CN1037291A - 加工带卷坯料的方法及其自动机床 - Google Patents

Abstract

一种采用带卷坯料加工出许多种工件的自动机 床。它包括一个绕着其轴线但只是在两个固定的角 向极限点之间进行360°角略多一点的回转的主 轴。刀具是由成型铣刀或磨轮组成，用于加工工件上 的旋转表面。

Description

本发明涉及一种对带卷坯料也就是卷绕成带圈的线材的自动化加工。

当已经将坯料由带圈上松卷并可能经过交错排列的滚子对它进行拉直之后，该坯料已经提供一个推料器送进到一个夹紧的弹簧夹头内，在每个加工循环开始时，该推料器将用以生产一个工件所要求长度的坯料向前推进通过张开的弹簧夹头。在通过推料器送进终了时，弹簧夹头再次闭合，开始进行工件的加工。各相对应的加工步骤是通过一个安装在弹簧夹头前面的可转动圆盘和在其对着弹簧夹头的端面上携带着可沿径向移动的刀具来实现的。

如果待加工的工件具有1毫米或更小的直径的外圆柱表面时，则不再能够使现有机床的刀具以其合适的切削速度加工工件。携带着刀具的圆盘实际上要以一个与其惯量和由于具有可移动刀具所产生的不平衡质量不相协调的转速进行转动。但是，在该圆盘的容许转速下，尽管采用带卷坯料进行发送，产量仍要受到坯料棒的常规装料的不利影响。

本发明的目的在于能够在刀具采用最佳切削速度并同时避免高的转速下采用带卷坯料将工件加工出来，由此提高产量。

为此目的，按照本发明的方法，采用转动的成型铣刀或磨轮在基本上对着坯料的自由端部的径向上移动，与此同时使该自由端部绕着其本身在两个相互隔开约等于360°角的极限点之间往复地进行回转。

本发明还有一个目的是提供一种用以实现本发明方法的自动机床。该自动机床包括一个适于将坯料在靠近其自由端部进行夹紧，并绕着其轴线在两个相互隔开大约等于360°角的极限点之间进行往复回转的主轴。该自动机还包括适于对着坯料的自由端部进行径向移动的至少一个可转动的成型铣刀或磨轮，以便对工件的各侧表面进行加工并将工件由坯料上切断。

主轴的回转运动显然要对坯料产生扭矩。在主轴的弹簧夹头的水平高度上主轴的回转运动只能最多是将坯料经过一个大约360°角的扭曲，在某些情况下，甚至只从与两个极限位置等距离的一个中性位置向着一个和另一个方向上最大回转约为180°的角度。假如带卷坯料的带圈或者如果采用拉直装置时的这种装置在距机床足够远的位置上时，则坯料的材料能够经受住所公开的加工过程的方式所产生的变形而不发生破坏。

可以看出，如果主轴在一秒钟内由其一个角向极限位置回转至另一个极限位置，这种运动可以相当于加工一个工件的运动，则工件的转速就是每分钟60转。但是，对于自动机床，特别是自动车床，这样一个转速是非常低的，因此可以消除了过热和膨胀问题。

此外，例如一个具有50毫米直径的铣刀，其周边长度为150毫米多一点。现在，如果这样一种铣刀的转速为1000转/分，它仍属于低速，在铣刀的周边刀齿切削刃上的线速度约为150米/分，这样实际上作用在基本上静止的工件上的切削速度是较高的切削速度。通过对比，为了使切刀的切削刃在直径为1毫米的坯料上达到同样的切削速度，则切刀的绕着坯料的转速要达到45000转/分。

为了加工多种工件的侧表面，建议采用圆盘形式的铣刀或磨轮，当通过一个轴向平面进行切开时，该铣刀的切削刃的形状要与给定的工件形状一致并使这些铣刀或磨轮绕着平行主轴的轴线进行转动。携带铣刀或磨轮的两个轴最好是设置在主轴的相对面的两侧上。根据待加工工件的各侧表面的形状在同一根轴上安装着两个或多个铣刀或磨轮是有利的，每把铣刀或磨轮可以同时沿着工件的侧表面加工某一部分。最好是采用相对于工件直径来说具有较大直径的铣刀或磨轮，特别是当工件的直径较小时更要如此，因为为了得到其最佳切削速度，铣刀或磨轮的直径越大则其转速就可以越低。

本发明的另一目的是提供一种能够通过铣削加工出螺纹的机床。因此，其主轴的设置要使其至少能够在轴向上移动一个等于待加工的螺纹节距的距离，并且设置一个与主轴相配合工作使其可在轴向上移动的控制装置。

在这种情况下，铣刀的厚度要与待加工的螺纹的长度相当，而且要配置有圆形排列刀齿，其截面形状要与待加工的螺纹的每个螺旋的截面相对应。当主轴本身转动一圈时，其控制机构就将此主轴在其轴向上移动一个等于待加工螺纹节距的距离。当主轴本身的转动已稍微超过一转时，例如由其一个角向极限点转动至另一个极限点时，则该螺纹就加工完。

