專利名稱：一種脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置。

背景技術(shù)：
螺紋是機(jī)械聯(lián)接和緊固的最常用手段，而內(nèi)螺紋在封閉的空間內(nèi)多刃切削，難度較大，且內(nèi)螺紋加工在機(jī)械加工中所占的比重很大，而加工精度和加工效率低下嚴(yán)重制約著機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)周期的縮短和加工成本的降低；許多新難加工材料，如鈦合金、高溫合金等的應(yīng)用使得內(nèi)螺紋的可制造性趨于惡化；內(nèi)螺紋加工一般安排在零件成形加工的最后幾道工序中，如果攻絲工序出現(xiàn)問題，會(huì)前功盡棄，影響零件的性能，甚至使已基本成形的零件報(bào)廢，如果因絲錐折斷而破壞內(nèi)螺紋就有可能導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失和時(shí)間損失。此外現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展要求提供高精度和高質(zhì)量的內(nèi)螺紋。
目前，傳統(tǒng)的手工攻絲、鉆床攻絲、車床攻絲等方法及專用的攻絲機(jī)加工內(nèi)螺絲存在加工效率和精度低等問題，而振動(dòng)攻絲等新技術(shù)雖能夠提高加工質(zhì)量和精度但受制于所需專業(yè)設(shè)備、加工效率低、通用性較差和參數(shù)調(diào)節(jié)困難等缺陷難以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置，采用該裝置，可以提高內(nèi)螺紋的精度、表面質(zhì)量和加工效率。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置由彈簧(1)，齒條(2)，滑動(dòng)螺旋副(3)，絲錐(4)，錐齒輪副(5)，齒輪(6)構(gòu)成；各零部件之間的連接關(guān)系為彈簧(1)的一端與齒條(2)固定連接，彈簧(1)的另一端固定在基座上；齒條(2)與齒輪(6)嚙合，齒輪(6)與錐齒輪副(5)的主動(dòng)錐齒輪固定連接，齒輪副(5)的從動(dòng)錐齒輪與滑動(dòng)螺旋副(3)的螺母軸向滑動(dòng)連接，徑向固定連接；滑動(dòng)螺旋副(3)的螺母與絲錐(4)固定連接，滑動(dòng)螺旋副(3)的絲杠與基座固定連接。
工作原理 由脈動(dòng)沖擊攻絲機(jī)構(gòu)向絲錐提供脈動(dòng)沖擊扭矩(力)，驅(qū)動(dòng)絲錐實(shí)現(xiàn)螺旋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行攻絲，其實(shí)現(xiàn)攻絲的過程為在第一個(gè)脈動(dòng)沖擊力矩(力)作用于絲錐開始正向攻絲，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈動(dòng)沖擊力結(jié)束，脈動(dòng)沖擊攻絲機(jī)構(gòu)帶動(dòng)絲錐反向旋轉(zhuǎn)(回退)，在絲錐反向運(yùn)轉(zhuǎn)到需要的角度還沒有退出工件時(shí)，第二個(gè)脈動(dòng)沖擊力矩(力)作用于絲錐，驅(qū)動(dòng)絲錐正向攻絲，重復(fù)上一過程，絲錐級(jí)進(jìn)攻絲，如此反復(fù)進(jìn)行，在第N個(gè)脈動(dòng)沖擊力作用下直到工件攻絲完成，脈動(dòng)沖擊結(jié)束脈動(dòng)沖擊攻絲機(jī)構(gòu)帶動(dòng)絲錐反向旋轉(zhuǎn)退出工件，完成一個(gè)工件加工，即一個(gè)工作循環(huán)。
