、第一齿轮、花键套、拨杆、第二锥齿轮、手轮、第一锥齿轮、顶珠、行星架、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮，其特征在于：外壳是支撑主体，电机通过卡紧件驱动打磨头的旋转，通过转动手轮可实现打磨头的进给和后退，从而实现对模具表面的修整；慢档进给时，第一齿轮静止不动，第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、行星架构成具有较大传动比的行星轮系；快档进给时，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮构成整体并与行星架等速转动；拨杆通过改变花键套的位置实现快档和慢档之间的切换；空行程时可采用快档进给，以缩短打磨头移动时间，对模具表面加工时可采用慢档进给，以提高模具表面的加工质量。

作为优选，外壳右端设有内花键，上侧设有方孔槽，方孔槽侧面上安装有两个顶珠，用于对换挡装置进行准确定位，外壳左端设有螺纹孔，手轮安装于外壳上侧并构成转动副，第一锥齿轮与手轮下端同轴紧固连接，螺纹轴安装于外壳内部并通过两个轴承与外壳构成转动副，螺纹轴右端设有螺纹升角小于5°的螺纹结构，第四齿轮与螺纹轴左端同轴紧固连接，第四齿轮的齿数为z

作为优选，所述的外壳内部设有支撑板，支撑板上端设有圆孔，圆孔左侧设有固定花键，第一齿轮安装于支撑板上端的圆孔内并构成转动副，第一齿轮的齿数为z

作为优选，行星架右侧周向均布设有三个圆孔，每个圆孔中均转动安装有一个齿轮组，每个齿轮组左端均设有一个第二齿轮，第二齿轮的齿数为z

电机可驱动打磨头旋转，从而实现对模具表面的修整。

卡紧件可将打磨头与电机输出轴紧固连接，拧松卡紧件后可将打磨头取下并根据模具材质和表面特性更换其他种类的打磨头。

慢档进给时：拨杆向右拨动，右边的顶珠卡入定位孔内，拨杆带动花键套向右移动，使内花键右端与固定花键配合，内花键左端与转动花键脱离配合，从而使第一齿轮保持静止，此时第一齿轮、行星架、三个第二齿轮、三个第三齿轮、第四齿轮构成行星轮系，行星架与第四齿轮之间的传动比i

顺时针转动手轮，第一锥齿轮通过与第二锥齿轮的齿轮啮合关系，驱动行星架顺时针转动，行星架使三个齿轮组自转的同时公转，从而使第四齿轮和螺纹轴顺时针转动，从而使移动轴向右移动，实现打磨头的慢档进给；逆时针转动手轮可实现打磨头的后退。

快档进给时：拨杆向左拨动，左边的顶珠卡入定位孔内，拨杆带动花键套向左移动，使内花键左端与转动花键配合，内花键右端与固定花键脱离配合，从而使第一齿轮与行星架保持同速转动，此时第一齿轮、行星架、三个第二齿轮、三个第三齿轮和第四齿轮构成一个整体，相互之间不存在相对转动，行星架与第二齿轮组之间的传动比可视为1，即i

顺时针转动手轮，第一锥齿轮通过与第二锥齿轮的齿轮啮合关系，驱动行星架顺时针转动，行星架通过三个齿轮组驱动第四齿轮和螺纹轴顺时针转动，从而使移动轴向右移动，实现打磨头的快档进给；逆时针转动手轮可实现打磨头的后退。

本发明的有益效果：

①修整头机构具有快慢档功能，空行程时采用快档，可缩短打磨头移动时间，对模具表面进行修整时采用慢档，可提高模具表面加工质量；

②修整头机构的快慢档切换通过改变拨杆位置以改变传动结构来实现，慢档时，传动结构为行星轮系，快档时，传动结构为整体定轴轮系，快慢档结构新颖，切换迅速，使用方便；

③螺纹轴与移动轴所构成螺纹副的螺纹升角小于5°，即小于自锁角度，不仅使螺纹副具有自锁性质，还使螺纹副传动平稳，使模具表面对打磨头的反作用力不能通过传动机构反作用于手轮，从而可通过转动手轮对模具表面进行平稳的修整加工。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为定位架机构的整体结构示意图。

图4为定位架机构的爆炸示意图。

图5为定位架机构的局部示意图。

图6为定位架机构的局部示意图。

图7为修整头机构的整体结构示意图。

图8为慢档状态时修整头机构的纵向剖面结构示意图。

图9为快档状态时修整头机构的纵向剖面结构示意图。

图10为修整头机构的横向剖面结构示意图。

图11为修整头机构的横向剖面结构示意图。

图12为修整头机构的局部剖面结构示意图。

图13为修整头机构的爆炸示意图。

图14为外壳的结构示意图。

图15为行星架的结构示意图。

图16为拨杆的结构示意图。

附图标号：1定位架机构、101基座、102定位套、103滑转套、103.1第二刻度、103.2第三刻度、104立柱、104.1第一刻度、104.2导槽、105第二螺钉、106指针套、106.1第三指针、107第四螺钉、108横臂、108.1横臂圆盘、108.2第四指针、108.3第二指针、109第三螺钉、110第一螺钉、111第六螺钉、112摆转架、112.1第六指针、112.2摆转架圆盘、112.3第五指针、113横摆杆、113.1上刻度盘、113.2下刻度盘、114第五螺钉、115螺母、116摆转头、116.1第六刻度、116.2螺纹杆；