本发明的另外的一些目的，对于那些熟悉本专业技术的人员，通过以下的说明就会一目了然。

下面将结合附图仅以举例的方式对按照本发明的机床的一个实施方案，它也是实现本发明的方法的一个举例进行图示显示，其中：

图1是该实施例的一部分的一个正视图;

图2是由图1的左方观察的一个放大比例的视图;

图3是该实施例的一部分构件的分解透视图;

图4是显示当加工一个带有枢轴部分的螺丝时，该实施例的一部分构件的一个平面视图。

所显示的机床是用于加工带卷坯料，也就被卷绕在卷筒3上以形成一个带圈2的线状材料1的设备。该卷筒3是位于机床4的后边的一个合适的高度上以便向着机床的主轴5发送坯料1。

主轴5适于在两个固定的极限点之间往复回转一个稍大于360°的角度。显然，主轴5也可以从一个与两个极限点等距离的所谓中性角向位置在一个方向和另一个方向上进行略大于180°角的回转。为此目的，主轴5是安装在一个固定的床头箱6内。主轴5正好支承在固定在床身的两个支柱内，其中一个支柱位于靠近主轴5的前端，而另一支柱位于靠近主轴5的后端。主轴5包括一个由常规的装置（未显示）进行控制的普通弹簧夹头7。

当主轴5处于两个角向极限点的等距离位置时，坯料1就可以送进到主轴5的张开的弹簧夹头7内。在到达弹簧夹头7之前，坯料1是经过一个由本专业技术人员熟知的常规的机构（未显示）进行控制的普通推料器（未显示）。该推料器是在两个相互离开一定距离的限位器之间进行轴向运动的，该两限位器之间的距离是根据待加工工件的长度要求进行调整的。在加工一个工件的过程中，该推料器是处于其最后面位置。在工件的加工过程完成时，弹簧夹头7张开而且推料器向前移动到达其最前面位置。该推料器牢固夹住坯料1以便当它向前移动时将坯料向前推动。当推料器到达其前面的限位器位置时，弹簧夹头7再一次闭合，而推料器就返回到其最后面位置，与此同时沿着坯料1进行滑动。

为了要对已经露出在弹簧夹头的外面的坯料的自由端部上加工出螺纹，该机床包括两个轴8，9（图2和图3），该两个轴是平行于主轴5的轴线而且位于该主轴的相对面的两侧上。轴8，9可转动地安装在一个滑枕12的支柱10，11内（图1），而滑枕12可以在机床4的床身13上沿着垂直于主轴5的轴线的方向上移动。轴8，9的别种构造方案当然也是可以的。例如可以将它们安装在以机床4的构架上的一个枢轴为支点的摇臂上。轴8，9是通过电动机（未显示）以本专业技术人员所熟知的常规方式进行驱动转动的。两个铣刀14，15安装在轴8上而另外两个铣刀16，17安装在轴9上（图3）。安装在同一根轴上的铣刀分别通过垫片18，19相互隔离开。铣刀14-17是通过螺母20，21将它们固紧在轴上的轴向给定的位置上。

如图4所示，铣刀14具有一个成型轮廓外形。它加工出在该螺丝上的必须具备的螺纹部分的圆柱表面22，22′，以及这些螺丝的截锥部分23，23′和枢轴部分24，24′，与此同时形成螺丝头部26′的前端面25，25′。作为其一部分，铣刀15对螺丝的头端26′的后边缘27′进行倒角。铣刀16对螺丝的头端26′的前边缘28，28′进行类似的倒角，而铣刀17将加工完的螺丝29′切断，与此同时形成螺丝29′的头部的后表面30′并形成下一个螺丝的前端31。

该机床4还包括一个加工螺纹的附件32（图1），它配置一个用以形成螺丝的螺纹部份的攻丝板牙33。该机床所有构件都安装在基座34上。

如上面所指出的，当主轴5处于中性位置，也就是在距两个极限点为等距离的角向位置时，弹簧夹头7是闭合的。当弹簧夹头7一闭合，主轴5脱刈潘呈敝臃较颍ㄍ?）转动稍微超过180°角，到达其一个角向极限点。此转动运动就对坯料1产生一个扭矩。但是，该坯料是能够承受那种应变而不发生破断。只需要将卷筒3设置在离开机床4足够远的位置上。

当主轴5已到达其限位点，滑枕12就驱动轴8向着图2所示右边移动，以便使铣刀14进入工作位置。当该铣刀已完全接触坯料1的材料时，主轴5就开始按逆时针方向（图2）转动到达其另一个极限点。这样该主轴转动了360°角多一点，以便使铣刀14围绕着由弹簧夹头7伸出来的坯料部分加工出圆柱表面22、部位23和枢轴24。如果在铣刀14的压力作用下对于坯料有发生弯曲的危险，将利用本专业技术众所周知的方式给以支撑住。