通過以上脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置實(shí)現(xiàn)了脈動(dòng)、沖擊、往復(fù)、動(dòng)態(tài)、級(jí)進(jìn)的攻絲過程。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的積極效果是 1.脈動(dòng)沖擊攻絲絲錐攻絲往復(fù)時(shí)，刀刃與切屑和工件分離，使切削液能夠進(jìn)入到封閉的切削區(qū)內(nèi)，使刀尖和切屑根部得到充分的潤(rùn)滑，減小了刀具和切屑之間的粘結(jié)，從而減小了摩擦阻力，改善了潤(rùn)滑條件，且絲錐往復(fù)攻絲易于斷屑排屑和散熱，提高了加工質(zhì)量。
2.金屬材料在切削過程中，存在著彈、塑性變形，而且刀具必然存在刃口圓角，這使得切削過程中實(shí)際的切削深度總小于理論切削深度。脈動(dòng)沖擊攻絲時(shí)存在絲錐的回復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于刀刃與切屑不斷的分離，并對(duì)已加工表面重復(fù)切削，極大的切除了已加工表面的回彈量，并對(duì)己加工表面具有熨壓作用。所以脈動(dòng)沖擊攻絲可以得到粗糙度值很小的精密加工表面，并有減小切削力的作用。
3.攻絲加工中存在較大的靜態(tài)負(fù)載和動(dòng)態(tài)負(fù)載，而且載荷的分布是不均勻的，傳統(tǒng)內(nèi)螺紋加工的動(dòng)力源提供給絲錐的是穩(wěn)態(tài)動(dòng)力，如果內(nèi)螺紋加工的負(fù)載特別是動(dòng)態(tài)負(fù)載(如切削瘤的變化、材質(zhì)發(fā)生變化以及其它因素的變化等)發(fā)生變化，絲錐就難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)螺紋的加工，根據(jù)內(nèi)螺紋加工中的動(dòng)態(tài)負(fù)載的特性，就必須為內(nèi)螺紋加工中的絲錐提供一種動(dòng)態(tài)動(dòng)力，以克服內(nèi)螺紋加工中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)負(fù)載，脈動(dòng)沖擊攻絲是沖擊式切削，能量集中，能夠有效克服動(dòng)態(tài)攻絲過程中存在的動(dòng)態(tài)載荷，改善攻絲質(zhì)量。
4.脈動(dòng)沖擊攻絲由于絲錐的沖擊式切削使應(yīng)力集中，沖擊時(shí)使工件與刀尖接觸處產(chǎn)生了微裂紋，并導(dǎo)致應(yīng)力集中。當(dāng)?shù)都饪拷航?jīng)存在的裂紋尖端時(shí)，裂紋會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展，直到刀尖前方的某一位置停止。當(dāng)下一個(gè)沖擊到來時(shí)裂紋再繼續(xù)向前擴(kuò)展，因此很小的切削力便可實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切除。
5.脈動(dòng)沖擊力的大小和時(shí)間間隔等參數(shù)的合理控制有利于提高加工質(zhì)量和效率。
6.實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)沖擊攻絲方法的機(jī)構(gòu)只需一套。
綜上所述，脈動(dòng)沖擊攻絲方法的絲錐脈動(dòng)、沖擊、往復(fù)、級(jí)進(jìn)和動(dòng)態(tài)攻絲可降低攻絲扭矩、改善潤(rùn)滑條件、克服動(dòng)態(tài)載荷、易于斷屑排屑和散熱，提高了內(nèi)螺紋加工精度、表面質(zhì)量和效率。

圖1是本實(shí)用新型的脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，1—彈簧，2—齒條，3—滑動(dòng)螺旋副，4—絲錐，5—錐齒輪副，6—齒輪。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置由彈簧1，齒條2，滑動(dòng)螺旋副3，絲錐4，錐齒輪副5，驅(qū)動(dòng)齒輪6構(gòu)成；各零部件之間的連接關(guān)系為彈簧1的一端與齒條2固定連接，彈簧1的另一端固定在基座上；齒條2與齒輪6嚙合，齒輪6與錐齒輪副5的主動(dòng)錐齒輪固定連接，齒輪副5的從動(dòng)錐齒輪與滑動(dòng)螺旋副3的螺母軸向滑動(dòng)連接，徑向固定連接；滑動(dòng)螺旋副3的螺母與絲錐4固定連接，滑動(dòng)螺旋副3的絲杠與基座固定連接。