2修整头机构、201外壳、201.1内花键、201.2方孔槽、201.3螺纹孔、201.4支撑板、201.5固定花键、202螺纹轴、203移动轴、204电机、204.1卡紧件、204.2打磨头、205第一齿轮、205.1从动花键、206花键套、206.1内花键、207拨杆、207.1定位孔、208第二锥齿轮、209手轮、210第一锥齿轮、211顶珠、212行星架、212.1中心轴、212.2转动花键、213第二齿轮、214第三齿轮、215第四齿轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2所示，一种用于模具表面修复的机床，包括定位架机构1和修整头机构2，其特征在于：定位架机构1具有空间六自由度，并且每个活动关节均设置有刻度尺，修整头机构2具有两个进给档位，并紧固安装于定位架机构1的末端，用于对模具表面进行修复。

如图3至图6所示，定位架机构1包括基座101、定位套102、滑转套103、立柱104、第二螺钉105、指针套106、第四螺钉107、横臂108、第三螺钉109、第一螺钉110、第六螺钉111、摆转架112、横摆杆113、第五螺钉114、螺母115、摆转头116，其中基座101固定安装于地面，立柱104与基座101固定连接，滑转套103可通过指针套106在立柱104上移动和转动，并由第三螺钉109进行锁止，定位套102和第一螺钉110便于实现滑转套103的高度定位，横臂108与滑转套103构成转动副，并由第二螺钉105进行锁止，横摆杆113可与横臂108构成转动副，并由第四螺钉107进行锁止，摆转架112可与横摆杆113构成转动副，并由第五螺钉114进行锁止，摆转头116可与摆转架112构成转动副，并由第六螺钉111进行锁止。

如图7至图16所示，修整头机构2包括外壳201、螺纹轴202、移动轴203、电机204、卡紧件204.1、打磨头204.2、第一齿轮205、花键套206、拨杆207、第二锥齿轮208、手轮209、第一锥齿轮210、顶珠211、行星架212、第二齿轮213、第三齿轮214、第四齿轮215，其中外壳201是支撑主体，电机204通过卡紧件204.1驱动打磨头204.2的旋转，通过转动手轮209可实现打磨头204.2的进给和后退，从而实现对模具表面的修整；慢档进给时，第一齿轮205静止不动，第二齿轮213、第三齿轮214、第四齿轮215、行星架212构成具有较大传动比的行星轮系；快档进给时，第一齿轮205、第二齿轮213、第三齿轮214、第四齿轮215构成整体并与行星架212等速转动；拨杆207通过改变花键套206的位置实现快档和慢档之间的切换；空行程时可采用快档进给，以缩短打磨头204.2移动时间，对模具表面加工时可采用慢档进给，以提高模具表面的加工质量。

如图3至图6所示，所述的基座101通过地脚螺栓固定安装于地面，为定位架机构1提供稳定的支撑，立柱104下端通过螺钉紧固安装于基座101上侧，并使立柱104保持竖直状态，立柱104前侧面设有第一刻度104.1，立柱104左侧竖直向设有导槽104.2，指针套106为开口圆筒状结构，其上端设有第三指针106.1，其内侧纵向设有导条，指针套106与立柱104同轴安装，且导条安装于导槽104.2内，从而使指针套106与立柱104构成移动副，滑转套103上端设有第三刻度103.2，其左侧设有扇形结构，扇形结构上设有第二刻度103.1和弧形孔，滑转套103右侧设有的纵向开口圆孔可安装于指针套106外侧并构成转动副，滑转套103相对于指针套106的转动角度可由第三指针106.1在第三刻度103.2上指示，两个第三螺钉109可使滑转套103夹紧指针套106并固定于立柱104上，从而实现滑转套103的转动锁止和高度定位，定位套102为开口圆环状结构，定位套102与立柱104同轴安装并可在立柱104上滑动，定位套102上端的平面上设有凹槽，便于读取第一刻度104.1，拧紧第一螺钉110可实现定位套102在立柱104上的固定。

由于滑转套103的附属连接部件重量较大，不便于直接进行精确的高度定位，因此需要调节滑转套103的高度时，首先拧松第一螺钉110，移动定位套102使其上端平面移动至目标刻度后，锁紧第一螺钉110，使定位套102紧固于立柱104上，之后拧松两个第三螺钉109，并向下移动滑转套103使其下端面与定位套102上端平面紧密贴后，锁紧两个第三螺钉109，从而完成滑转套103的高度精确调节。

