CN111097978A - 螺纹攻丝扭力过载保护夹具 - Google Patents

Abstract

提供一种螺纹攻丝扭力过载保护夹具，具有夹具主体和固连M3以下规格丝锥的丝锥夹持杆；夹具主体旋合压力调节套，且套体内的夹具主体底部同轴销接固连上棘爪；上棘爪轴底端内环孔内安装上联轴器；与上棘爪单向啮合传动的上棘爪下方安装在上端内沉槽内安装下联轴器的下棘爪；且下棘爪与下联轴器同轴铆接固连为一体；下棘爪和压力调节套之间压装扭力调节弹簧，并通过旋转压力调节套的轴向位移调节扭力调节弹簧的轴向压紧力。本发明当攻丝扭矩大于设定扭矩时，下棘爪压缩扭力调节弹簧向下轴向位移并带动下联轴器下移至上、下联轴器脱开，于此同时丝锥夹持杆停止转动，起到丝锥的防断丝保护，结构简单、灵敏可靠、经济实用。

Description

螺纹攻丝扭力过载保护夹具

技术领域

本发明具体涉及一种螺纹攻丝扭力过载保护夹具。

背景技术

螺纹作为常用的机械结构，一般分内螺纹和外螺纹两种。内螺纹按底孔的结构不同可分为盲孔和通孔两种，一般的加工方法为手动攻丝和机械攻丝两种，即通过加工刀具(丝锥)的旋转挤压切削，在底孔内壁上形成特定螺旋形结构，整个过程称为攻丝。攻丝中，常见的质量缺陷有丝锥断入零件底孔中，简称断丝导致的零件报废以及工具的浪费。为应对这种问题，现有技术下，解决的办法除了提高操作者的技术水平外，主要采用扭力过载保护夹头来避免上述问题的出现。目前，市场上存在的扭力过载保护夹头最小规格为M2，不能适应小直径螺纹的攻丝。不仅如此，现有技术下的扭力过载保护夹头扭力过载保护功能依赖弹簧球体结构实现，扭力过载保护能力较弱，灵敏性和稳定性不高，无法满足小螺纹孔的高可靠攻丝生产使用需求。对此，为了降低和减少加工者的劳动强度，并减少零件报废，提高经济效益，现提出一种能满足小螺纹攻丝使用的过载保护夹具，有效保证夹具的灵敏性和可靠性，适应M3以下规格内螺纹孔的攻丝加工；且夹具操作简单，能容易实现断丝保护。现提出如下技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种基于超越离合器原理设计的螺纹攻丝扭力过载保护夹具，解决背景技术中目前市场上缺少结构简单并能够适应M3以下规格内螺纹孔的攻丝加工扭力过载保护夹头的技术问题；并实现攻丝夹具的灵敏性和高可靠性使用需求，实现断丝保护。

本发明采用的技术方案：螺纹攻丝扭力过载保护夹具，其特征在于：具有与攻丝机同轴固连的夹具主体；所述夹具主体轴向中心底端通过制有的内台阶孔同轴固连丝锥夹持杆顶端；所述夹具主体底部外圆周面同轴旋合适配安装压力调节套；伸出压力调节套套体外的丝锥夹持杆杆体底部同轴固连M3以下规格的丝锥；所述压力调节套套体内的夹具主体轴端底部通过水平销Ⅰ同轴销接固连上棘爪；所述上棘爪为环体结构且其内环孔环体内同轴安装上联轴器，所述上联轴器通过水平销Ⅱ同轴销紧套于丝锥夹持杆杆体外并与丝锥夹持杆杆体同轴固连为一体；所述上棘爪的环形块体轴向底端环形面制有环面上棘齿；与上棘爪在水平方向通过环面上棘齿啮合在压力调节套套体内同轴安装下棘爪，所述下棘爪的轴向顶端环形面制有环面下棘齿，且环面下棘齿与前述环面上棘齿在水平面内啮合适配；所述下棘爪轴向顶端制有内沉槽；所述内沉槽内设有与上联轴器结合或分离的下联轴器，且下联轴器与下棘爪通过竖直的铆钉同轴铆接固连为一体；所述下棘爪轴向底端面压装扭力调节弹簧；且扭力调节弹簧压装在下棘爪轴向下端面和压力调节套套体轴向内端面之间，并通过旋转压力调节套的轴向位移调节扭力调节弹簧的轴向压紧力。

