專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)螺紋加工裝置的制作方法
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，特別是一種內(nèi)螺紋加工裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的螺紋加工主要有車(chē)削和銑削，車(chē)削用來(lái)加工回轉(zhuǎn)體零件，把零件通過(guò)三抓卡盤(pán)夾在機(jī)床主軸上，并高速旋轉(zhuǎn)，然后用車(chē)刀按照回轉(zhuǎn)體的母線走刀，切出產(chǎn)品外型來(lái)。車(chē)床上還可進(jìn)行內(nèi)孔，螺紋，咬花等的加工，后兩者為低速加工。而銑削是將毛坯固定，用高速旋轉(zhuǎn)的銑刀在毛坯上走刀，切出需要的形狀和特征。傳統(tǒng)銑削較多地用于銑輪廓和槽等簡(jiǎn)單外形/特征。數(shù)控銑床可以進(jìn)行復(fù)雜外形和特征的 加工。車(chē)床加工工件內(nèi)螺紋的方法是把需要加工螺紋的工件(圖一零件12)夾在主軸卡盤(pán)(圖一零件2)上，把刀桿(圖一零件I)夾在刀架(圖一零件14)上，然后工件旋轉(zhuǎn)，刀具沿軸向前進(jìn)做直線運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)加工過(guò)程中，刀桿從刀片(圖一零件3)開(kāi)始接觸到工件起(如圖一)起到完成加工(如圖二)，一直處于懸臂梁狀態(tài)。這時(shí)如果忽略刀桿的間隙長(zhǎng)度Ls (如圖二)，刀桿的懸臂長(zhǎng)度Lt近似等于工件的長(zhǎng)度L，刀桿在刀片處的撓度為f 1，這里所述撓度一般指梁、桁架等受力構(gòu)件在荷載作用下的最大變形。如在加工細(xì)長(zhǎng)內(nèi)螺紋(例如螺紋的直徑小于20mm，或者螺紋的長(zhǎng)度與直徑之比大于10)時(shí)，由于刀桿較細(xì)又只有前端刀片處受力，成懸臂梁狀態(tài)，在刀片處產(chǎn)生的撓度太大，容易產(chǎn)生讓刀的情況，而且吃刀不能太深，這樣不僅降低生產(chǎn)效率而且保證不了產(chǎn)品質(zhì)量。還有一種方法，類(lèi)似普通的螺紋加工，工件裝在卡盤(pán)上，刀桿安裝在刀架上，但是做一個(gè)刀頭套，這個(gè)套安裝在刀頭上，套在已經(jīng)加工好的孔中移動(dòng)，也起支撐作用，但刀頭套有以下缺點(diǎn)1 :刀頭套本身在孔中，會(huì)使刀桿的直徑更小，會(huì)從另一個(gè)方面增大撓度，而且，對(duì)于孔徑較小的螺紋可能就無(wú)法加工刀頭套。2 :由于刀頭套在孔中移動(dòng)，靠浮動(dòng)支撐，間隙很難控制，大了，螺紋沒(méi)有精度，小了，容易卡死。如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00810231777.3，申請(qǐng)日為2008-10-16，名稱(chēng)為“大直徑錐管內(nèi)螺紋的加工方法”的發(fā)明專(zhuān)利，其技術(shù)方案為，該方法按照以下步驟實(shí)施在數(shù)控機(jī)床主軸上安裝螺紋銑刀，將工件上錐管內(nèi)螺紋的一個(gè)螺距沿軸線分為若干等份，對(duì)每一等份對(duì)應(yīng)的工件內(nèi)壁圓弧按照?qǐng)A柱形螺紋的加工方式實(shí)施；當(dāng)加工完一個(gè)等份圓柱形螺紋后，機(jī)床Z軸就進(jìn)給了一個(gè)等份的螺距，同時(shí)將螺紋銑刀對(duì)應(yīng)的X、Y坐標(biāo)軸合成圓弧加工直徑相應(yīng)減小，對(duì)每一等份對(duì)應(yīng)的工件內(nèi)壁圓弧按照?qǐng)A柱形螺紋的加工方式實(shí)施，依此類(lèi)推，將若干個(gè)不同直徑的圓柱形螺紋線首尾連通，直到加工到需要的錐管內(nèi)螺紋深度即成。上述的螺紋銑削加工方法所涉及的裝置中，刀具不僅需要自轉(zhuǎn)還需要沿螺旋線旋轉(zhuǎn)。