CN101190469B - 一种双头攻丝机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双头攻丝机，包括机身、振动式给料装置、用来导料的直线滑槽、工件夹持机构和进给箱，工件夹持机构由带卡位的可转动卡盘和设在其两侧的夹具构成，卡盘外圆周面上设有9个用于定位工件的卡位，夹具对称设于卡盘的两侧。卡盘的转动由与其同轴的定位轮控制，定位轮上设有圆弧形卡位，其均匀分布在定位轮的外圆周上，数目与卡盘上的卡位数相同。进给箱由蜗轮蜗杆结构进行传动。本发明可自动控制，具有工作效率高，节能安全，加工范围广，维修方便的特点。

Description

一种双头攻丝机

技术领域

本发明涉及一种内螺纹加工设备，特别是一种用于加工圆柱形金属零件内螺纹的双头攻丝机。

背景技术

螺纹加工涉及到各行各业，但目前，对工件进行攻丝时多数都是采用手工操作或半自动的方式，安全性差，工作效率低，劳动强度较大，对一些要求较高的工件的加工精度难以达到，且加工设备体积大，耗材多成本高，适应产品规格条件差，维修也不方便。目前中国专利94211282.2公开了一种双头攻丝机，由床身、床头箱、及夹具体组成，床头箱由床头箱体、四个变速齿轮、两根花键轴、两根花键套、两根传动轴及轴承组成，两根花键套分别通过两端轴承依次安装在箱体内，每根花键轴的一端伸出箱体的侧面，另端装有丝杠套，并分别与丝母相配合，在一根花键轴左端的丝杠套外侧装挡板并用螺母锁紧，在每根花键轴上分别装有花键套，花键套上装有变速齿轮，夹具体由手柄、一对夹胎、拉杆及螺栓组成，两块夹胎对称放置在夹具体的底面上，一块夹胎由螺栓固定，另一块夹胎连接拉杆，拉杆的外圆柱面带有L形的滑槽，手柄装在拉杆的后端上。其两个头可交替工作，没有空程运动，工作效率高，装夹工件迅速，劳动强度降低，但需要手柄进行辅助，属半自动加工，提高工作效率的程度有限。又如中国专利公开号为95228600.9公开的双工位半自动攻丝机，包括机床、变速箱、电器控制箱、攻丝头架和工件夹紧机构，电器控制箱位于机架的下部，变速箱安装在机架上部后方，攻丝头架上有左右攻丝头，二者为一体联接在变速箱前面，电动机驱动变速箱内的变速换向机构和行程控制机构，行程开关控制主轴上的两个电磁离合器，使输出动力改变旋转方向，传递给左、右攻丝头上的两个攻丝轴，实现攻丝退刀的连续动作。变速箱内的形成控制机构是由变速箱驱动蜗杆、蜗轮，带动控制盘转动，控制盘上有两个压块。夹紧机构由固定加紧卡具和动夹紧卡具构成的，固定夹紧卡具固定在工作台上，与之配合的动夹紧卡具包括以大齿轮驱动小齿轮带动丝杠，使拖板沿平行的导柱移动，加紧或放松工件。此专利采用电磁离合器控制改变旋转方向，实现攻丝退刀的连续动作，使两攻丝头交替工作，没有空程加工，提高工作效率，体积小，节能易操作，但是只是半自动加工，不能实现全程的自动化，由一定的局限性。所以，如何切实有效的解决现有攻丝设备的工作效率低，劳动强度大，适应性差成为业内急需解决的新课题。

发明内容

本发明的目的是设计一种双头同时自动攻丝的设备，本发明的技术方案是如此实现的：

一种双头攻丝机，包括机身10、装有待加工工件52的振动式给料装置1、用来导料的直线滑槽2、安装在工作台60上的工件夹持机构和控制两根攻丝主轴50水平进给的进给箱61，攻丝主轴50前端设有攻牙器7，工作台60和进给箱61安设在机身10上，工件夹持机构系由带卡位的可转动卡盘3和设在其两侧的第一夹具4和第二夹具54构成，卡盘3与转动轴68相连，与攻丝主轴50垂直布置，卡盘3外圆周面上设有9个或11个用于定位工件52的卡位；所述工作台60与卡盘3之间设有带内沟槽8的导向底盘5，导向底盘5与卡盘3平行布置，彼此之间留有间隙72，卡盘3转动时卡位上的工件尾端在内沟槽8与间隙72之间滑动。