上述技术方案中，为采用至少两种方式实现夹具动力端与机床的连接，进一步地：所述夹具主体中心上部制有内锥孔，且夹具主体通过内锥孔与攻丝机同轴固连为一体；所述夹主体顶端外圆周侧壁制有T型凸台；所述T型凸台外圆周侧壁制有网纹滚花。

上述技术方案中，为在攻丝过程中，当切削力矩大于设定扭矩时，上下棘爪能够带动联轴器有效地脱开，实现丝锥保护,进一步地：所述上联轴器为环形块体结构，且上联轴器环形体下端面中部垂直制有轴对称的连接销；且轴对称的连接销呈“一”字型排布；所述下联轴器为环形块体结构；且下联轴器环形体上端面中部轴对称制有呈“一”字型排布的凹槽；且前述连接销与凹槽上下对应并匹配。

上述技术方案中，为在攻丝过程中，当切削力矩大于设定扭矩时，上下棘爪能够带动联轴器更加高效可靠地脱开，优选地：所述凹槽纵截面形状为V型、等腰梯形、或直角体型结构。

上述技术方案中，为采用多种方式实现丝锥夹持杆对丝锥的同轴固定安装，优选地：所述丝锥夹持杆垂直于杆体中心线制有侧紧固螺孔；所述丝锥夹持杆与杆体中心线同轴制有安装孔。

本发明与现有技术相比可实现如下效果：

1、本发明采用弹簧、上下棘爪、上下联轴器实现丝锥夹持杆以及夹持杆前端同轴固定安装丝锥的扭力过载保护；可有效降低并减少加工者的劳动强度，并降低零件报废率，提高企业经济效益；

2、本发明可满足市场上M3以下规格丝孔的攻丝扭力过载保护使用需求，操作简单，容易使用，结构精简，经济实用；

3、本发明灵敏性高、稳定性可靠，能满足细牙螺纹的攻丝防断丝生产需求。

附图说明

图1为本发明纵向剖视图；

图2为本发明上联轴器优选实施例立体图；

图3为本发明去除铆接孔的下联轴器立体图；

图4为本发明去除铆接孔的下棘爪棘齿示意立体图；

图5为图4下棘爪与图3下联轴器同轴组合安装后的立体结构示意图；

图6为本发明夹具主体纵剖图；

图7为本发明上棘爪纵剖图；

图8为本发明去除销接孔的上棘爪棘齿示意立体图。

具体实施方式

下面结合附图1-8描述本发明的具体实施例。值得理解的是，下面描述实施例仅是示例性的，而不是对本发明的具体限制。

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的有关丝锥过载保护的方法，均为常规方法。下述实施例中所用的部件材料，如无特殊说明，均为市售。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，需要理解的是：术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和的简化描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。再例如，可以是直接相连，也可以通过其他中间构件间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

螺纹攻丝扭力过载保护夹具，其特征在于：(参见图1)具有与攻丝机采用夹持等方式同轴固连为一体的夹具主体1；所述夹具主体1为制有外凸台的圆柱体结构；此外，为方便同心装夹：所述夹具主体1轴向中心底端通过制有的内台阶孔102同轴固连丝锥夹持杆4顶端；所述内台阶孔102如图1所示与丝锥夹持杆4采用T型结构同轴固连为一体，以保证同轴度以及装配定位的可靠性和便捷性。此外，所述夹具主体1轴向底部外圆周面同轴旋合适配安装压力调节套2；所述压力调节套2为金属壳体结构。具体地，所述夹具主体1如图1所示方位的轴向底端外圆柱面制有外螺纹，并通过夹具主体1外圆周底部制有的外螺纹同轴旋合适配连接压力调节套2套体顶端内圆周侧壁制有的内螺纹。即使用时，如图1所示方位通过在水平面内顺时针旋拧压力调节套2实现压力调节套2的轴向向下移动；通过在如图1所示方向水平面内逆时针旋拧压力调节套2实现压力调节套2的轴向向上移动。其中，伸出压力调节套2底部中心孔与套体同轴外伸安装的丝锥夹持杆4杆体底端用于同轴固连M3以下规格的丝锥；即所述丝锥夹持杆4垂直于杆体中心线制有侧紧固螺孔401；所述丝锥夹持杆4与杆体中心线同轴制有安装孔402即底孔。通过采用多种方式，如侧固定的方式或者使用弹簧夹头夹紧安装的方式实现M3以下规格丝锥夹持杆4对丝锥的同轴固定安装。需要说明的是，当采用侧紧固方式在丝锥夹持杆4底部固定安装丝锥时，侧紧固紧定安装好的丝锥与丝锥夹持杆4杆体仍旧同轴同心设置。该同心度通过保证丝锥安装孔402即底孔与丝锥夹持杆4杆体同心度来保证。