這種方法只能在銑削(加工)中心上使用，無(wú)法在數(shù)控車(chē)床上使用，并且其加工內(nèi)螺紋的方式仍然是采用道具做螺旋狀運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以如果將此種方法應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上對(duì)細(xì)長(zhǎng)型或者是長(zhǎng)徑比大于10的管件進(jìn)行螺紋加工時(shí)，也會(huì)存在撓度過(guò)大從而影響加工精度的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的內(nèi)螺紋加工方法所涉及的裝置在加工細(xì)長(zhǎng)型或者是長(zhǎng)徑比大于10的管件時(shí)存在的在刀片處產(chǎn)生的撓度太大，容易產(chǎn)生讓刀的情況，而且吃刀不能太深，又降低生產(chǎn)效率而且保證不了產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題，現(xiàn)在特別提出一種內(nèi)螺紋加工裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種內(nèi)螺紋加工裝置，包括車(chē)床，車(chē)床包括床身、車(chē)床主軸、溜板箱和尾座，車(chē)床主軸、溜板箱和尾座均設(shè)置在床身上，車(chē)床主軸與尾座分別安裝在床身的兩端，所述溜板箱安裝在床身的中部，所述車(chē)床上安裝有刀桿，刀桿兩端固定，刀桿一端安裝在車(chē)床主 軸的卡盤(pán)上，刀桿另一端安裝在軸承上，卡盤(pán)安裝在電機(jī)主軸上，刀桿上設(shè)置有刀片；車(chē)床的溜板箱上安裝有刀架，刀架內(nèi)部設(shè)置有套筒，在刀架的兩端安裝有提供旋轉(zhuǎn)支撐和滑動(dòng)支撐的軸承，所述一側(cè)的軸承為可開(kāi)式軸承，可開(kāi)式軸承與可開(kāi)式軸承套筒連接，軸承與軸承套筒連接。所述車(chē)床上還設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)車(chē)床主軸旋轉(zhuǎn)。加工時(shí)，先把可開(kāi)式軸承(圖四零件9)和可開(kāi)式軸承套筒(圖四零件11)打開(kāi)，讓刀架向刀片方向移動(dòng)，當(dāng)?shù)镀竭_(dá)可開(kāi)式軸承與待加工工件之間(圖五)后，使刀桿停止旋轉(zhuǎn)并且刀架停止運(yùn)動(dòng)，，再把該側(cè)的可開(kāi)式軸承和可開(kāi)式軸承套筒合攏；然后，刀桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，而工件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)(圖六)，當(dāng)?shù)镀客ㄟ^(guò)工件后，加工完成(圖七)。所述刀桿上設(shè)置有刀片組，刀片組包括多個(gè)刀片，所述刀片為成型刀片，把整個(gè)內(nèi)螺紋的螺紋牙型分成多個(gè)部分，用數(shù)量對(duì)應(yīng)的刀片依次分別完成對(duì)應(yīng)部分的切削。當(dāng)內(nèi)螺紋為三角螺紋和矩形螺紋等牙形斷面較小的螺紋時(shí)，刀桿上的多個(gè)刀片的切削斷面與所需加工螺紋的牙型相同或相近，但高度(圖九中Ht)不同的刀片(圖九中刀片f、刀片g、刀片h)依次切削，最后完成整個(gè)螺紋牙型的加工。當(dāng)內(nèi)螺紋為梯形螺紋或其他復(fù)雜牙形且牙形斷面較大的螺紋時(shí)，刀桿上的多個(gè)刀片形狀可以與所加工的牙形不同，但全部刀片疊加后能覆蓋整個(gè)牙型(圖十中刀片a、b、C、d、e )，這些刀片依次切削工件，最后完成整個(gè)牙型的加工。所述沿內(nèi)螺紋加工方向的刀片組的最后一個(gè)刀片與待加工的螺紋牙型完全相同(圖十中刀片e)完成整個(gè)牙形的精加工。刀片的安裝刀桿上依次設(shè)置有與螺紋牙型不同的多個(gè)刀片，(圖九中刀片f、g、h)，多個(gè)刀片沿螺旋線安裝在刀桿上(圖十一)，多個(gè)刀片的螺紋牙型沿加工方向?yàn)橐来卧龈?