作为优选，第一夹具4和第二夹具54对称设于卡盘3的两侧，其夹头端分别设有与卡盘3上卡位对应的开口槽77。

作为优选，滑槽2垂直布置在工作台上60，一端与振动料盘1相连，另一端设于卡盘3的上部，滑槽2的中轴线通过卡盘3的中心。

作为优选，直线滑槽2上设有高位传感器29低位传感器28。

作为优选，卡盘3的转动由与其同轴的定位轮11控制，定位轮11外圆周上设有均匀分布的卡位73，卡位73数目与卡盘3上的卡位数相同；定位轮11的下方设有带卡头12的“L”形连杆22，连杆22一端与卡头12相连，另一端与气缸21铰链连接，气缸21与底座23铰链连接；定位轮11一侧设有同轴的定位齿轮19，电机带轮14通过同步皮带20、定位传动轮25带动定位轮11转动；电机带轮14与气缸21同时动作，从而控制定位轮11转过80°或(360°÷11×2)，若用于定位的卡位为9个，则转动80°，若用于定位的卡位为11个，则转动(360°÷11×2)。

作为优选，进给箱61系由蜗轮39蜗杆38结构进行传动，蜗轮39通过轴55与设在进给箱61外侧的挂轮组74相连，蜗杆38设在传动主轴33上，传动主轴33上还设有大齿轮40，攻丝主轴50穿过进给箱61，其上设有进给齿轮36，大齿轮40与对称布置在其两侧的进给齿轮36啮合；进给箱61内设支撑轴32，支撑轴32套装有后轴承座35，后轴承座35通过设在其内的轴承与攻丝主轴50相连，后轴承座35上设有与传动轮34相啮合的齿条44，传动轮34设在转轴49上，与控制螺距的挂轮组74连接；后轴承座35上还设有直线凹槽70，进给箱61箱体内壁上设有带导向定位凸头69的固定支架37，导向定位凸头69置于直线凹槽70内，保证后轴承座35及进给齿轮36在轴向的直线移动。

作为优选，沟槽8尾部的间隙72中设有导出已完成攻丝的工件的弧形出料挡片16，所述第二夹具54上设有弹簧挡片6。

作为优选，卡盘3上的卡位为半圆弧槽。

作为优选，卡盘3上的卡位为“V”型槽。

作为优选，开口槽77为半圆弧凹槽，与卡盘3上的卡位对应。

作为优选，开口槽77为“V”型凹槽，与卡盘3上的卡位对应。

作为优选，第一夹具4和第二夹具54之间形成的夹角为160°，与水平分别成10°和170°。

作为优选，电机带轮14上设有带缺口的计数金属片17和定位金属片18，分别与计数传感器27和定位传感器26对应，并与控制系统相连。

作为优选，挂轮组74系由下螺距挂轮47、上螺距挂轮48、设在轴55上的传动齿轮45及与其啮合的齿轮46构成，齿轮46与下螺距挂轮47同轴，下螺距挂轮47与上螺距挂轮48啮合，上螺距挂轮48设在转轴49上，挂轮组74控制转轴49及传动轮34的转动。

作为优选，传动齿轮45由尼龙、塑料等非金属刚性材料制成。

本发明设计了一种采用双头同时工作的攻丝机，自动化程度高，尤其是提出了新的一种夹紧机构，改进了进给结构，工作效率大大提高，与现有技术相比具有以下特点：

1、采用新的工件夹持机构——导向底盘和卡盘结合相应夹具。带内沟槽的导向底盘与卡盘平行布置，卡盘每动作一次，即转过设定角度，对应卡位的夹具也动作一次，对卡位上的待加工工件进行夹紧，保证攻丝主轴上的攻牙器进行攻丝，待攻丝完成，攻牙器完全退出，卡盘再进行动作，转动相应角度再重复工作。夹具布置在卡盘两侧，角度合理，使卡盘及卡位上的工件受力合理，稳定可靠。与传统的人工或半自动夹紧装置相比，工件夹持机构工作稳定可靠，效率大大提高。夹具由气油增压器9控制，与卡盘的转动对应，定位安全准确。