应当可以看出，螺丝29′，在图4中是以点划线表示，通过枢轴24仍与坯料1构成整体。当铣刀14实现所述的加工过程时，铣刀15对螺丝29′的棱边27′进行倒角。

铣刀14可以在其一次行程中完成其加工任务。但是，不让铣刀14在一次运动中达到规定的尺寸是有利的，这样首先完成一个粗加工过程，然后再通过使主轴5产生一个顺时针方向转动到达其相对应的极限点以完成一个小余量的精加工过程。

当铣刀14和15已经完成其加工过程，滑枕12就通过向左边移动以便驱动该铣刀离开坯料而到达图2所示的铣刀位置。然后，攻丝板牙33进行工作以便将圆柱形表面22′上的螺纹加工出来。该加工过程完成之后，滑枕12再次向左边移动（图2）以便携带铣刀16，17进入工作位置。在主轴5由前面所到达的极限点进行移动的过程中铣刀16，17就进行加工一直到达另一个极限点。

在铣刀17加工出图4中以点划线表示的螺丝29′的头部26′的后端面30′并切断该螺丝的同时，铣刀16对下一个螺丝的头部的前边缘28进行倒角。当铣刀16，17完成其加工过程之后，它们就被携带回来返回图2所示的位置，而主轴5返回到其中性位置。该工作循环就结束。弹簧夹头7张开以便让坯料1新的一段长度送进来。

所描述的上述螺丝还可以利用成型磨轮来代替铣刀14至17完全一样地制造出来。选择用磨轮或铣刀，主要是根据坯料1的材料性质确定，当然也要从成本费用和这些刀具的使用寿命来考虑。

自然应当能够避免在开始进行加工之前，由于机床的误动作使主轴5由其中性位置到达其极限点位置，并在加工完成之后使主轴5由一个极限点位置返回到其中性位置。为此目的，只需要当主轴处于其一个极限位置时，将坯料1导入主轴5内并通过那里进行送进就可以。当然在此情况下主轴就将坯料1在弹簧夹头7的水平高度上扭转一个整周，以保证所要求的加工步骤。在这种条件下，加工过程将很简单地通过使主轴5由其一个极限位置转动到另一个极限位置然后再返回到第一个极限位置来实现。将坯料1扭曲一个整周，只要将带卷的带圈2坯料和可能采用的拉直装置设在距机床足够远的部位则坯料就不会发生永久变形。

在所述的加工步骤终了时，该螺丝还不是成品。还需要对其头部继续进行开槽加工。

对于某些质量要求的螺丝需要一个铣削的螺纹部分。按照本发明的方法和机床容许制造这种类型的螺丝。为此目的，只需要用一种其厚度相当于待加工的螺纹部分长度的铣刀来取代铣刀14就可以。这种铣刀要配置有其截面相当于待加工的螺纹的不同的卷旋截面的各圆周排列的刀齿。然后主轴5必须这样进行安装，即要使其能够在轴向上移动一个至少等于螺纹节距的距离。当主轴5完成一整周转动并随着其转动进行轴向移动之后上述螺纹就被加工出来。

在这种情况下，螺丝的头部就可以在螺纹部分加工之前加工出来以代替如图中实例所示的在螺纹形成之后加工出来。这种加工方式的优点是，在将螺丝由坯料上切下来之前进行螺丝头部的开槽加工。在此之前将螺丝头部可以很方便地插入一个在其前端面上配置有一个径向槽的圆盘的圆形开孔内。然后将已开槽的螺丝在该圆盘内进行转动，则在开槽工序中所产生的毛疵就被去除掉。在已加工完的工件进行切断之前，显然主轴5必须在轴向上进行返回运动，以便从圆盘中将螺丝头部退出来。

所公开的机床不仅能够便于制造螺丝，它还可以用于制造其它工件，例如用于制造插入印刷电路板的插座的电子元件插头。显然也可以用于制造长径比较大的工件。这类工件只需要采用本专业技术中众所周知的方法将工件支撑住。

由于按照本发明的机床的主轴是在非常低的速度下转动，这时该主轴的转速为1转/秒，该速度可以增高从而使机床的产量增加而不需要处理过热和膨胀等问题。

按照本发明的机床的工作过程自然可以依常规的方式通过凸轮控制或数字控制。

Claims (3)

1、一种采用带卷坯料加工工件的方法，其特征在于：该方法包括将转动的成型铣刀或磨轮基本上对着坯料的自由端部沿径向进行移动，并使上述坯料的自由端部绕着它本身在两个相互隔开约等于360°角的两根限点之间往复进行回转的各步骤。

2、一种用于实现权利要求1所述方法的自动机床，其特征在于：该机床包括以下的组合：一个适于在靠近坯料的自由端部将坯料夹紧并能绕着它本身在两个相互隔开约等于360°角的极限点之间往复进行回转的主轴，和至少一个适于对着上述坯料的自由端部沿径向移动的转动的成型铣刀或磨轮。

3、如权利要求2所述的自动机床，其特征在于：所述主轴适于沿着其轴向进行移动，所述机床还进一步包括用于将该主轴沿轴向进行移动的控制装置。

Images