所述的横臂108左端为开口结构并设有第二指针108.3，右端设有横臂圆盘108.1和第四指针108.2，横臂108左侧与滑转套103构成转动副，第二螺钉105可穿过滑转套103左侧的弧形孔使横臂108左端夹紧滑转套103左侧的扇形结构，从而实现横臂108的转动锁止，横臂108相对于滑转套103的转动角度可由第二指针108.3在第二刻度103.1上指示，横臂圆盘108.1上周向均布设有三个弧形孔，横摆杆113上端设有上刻度盘113.1，上刻度盘113.1上设有第四刻度和三个周向均布的螺纹孔，上刻度盘113.1可与横臂圆盘108.1构成转动副，并可由三个第四螺钉107进行锁止，横摆杆113相对于横臂108的转动角度可由第四指针108.2在第四刻度上指示，横摆杆113下端设有下刻度盘113.2，下刻度盘113.2上设有第五刻度和三个周向均布的螺纹孔，摆转架112左侧设有摆转架圆盘112.2和第五指针112.3，其上侧设有第六指针112.1，摆转架圆盘112.2上周向均布设有三个弧形孔，摆转架圆盘112.2可与下刻度盘113.2构成转动副，并可由三个第五螺钉114进行锁止，摆转架112相对于横摆杆113的转动角度可由第五指针112.3在第五刻度上指示，摆转头116上端为半圆板结构，半圆板结构上设有第六刻度116.1和弧形孔，半圆板结构与摆转架112右侧构成转动副，第六螺钉111穿过半圆板结构上的弧形孔后与摆转架112构成螺纹副，拧紧第六螺钉111可锁止摆转头116相对于摆转架112的转动，摆转头116相对于摆转架112的转动角度可由第六指针112.1在第六刻度116.1上指示，摆转头116下端设有螺纹杆116.2，用于连接扩展设备，螺母115与螺纹杆116.2构成螺纹副，用于锁紧扩展设备。

如图7至图16所示，外壳201右端设有内花键201.1，上侧设有方孔槽201.2，方孔槽201.2侧面上安装有两个顶珠211，用于对换挡装置进行准确定位，外壳201左端设有螺纹孔201.3，螺纹孔201.3与螺纹杆116.2构成螺纹副并通过螺母115锁紧构成双螺母防松结构，从而实现修整头机构2与定位架机构1末端的紧固连接，手轮209安装于外壳201上侧并构成转动副，第一锥齿轮210与手轮209下端同轴紧固连接，螺纹轴202安装于外壳201内部并通过两个轴承与外壳201构成转动副，螺纹轴202右端设有螺纹升角小于5°的螺纹结构，第四齿轮215与螺纹轴202左端同轴紧固连接，第四齿轮215的齿数为z

所述的外壳201内部设有支撑板201.4，支撑板201.4上端设有圆孔，圆孔左侧设有固定花键201.5，第一齿轮205安装于支撑板201.4上端的圆孔内并构成转动副，第一齿轮205的齿数为z

行星架212右侧周向均布设有三个圆孔，每个圆孔中均转动安装有一个齿轮组，每个齿轮组左端均设有一个第二齿轮213，第二齿轮213的齿数为z

电机204可驱动打磨头204.2旋转，从而实现对模具表面的修整。

卡紧件204.1可将打磨头204.2与电机204输出轴紧固连接，拧松卡紧件204.1后可将打磨头204.2取下并根据模具材质和表面特性更换其他种类的打磨头。

对模具表面进行修整时，首先需调整定位架机构1中滑转套103的高度和各个关节的转动量，使打磨头204.2对准模具表面需要修正的位置，之后转动手轮209使打磨头204.2向前进给从而逐步完成对模具表面的修复。

慢档进给时：拨杆207向右拨动，右边的顶珠211卡入定位孔207.1内，拨杆207带动花键套206向右移动，使内花键206.1右端与固定花键201.5配合，内花键206.1左端与转动花键212.2脱离配合，从而使第一齿轮205保持静止，此时第一齿轮205、行星架212、三个第二齿轮213、三个第三齿轮214、第四齿轮215构成行星轮系，行星架212与第四齿轮215之间的传动比i

顺时针转动手轮209，第一锥齿轮210通过与第二锥齿轮208的齿轮啮合关系，驱动行星架212顺时针转动，行星架212使三个齿轮组自转的同时公转，从而使第四齿轮215和螺纹轴202顺时针转动，从而使移动轴203向右移动，实现打磨头204.2的慢档进给；逆时针转动手轮209可实现打磨头204.2的后退。

快档进给时：拨杆207向左拨动，左边的顶珠211卡入定位孔207.1内，拨杆207带动花键套206向左移动，使内花键206.1左端与转动花键212.2配合，内花键206.1右端与固定花键201.5脱离配合，从而使第一齿轮205与行星架212保持同速转动，此时第一齿轮205、行星架212、三个第二齿轮213、三个第三齿轮214和第四齿轮215构成一个整体，相互之间不存在相对转动，行星架212与第二齿轮组210之间的传动比可视为1，即i

顺时针转动手轮209，第一锥齿轮210通过与第二锥齿轮208的齿轮啮合关系，驱动行星架212顺时针转动，行星架212通过三个齿轮组驱动第四齿轮215和螺纹轴202顺时针转动，从而使移动轴203向右移动，实现打磨头204.2的快档进给；逆时针转动手轮209可实现打磨头204.2的后退。

“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。