2、导向底盘和卡盘可根据不同的工件尺寸进行替换，通用性高。卡盘通过螺栓与转动轴联接，导向底盘通过螺栓与工作台联接，针对不同尺寸的待加工工件，可根据需要更换导向底盘、卡盘和对应卡位的夹具的夹头，大大节省了重新购置设备的投资，可实现一机多规格尺寸的通用性。

3、控制攻丝主轴的进给箱由蜗轮-蜗杆结构进行传动，结构简单，维修方便。传动主轴上设有蜗杆和大齿轮，攻丝主轴上的齿轮与大齿轮啮合，并通过挂轮组和齿条控制攻丝主轴上的齿轮在大齿轮轴向移动，从而实现攻丝主轴上的攻牙器的进给。

4、进给箱外侧的挂轮组中蜗轮所在轴上的传动齿轮采用尼龙、塑料等非金属刚性材料制成，保证进给箱的安全性。在特殊情况下，有可能出现进给失效，该传动齿轮的齿即可实现由于传动力过大挤压变形，甚至打掉齿轮，及时中断传动，保证进给箱的安全。

5、整机设置多点传感器，与控制系统相连，自动化程度和安全性高。在工件通过的直线滑槽上设有高位传感器低位传感器，控制振动式给料装置的给料进度；电机带轮上的计数金属片和定位金属片分别与计数传感器和定位传感器对应，实现加工工件的数字统计和控制卡盘转动的电机的动作。

6、设在攻丝主轴上的攻牙器目前为成套进口部件，可有效消除常见的螺纹加工中累计误差，攻牙头采用挤压成型式，加工过程无废屑产生，加工的内螺纹表面光滑，精度高。

本发明结构简单、工作效率高、制造成本低，是圆柱型铆螺帽、小五金等攻丝的理想设备，易推广应用。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明工件夹持机构的结构示意图；

附图3是本发明卡盘和导向底盘的结构图示意图；

附图4是本发明卡盘和夹具的局部结构示意图；

附图5是本发明定位机构的结构示意图；

附图6是图5的左侧视图；

附图7是本发明进给机构的结构示意图；

附图8是图7的B向视图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：结合附图1、附图2、附图3，双头攻丝机，包括机身10、装有待加工工件52的振动式给料装置1、用来导料的直线滑槽2、安装在工作台60上的工件夹持机构和控制两根攻丝主轴50水平进给的进给箱61，攻丝主轴50前端设有攻牙器7，工作台60和进给箱61安设在机身10上，其特征在于所述工件夹持机构系由带卡位的可转动卡盘3和设在其两侧的第一夹具4和第二夹具54构成，卡盘3与转动轴68相连，与攻丝主轴50垂直布置，卡盘3外圆周面上设有9个或11个用于定位工件52的卡位；所述工作台60与卡盘3之间设有带内沟槽8的导向底盘5，导向底盘5与卡盘3平行布置，彼此之间留有间隙72，卡盘3转动时卡位上的工件尾端在内沟槽8与间隙72之间滑动。第一夹具4和第二夹具54对称设于卡盘3的两侧，其夹头端分别设有与卡盘3上卡位对应的半圆弧开口槽77。滑槽2垂直布置在工作台上60，一端与振动料盘1相联，另一端设于卡盘3的上部，滑槽2的中轴线通过卡盘3的中心。直线滑槽2上设有高位传感器29和低位传感器28用来控制振动式给料装置的给料进度。滑槽2与工作台60之间、卡盘3与转动轴68之间、夹具4与气油增压器9之间、导向底盘5与工作台60之间均为螺栓联接，可随工件52规格的不同进行更换。内沟槽8的长度占其所在圆周的80％。第一夹具4和第二夹具54之间形成的夹角为160°，与水平分别成10°和170°。图2中，卡盘3上的卡位和夹具上的开口槽77均为半圆弧槽，在实际应用中，其还可以有其他不同的配合方式，如图4所示，可以为以下几种配合方式：a.卡盘3上的卡位为半圆弧槽，开口槽77也为半圆弧槽；b.卡盘3上的卡位为“V”型，开口槽77也为“V”型；c.卡盘3上的卡位为半圆弧槽，而开口槽77为“V”型；d.卡盘3上的卡位为“V”型，而开口槽77为半圆弧槽。本实施例中的两者均为半圆弧槽为最佳实施方案。