不仅如此，所述压力调节套2套体内位于夹具主体1如图1所示方位的轴向底端通过水平销Ⅰ9同轴销接固连上棘爪5顶部。具体地，为保证同心度，所述水平销Ⅰ9采用如图1所示的轴对称安装结构销紧楔入固连夹具主体1底部和上棘爪5顶部。再具体地：所述上棘爪5为环形套体结构，环形套体上部适配套于夹具主体1轴向底端外圆周面径向制有的环形外圆周一阶凸台；从如图1所示的左右两端楔入水平销Ⅰ9以将夹具主体1底部与上棘爪5顶部同轴销紧固连为一体。此外，所述上棘爪5(如图7)为环体结构且其内环孔501环体内同轴安装上联轴器7，所述上联轴器7为环体结构(如图2)，上联轴器7的环体通过水平销Ⅱ701同轴销紧套于丝锥夹持杆4杆体外并与丝锥夹持杆4杆体同轴固连为一体(如图1)；所述上棘爪5的环形块体轴向底端环形面制有环面上棘齿502(如图8)；与上棘爪5在水平方向通过环面上棘齿502啮合并在压力调节套2套体内同轴安装下棘爪6，所述下棘爪6的轴向顶端环形面制有环面下棘齿601(参见图4)，所述环面下棘齿601啮合适配前述环面上棘齿502(如图1)；所述下棘爪6轴向顶端制有内沉槽602；且内沉槽602内设有与上联轴器7结合或分离的下联轴器8，且下联轴器8与下棘爪6通过竖直的铆钉10同轴铆接固连为一体(参见图1)；所述下棘爪6轴向底端面压装扭力调节弹簧3；且扭力调节弹簧3压装在下棘爪6轴向下端面和压力调节套2套体轴向内端面之间，并通过旋转压力调节套2的轴向位移调节扭力调节弹簧3的轴向压紧力。

上述实施例基础上，(如图6所示)所述夹具主体1中心上部制有内锥孔101，且夹具主体1通过内锥孔101与攻丝机同轴固连为一体；所述夹主体1顶端外圆周侧壁制有T型凸台，所述T型凸台外圆周侧壁制有网纹滚花103。以采用至少两种方式如夹持柄夹持T型凸台的方式或者内锥孔101配合床主轴楔入涨紧的方式实现夹具动力端与机床的连接。此外，所述网纹滚花103的作用还在于通过手动旋拧夹具主体1，实现夹具主体1相对位置固定的压力调节套2的轴向旋动位移，从而调节扭力调节弹簧3轴向压紧力的大小。

上述实施例基础上，所述上联轴器7为环形块体结构(如图2所示)，且上联轴器7环形体在图1所示方位的下端面垂直制有轴对称的连接销701(参见图2所示连接销701的形状)；其轴对称的连接销701以如图2所示方位呈“一”字型排布；进一步地，所述连接销701销接端制有倒角。所述下联轴器8为环形块体结构；且下联轴器8环形体上端面制有呈“一”字型轴对称排布的凹槽801；且轴对称呈“一”字型排布的连接销701与轴对称“一”字型排布的凹槽801上下对应匹配。需要说明的是：在攻丝过程中，当切削力矩大于设定扭矩时，上、下棘爪能够分别带动上、下联轴器有效地脱开，从而实现丝锥保护。上述实施例基础上，为在攻丝过程中，当切削力矩大于设定扭矩时，上下棘爪能够带动联轴器更加高效可靠地脱开，优选地：所述凹槽801纵截面形状为V型、等腰梯形、或直角体型结构。