，直到最后的刀片牙型與待加工螺紋牙形相同，刀桿旋轉(zhuǎn)的同時(shí)工件做直線運(yùn)動(dòng)，各個(gè)刀片依次切削，最后完成整個(gè)牙形的加工；所述刀桿上前、后兩個(gè)刀片最好互為180°分布，這樣可以抵消一部分徑向力，減小刀桿因扭矩產(chǎn)生的變形；所述螺旋線的螺距與所需加工的螺紋螺距一致；刀片的安裝刀桿的同一個(gè)位置裝不同的刀片，每個(gè)刀片加工完成后換下一個(gè)刀片，例如在加工圖九的工件時(shí)，先在刀桿上安裝刀片f (圖十二)，刀片f加工完成后，在刀桿的同一個(gè)位置(或者是刀片f 所在螺旋線上的其他位置，這條螺旋線的螺距與所加工螺紋的螺距相同)依次換上刀片g (圖十三)和刀片h (圖十四)進(jìn)行切削。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于[0021]I、本裝置給刀桿增加支撐，為了給刀桿增加支撐首先要改變刀具和工件的運(yùn)動(dòng)方式和傳統(tǒng)的螺紋銑削加工方法(刀具不僅需要自轉(zhuǎn)還需要沿螺旋線旋轉(zhuǎn))不同，本方法讓刀具只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)讓工件和刀具之間只做相對(duì)的直線運(yùn)動(dòng)。以車(chē)床為例，就是讓刀具只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而讓工件只做直線運(yùn)動(dòng)，如圖把刀桿(圖三零件I)夾在主軸的卡盤(pán)(圖三零件2)上，把需要加工內(nèi)螺紋的工件(圖三零件12)安裝在刀架(圖三零件14)上，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)數(shù)控車(chē)床的控制系統(tǒng)，使主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)一周的同時(shí)，刀架帶動(dòng)工件前進(jìn)一個(gè)螺距，這樣就可以完成了螺紋的加工。刀具只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)讓工件和刀具之間只做相對(duì)的直線運(yùn)動(dòng)可以增加對(duì)刀桿的支撐，使刀桿不再是懸臂梁，有更好的穩(wěn)定性和加工精度還可以提供加工效率。2、使用本裝置在整個(gè)加工過(guò)程中，刀桿兩端都有支撐(圖五)，理論上講，當(dāng)?shù)镀?工件中點(diǎn)時(shí)，這時(shí)刀片處刀桿的撓度最大，如果忽略Lg和Lt的話(huà)(當(dāng)工件的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Lg+Lt時(shí))，刀桿兩個(gè)支撐之間的長(zhǎng)度Lw約等于工件的長(zhǎng)度L，刀片處刀桿的撓度是f2 (圖
Pf 5PT3
五)，f2= —^，忽略Lg和Lt時(shí)，f2=——。而使用傳統(tǒng)加工方式加工同樣長(zhǎng)度的工件時(shí)mm4&￡7
(圖一)，刀片處刀桿的撓度是fl，fl=i。這時(shí)f2/f 1=3/48。也就是說(shuō)這時(shí)刀桿的撓度
3EI
只有傳統(tǒng)加工方法時(shí)的3/48。如果內(nèi)螺紋的長(zhǎng)徑比不是太大時(shí)，為了方便加工，可以省掉左邊的可開(kāi)式軸承(圖八)，這時(shí)，刀桿兩個(gè)支撐之間的長(zhǎng)度Lw約等于工件的長(zhǎng)度L的2倍
(同樣忽略Lg和Lt)，刀片處刀桿的撓度為f3，f3== ^，f3/f 1=1/2，
48JS/ 48uE7 4&E/