沟槽8尾部的间隙72中设有导出已完成攻丝的工件的弧形出料挡片16，所述第二夹具54上设有弹簧挡片6。弹簧挡片6设置可以防止在加工完毕的工件由出料挡片16处落下的过程中不影响正在加工的第二夹具54中的工件。

工作时，将待加工工件放入振动式给料装置1内，启动开关，工件会随着振动自动螺旋上升并排列整齐，然后进入垂直放置的滑槽2内，给料装置1内的工件上升过程中排列位置不合格者会自动落入给料装置1的底部重新进行排列。当滑槽2中的工件排列位置超过高位传感器29所在位置时，给料装置1将停止工作，直到最上面的工件52到达低位传感器28所在位置时才开始继续工作。工件由滑槽2导入卡盘3上的卡位81和导向盘5上的内沟槽8内后，卡盘3旋转80°带工件至旋转前卡位83的位置，旋转过程中工件尾端在内沟槽8与间隙72之间滑动，且此过程中卡位89旋转经过滑槽2端口时下一个待加工工件进入其内。卡盘3旋转80°后停止，随即第一夹具4在夹具底座内进给，第一夹具4上的圆弧形开口槽77与圆弧形卡位对应以夹紧工件，第一夹具4和第二夹具54由气油增压器9控制，气油增压器9上设有指示器，可根据不同的工件设定不同的压力值。夹紧工件的同时进给箱上的攻丝主轴50带攻牙器7向前进给至工件处进行加工。两攻丝器之间的机身上设有的两个润滑液喷头在加工过程中进行润滑和冷却。加工完毕后，攻丝主轴50带攻牙器7反向旋转退回原位，夹具4也回复至原位。卡盘3再次旋转80°带已加工完毕的工件至旋转前卡位85所在的位置，旋转过程中滑槽2内的工件相继进入卡位86和卡位87中。当旋转前的卡位82旋转至旋转前的卡位88所在位置时，两攻牙器7开始同时对卡位83和卡位88中的工件进行加工，加工完毕后，卡盘3继续旋转80°，重复上述过程。

加工完毕的工件随卡盘3经过内沟槽8尾部的弹簧挡片6后，由出料挡片16协助工件脱离卡位并自由落入下方的落料口15中。

如附图5、附图6所示，为控制卡盘3转动的定位机构结构示意图，卡盘3与定位轮11同轴，定位轮11上设有圆弧形卡位73，其均匀分布在定位轮11的外圆周上，数目与卡盘3上的卡位数相同；定位轮11的下方设有带卡头12的“L”形连杆22，连杆22一端与卡头12相连，另一端与气缸21铰链连接，气缸21与底座23铰链连接；与定位轮11同轴的定位齿轮19和定位传动轮25啮合，定位传动轮25与电机带轮14带动的带轮24同轴；电机带轮14与气缸21同时动作，从而控制定位轮11转过80°。电机带轮14上设有带缺口的计数金属片17和定位金属片18，分别与计数传感器27和定位传感器26对应，并与控制系统相连。