工作時(shí)動(dòng)力源為脈動(dòng)沖擊力F，第一個(gè)脈動(dòng)沖擊對(duì)彈簧1和齒條2施加向下的力，彈簧1受壓縮變形，儲(chǔ)存勢(shì)能，齒條2驅(qū)動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)錐齒輪副5旋轉(zhuǎn)，把一個(gè)合理的力矩M和角速度ω傳遞給絲錐4，其中絲錐4可以在錐齒輪副5的從動(dòng)錐齒輪內(nèi)軸向滑動(dòng)，但不能做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)絲錐4固定連結(jié)在滑動(dòng)螺旋副3的螺母上，滑動(dòng)螺旋副3的絲杠固定不動(dòng)，因此絲錐4在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在滑動(dòng)螺旋副3的驅(qū)動(dòng)下提供攻絲需要的絲錐4軸向直線運(yùn)動(dòng)F1和V1，ω和V1合成為絲錐4的螺旋運(yùn)動(dòng)，其中滑動(dòng)螺旋副3的螺距與絲錐4的螺距相同，第一個(gè)脈動(dòng)沖擊結(jié)束，在彈簧1的作用下齒條2反向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)絲錐4也反向旋轉(zhuǎn)(回退)，在絲錐反向運(yùn)轉(zhuǎn)到需要的角度時(shí)，第二個(gè)脈沖力沖擊作用在彈簧1和滾珠絲杠副2上，重復(fù)上一過程，絲錐4級(jí)進(jìn)攻絲，如此反復(fù)進(jìn)行，直到工件攻絲完成，脈動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)在彈簧1的作用下反向運(yùn)動(dòng)到初始位置，帶動(dòng)絲錐4反向旋轉(zhuǎn)退出工件，完成一個(gè)工件的加工。
權(quán)利要求1.一種脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置，其特征在于由彈簧(1)，齒條(2)，滑動(dòng)螺旋副(3)，絲錐(4)，錐齒輪副(5)，齒輪(6)構(gòu)成；各零部件之間的連接關(guān)系為彈簧(1)的一端與齒條(2)固定連接，彈簧(1)的另一端固定在基座上；齒條(2)與齒輪(6)嚙合，齒輪(6)與錐齒輪副(5)的主動(dòng)錐齒輪固定連接，齒輪副(5)的從動(dòng)錐齒輪與滑動(dòng)螺旋副(3)的螺母軸向滑動(dòng)連接，徑向固定連接；滑動(dòng)螺旋副(3)的螺母與絲錐(4)固定連接，滑動(dòng)螺旋副(3)的絲杠與基座固定連接。
專利摘要本實(shí)用新型一種脈動(dòng)沖擊內(nèi)螺紋攻絲裝置。其特征在于由彈簧(1)，齒條(2)，滑動(dòng)螺旋副(3)，絲錐(4)，錐齒輪副(5)，齒輪(6)構(gòu)成；各零部件之間的連接關(guān)系為彈簧(1)的一端與齒條(2)固定連接，彈簧(1)的另一端固定在基座上；齒條(2)與齒輪(6)嚙合，齒輪(6)與錐齒輪副(5)的主動(dòng)錐齒輪固定連接，齒輪副(5)的從動(dòng)錐齒輪與滑動(dòng)螺旋副(3)的螺母軸向滑動(dòng)連接，徑向固定連接；滑動(dòng)螺旋副(3)的螺母與絲錐(4)固定連接，滑動(dòng)螺旋副(3)的絲杠與基座固定連接。絲錐脈動(dòng)、沖擊、往復(fù)、級(jí)進(jìn)和動(dòng)態(tài)攻絲可降低攻絲扭矩、改善潤(rùn)滑條件、克服動(dòng)態(tài)載荷、易于斷屑排屑和散熱，提高了內(nèi)螺紋加工精度、表面質(zhì)量和效率。
文檔編號(hào)B23G1/50GK201195219SQ20082008123
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者何邦貴, 儲(chǔ)德新, 楊朝麗, 李浙昆 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)