也就是說(shuō)這時(shí)刀桿的撓度只有傳統(tǒng)加工方法時(shí)的1/2。3、由于這種加工方式中刀桿不做徑向進(jìn)刀，所以要用成型刀片加工，不做徑向進(jìn)刀也避免了刀桿在徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)影響加工精度的問(wèn)題，為了避免一次切削量太大，在刀桿一定位置上的幾個(gè)刀片組合完成，就是把整個(gè)螺紋的牙形分成若干部分，用幾把對(duì)應(yīng)的刀片依次分別完成對(duì)應(yīng)部分的切削。一次切削量太大會(huì)使刀桿變形太大(撓度增大)導(dǎo)致加工精度喪失，同時(shí)刀片磨損加劇。4、在用組合刀片加工時(shí)留一點(diǎn)余量，最后用一個(gè)與螺紋牙形完全相同的刀片(圖十中刀片e)完成整個(gè)牙形的精加工，提高產(chǎn)品的精度。5、刀片沿螺旋線(螺距與所需加工的螺紋螺距一致)依次安裝在刀桿上保證了前后刀片加工出來(lái)的螺紋對(duì)應(yīng)整齊。6、前后兩個(gè)刀片成180°分布，這樣可以進(jìn)一步抵消切削力產(chǎn)生的變形。7、依次在刀桿的同一個(gè)位置裝不同的刀片，每個(gè)刀片加工完成后換下一個(gè)刀片，刀片總長(zhǎng)度縮短(圖五中Lg和Lt都可以縮短)，刀桿的總長(zhǎng)(圖五中Lw)就縮短，撓度就減?。坏稐U的結(jié)構(gòu)就變簡(jiǎn)單了，加工容易。8、工件越長(zhǎng)越能體現(xiàn)本方法的優(yōu)越性，因?yàn)楣ぜ介L(zhǎng)越可以忽略進(jìn)刀槽和退刀槽的的長(zhǎng)度(兩個(gè)撓度公式的比較f2/f 1=3/48)。說(shuō)明書(shū)附圖圖I為現(xiàn)有的內(nèi)螺紋加工方式之一。[0032]圖2為現(xiàn)有的內(nèi)螺紋加工方式之二。圖3為刀桿被可開(kāi)式軸承夾持后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為可開(kāi)式軸承、套筒為可開(kāi)狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為刀桿穿過(guò)工件，可開(kāi)式軸承在刀片的一側(cè)處于可開(kāi)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為內(nèi)螺紋加工時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為完成內(nèi)螺紋加工后，軸承閉合狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為省略可開(kāi)式軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為適用于三角螺紋和矩形螺紋的刀片組結(jié)構(gòu)示意圖。


圖10為適用于梯形螺紋或其他復(fù)雜牙形的螺紋的刀片組結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為螺旋分布的刀片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為刀桿上設(shè)置一個(gè)刀片時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖13為刀桿上設(shè)置一個(gè)刀片時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖14為刀桿上設(shè)置一個(gè)刀片時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖之三。
圖15為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中I、刀桿 2、卡盤(pán)3、刀片a 4、刀片b 5、刀片c 6、刀片d 7、刀片e8、軸承9、可開(kāi)式軸承10、軸承套筒11、可開(kāi)式軸承套筒12、工件13、套筒14、刀架15、刀片f 16、刀片g 17、刀片h 18、主軸19、尾座20、床身21、溜板箱。
具體實(shí)施方式