工作时，电机带轮14通过同步皮带20带动皮带轮24，张紧轮13对皮带20进行张紧，定位传动轮25与皮带轮24同轴，与定位轮11同轴转动的定位齿轮19与定位传动轮25啮合，从而带动卡盘3转动。开始工作前定位卡头12与定位轮11是离开状态，当定位金属片18从缺口的一边转到另一边时定位轮11旋转了80°即停止，同时，由气缸21带动连杆22向后收缩，定位卡头12卡进定位轮11的卡位内进行准确定位。此时计数传感器27计数两次。待工件在卡盘3上加工完毕后，气缸21带动连杆22向前伸出，定位卡头12脱离卡位73，定位轮11再次旋转80°，计数传感器27再次计数两次。如此反复。

如附图7、附图8所示，进给机构系由蜗轮39蜗杆38结构进行传动，蜗轮39通过轴55与设在进给箱61外侧的挂轮组74相连，蜗杆38设在传动主轴33上，传动主轴33上还设有大齿轮40，攻丝主轴50穿过进给箱61，其上设有进给齿轮36，大齿轮40与对称布置在其两侧的进给齿轮36啮合；进给箱61内设支撑轴32，支撑轴32套装有后轴承座35，后轴承座35通过设在其内的轴承与攻丝主轴50相连，后轴承座35上设有与传动轮34相啮合的齿条44，传动轮34设在转轴49上，与控制螺距的挂轮组74连接；后轴承座35上还设有直线凹槽70，进给箱61箱体内壁上设有带导向定位凸头69的固定支架37，导向定位凸头69置于直线凹槽70内，保证后轴承座35及进给齿轮36在轴向的直线移动。挂轮组74系由下螺距挂轮47、上螺距挂轮48、设在轴55上的传动齿轮45及与其啮合的齿轮46构成，齿轮46与下螺距挂轮47同轴，下螺距挂轮47与上螺距挂轮48啮合，上螺距挂轮48设在转轴49上，挂轮组74控制转轴49及传动轮34的转动。传动机构中与蜗轮39同轴的齿轮45为尼龙材料。

在加工过程中，攻丝主轴50是由进给机构控制的。机箱31上的电机62带动传动主轴33，传动主轴33上的蜗杆38带动蜗轮39，传动齿轮45与齿轮46啮合，下螺距挂轮47与齿轮46同轴，上螺距挂轮48与下螺距挂轮47啮合带动转轴49及传动轮34的转动。挂轮组74中的各挂轮根据螺距的不同进行更换。传动齿轮45为尼龙材料，以便在机器发生意外时利用断齿来保障安全。后轴承座35只能在轴向上前后移动不可转动。转轴49上的传动轮34与固定在后轴承座35上的齿条44啮合来控制攻丝主轴50的前后进给运动。传动主轴33上的大齿轮40与进给齿轮36啮合来控制两攻丝器的旋转运动。轴套43用耐磨的铜材料制成，螺栓连接在箱体31上，前轴承座42与轴套43键槽连接，使之只能轴向运动不可转动。

进给箱中的油66漫过大齿轮40底部的齿，使大齿轮40在工作过程中带油进行转动，达到润滑和减少噪音的目的。

实施例2：卡盘3上的卡位数为11个，卡盘3每次旋转的角度为(360°÷11×2)，第一夹具4和第二夹具54与水平面的夹角均为90°-(360°÷11×2)。卡盘3上的卡位为“V”型，夹具上的开口槽77也为“V”型。与卡盘3同轴的定位轮11上的卡位数也为11个，定位轮11每次转过的角度为(360°÷11×2)。其他与实施例1相同，参考实施例1。

Claims (15)

1.一种双头攻丝机，包括机身(10)、装有待加工工件(52)的振动式给料装置(1)、用来导料的直线滑槽(2)、安装在工作台(60)上的工件夹持机构和控制两根攻丝主轴(50)水平进给的进给箱(61)，攻丝主轴(50)前端设有攻牙器(7)，工作台(60)和进给箱(61)安设在机身(10)上，其特征在于所述工件夹持机构系由带卡位的可转动卡盘(3)和设在其两侧的第一夹具(4)和第二夹具(54)构成，卡盘(3)与转动轴(68)相连，与攻丝主轴(50)垂直布置，卡盘(3)外圆周面上设有9个或11个用于定位工件(52)的卡位；所述工作台(60)与卡盘(3)之间设有带内沟槽(8)的导向底盘(5)，导向底盘(5)与卡盘(3)平行布置，彼此之间留有间隙(72)，卡盘(3)转动时卡位上的工件尾端在内沟槽(8)与间隙(72)之间滑动。

2.根据权利要求1所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述第一夹具(4)和第二夹具(54)对称设于卡盘(3)的两侧，其夹头端分别设有与卡盘(3)上卡位对应的开口槽(77)。

3.根据权利要求1所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述滑槽(2)垂直布置在工作台上(60)，一端与振动料盘(1)相连，另一端设于卡盘(3)的上部，滑槽(2)的中轴线通过卡盘(3)的中心。

4.根据权利要求1所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述直线滑槽(2)上设有高位传感器(29)和低位传感器(28)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述卡盘(3)的转动由与其同轴的定位轮(11)控制，定位轮(11)外圆周上设有均匀分布的卡位(73)，卡位(73)数目与卡盘(3)上的卡位数相同；定位轮(11)的下方设有带卡头(12)的“L”形连杆(22)，连杆(22)一端与卡头(12)相连，另一端与气缸(21)铰链连接，气缸(21)与底座(23)铰链连接；定位轮(11)一侧设有同轴的定位齿轮(19)，电机带轮(14)通过同步皮带(20)、定位传动轮(25)带动定位轮(11)转动；电机带轮(14)与气缸(21)同时动作，从而控制定位轮(11)转过80°或(360°÷11×2)。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述进给箱(61)系由蜗轮(39)蜗杆(38)结构进行传动，蜗轮(39)通过轴(55)与设在进给箱(61)外侧的挂轮组(74)相连，蜗杆(38)设在传动主轴(33)上，传动主轴(33)上还设有大齿轮(40)，攻丝主轴(50)穿过进给箱(61)，其上设有进给齿轮(36)，大齿轮(40)与对称布置在其两侧的进给齿轮(36)啮合；进给箱(61)内设支撑轴(32)，支撑轴(32)套装有后轴承座(35)，后轴承座(35)通过设在其内的轴承与攻丝主轴(50)相连，后轴承座(35)上设有与传动轮(34)相啮合的齿条(44)，传动轮(34)设在转轴(49)上，与控制螺距的挂轮组(74)连接；后轴承座(35)上还设有直线凹槽(70)，进给箱(61)箱体内壁上设有带导向定位凸头(69)的固定支架(37)，导向定位凸头(69)置于直线凹槽(70)内，保证后轴承座(35)及进给齿轮(36)在轴向的直线移动。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述沟槽(8)尾部的间隙(72)中设有导出已完成攻丝的工件的弧形出料挡片(16)，所述第二夹具(54)上设有弹簧挡片(6)。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述卡盘(3)上的卡位为半圆弧槽。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述卡盘(3)上的卡位为“V”型槽。

10.根据权利要求2所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述开口槽(77)为半圆弧凹槽，与卡盘(3)上的卡位对应。

11.根据权利要求2所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述开口槽(77)为“V”型凹槽，与卡盘(3)上的卡位对应。

12.根据权利要求2所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述第一夹具(4)和第二夹具(54)之间形成的夹角为160°，与水平分别成10°和170°。

13.根据权利要求5所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述电机带轮(14)上设有带缺口的计数金属片(17)和定位金属片(18)，分别与计数传感器(27)和定位传感器(26)对应，并与控制系统相连。

14.根据权利要求6所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述挂轮组(74)系由下螺距挂轮(47)、上螺距挂轮(48)、设在轴(55)上的传动齿轮(45)及与其啮合的齿轮(46)构成，齿轮(46)与下螺距挂轮(47)同轴，下螺距挂轮(47)与上螺距挂轮(48)啮合，上螺距挂轮(48)设在转轴(49)上，挂轮组(74)控制转轴(49)及传动轮(34)的转动。

15.根据权利要求14所述的一种双头攻丝机，其特征在于所述传动齿轮(45)由尼龙、塑料等非金属刚性材料制成。

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