一種內(nèi)螺紋加工裝置，包括車(chē)床，車(chē)床包括床身、車(chē)床主軸、溜板箱和尾座，車(chē)床主軸、溜板箱和尾座均設(shè)置在床身上，車(chē)床主軸與尾座分別安裝在床身的兩端，所述溜板箱安裝在床身的中部，所述車(chē)床上安裝有刀桿，刀桿兩端固定，刀桿一端安裝在車(chē)床主軸的卡盤(pán)上，刀桿另一端安裝在軸承上，卡盤(pán)安裝在電機(jī)主軸上，刀桿上設(shè)置有刀片；車(chē)床的溜板箱上安裝有刀架，刀架內(nèi)部設(shè)置有套筒，在刀架的兩端安裝有提供旋轉(zhuǎn)支撐和滑動(dòng)支撐的軸承，所述一側(cè)的軸承為可開(kāi)式軸承，可開(kāi)式軸承與可開(kāi)式軸承套筒連接，軸承與軸承套筒連接。所述車(chē)床上還設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)車(chē)床主軸旋轉(zhuǎn)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利進(jìn)行說(shuō)明，在圖一與圖二中，
權(quán)利要求1.一種內(nèi)螺紋加工裝置，包括車(chē)床，車(chē)床包括床身(20)、車(chē)床主軸(18)、溜板箱(21)和尾座(19 )，車(chē)床主軸(18 )、溜板箱(21)和尾座(19 )均設(shè)置在床身(20 )上，車(chē)床主軸(18 )與尾座(19 )分別安裝在床身(20 )的兩端，所述溜板箱(21)安裝在床身(20 )的中部，其特征在于車(chē)床的溜板箱(21)上安裝有刀架(14)，刀架(14)內(nèi)部設(shè)置有套筒(13)，在刀架(14)的兩端安裝有提供旋轉(zhuǎn)支撐和滑動(dòng)支撐的軸承(8)，所述一側(cè)的軸承(8)為可開(kāi)式軸承(9)，可開(kāi)式軸承(9)與可開(kāi)式軸承套筒(11)連接，軸承(8)與軸承套筒(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)螺紋加工裝置，其特征在于所述車(chē)床上安裝有刀桿(1)，刀桿(I)兩端固定，刀桿(I) 一端安裝在車(chē)床主軸(18)的卡盤(pán)(2)上,刀桿(I)另一端安裝在軸承(8 )上，卡盤(pán)(2 )安裝在電機(jī)主軸(18 )上，刀桿(I)上設(shè)置有刀片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)螺紋加工裝置，其特征在于所述車(chē)床上還設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)車(chē)床主軸(18)旋轉(zhuǎn)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種內(nèi)螺紋加工裝置，包括車(chē)床，車(chē)床包括床身、車(chē)床主軸、溜板箱和尾座，車(chē)床主軸、溜板箱和尾座均設(shè)置在床身上，車(chē)床主軸與尾座分別安裝在床身的兩端，所述溜板箱安裝在床身的中部，所述車(chē)床上安裝有刀桿，刀桿兩端固定，刀桿一端安裝在車(chē)床主軸的卡盤(pán)上，刀桿另一端安裝在軸承上，卡盤(pán)安裝在電機(jī)主軸上，刀桿上設(shè)置有刀片。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本裝置給刀桿增加支撐，為了給刀桿增加支撐首先要改變刀具和工件的運(yùn)動(dòng)方式和傳統(tǒng)的螺紋銑削加工方法(刀具不僅需要自轉(zhuǎn)還需要沿螺旋線旋轉(zhuǎn))不同，本方法讓刀具只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)讓工件和刀具之間只做相對(duì)的直線運(yùn)動(dòng)。以車(chē)床為例，就是讓刀具只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而讓工件只做直線運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B23G1/44GK202539720SQ20122016979
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者孫玨, 汪瑜 申請(qǐng)人:德陽(yáng)寶特機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司