本发明的使用方法，步骤如下：

步骤1、将夹具本体1如图1所示的顶端动力端夹持装入机床主轴或绞杠中；

步骤2、将规格小于M3的丝锥采用侧固式或弹簧夹头固定的方式在丝锥夹持杆4下端保证丝锥轴线与丝锥夹持杆4杆体轴向底端中心制有的安装孔402同轴共线固连为一体；

步骤3、根据丝锥夹持杆4杆体底端固定安装的丝锥规格以及待加工件的加工材料选择合适规格的扭力调节弹簧3压入安装在下棘爪6下端面和压力调节套2套体内侧端面之间，旋动调整压力调节套2，通过压力调节套2的轴向位移调节设定好需要的保护扭矩；

步骤4、由机床或人力提供旋转动力将夹具本体的动力端输出到夹持丝锥的工作端进行螺纹攻丝；当攻丝扭矩大于设定值时，上下棘爪以及上下联轴器和扭力调节弹簧3组成的防过载机构起效，动力端空转，保护丝锥防止断丝；当攻丝机主轴反转时，丝锥反转退出。

本发明的工作原理是：

攻丝前：本夹具通过内锥孔101与攻丝机连接，通过旋转压力调节套2，调整扭力调节弹簧3的轴向压紧压力，对上、下棘爪(5、6)传递的扭矩进行控制调节。除此之外，扭力调节弹簧3的压力除通过对弹簧的压缩量进行调整外，还可通过更换不同规格的弹簧来实现弹簧扭力承载力矩大小的切换调节。

攻丝时：当切削力矩大于扭力调节弹簧3预先设定的扭矩，下棘爪6带动下联轴器8压缩扭力调节弹簧3向下移动直至将上、下棘爪(5、6)带动上、下联轴器(7、8)之间脱开，此时，丝锥夹持杆4停止转动，实现防断丝锥保护。当主轴反转，因上、下棘爪(5、6)之间的反转扭力大于正转扭力，此时，丝锥反转退出。

不仅如此，上、下棘爪(5、6)的环面棘齿啮合结构协同上、下联轴器(7、8)一字型高效传动结构能够实现高可靠灵活性的传动结合或分离切换，且传动结合或分离操作的切换结构简单、灵敏可靠、经济实用。可适合更小螺纹的防断丝攻丝保护。在此基础上，本结构当扭力矩过大时，上、下棘爪(5、6)沿轴向脱开，与扭力调节弹簧3的轴向压缩安装的压力方向始终一致，相较市面上的钢珠传递扭矩相比较，无偏摆卡滞现象，轴向动力传递高效可靠且灵敏；消除钢珠弹簧与钢珠沉槽之间的卡滞现象，更加灵活可靠，更适合小螺纹防断丝加工使用。

通过以上描述可以发现：本发明采用弹簧、上下棘爪、上下联轴器实现丝锥夹持杆以及夹持杆前端同轴固定安装丝锥的扭力过载保护；可有效降低并减少加工者的劳动强度，并降低零件报废率，提高企业经济效益。而且，本发明主要可满足市场上M3以下规格丝孔的攻丝扭力过载保护使用需求，且轴向动力传递的结合或分离灵敏可靠，结构简单，操作简便，经济实用。综上所述，本发明具有防卡滞、灵敏性高、稳定可靠，能满足细牙螺纹的攻丝防断丝生产需求的特点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.螺纹攻丝扭力过载保护夹具，其特征在于：具有与攻丝机同轴固连的夹具主体(1)；所述夹具主体(1)轴向中心底端通过制有的内台阶孔(102)同轴固连丝锥夹持杆(4)顶端；所述夹具主体(1)底部外圆周面同轴旋合适配安装压力调节套(2)；伸出压力调节套(2)套体外的丝锥夹持杆(4)杆体底部同轴固连M3以下规格的丝锥；所述压力调节套(2)套体内的夹具主体(1)轴端底部通过水平销Ⅰ(9)同轴销接固连上棘爪(5)；所述上棘爪(5)为环体结构且其内环孔(501)环体内同轴安装上联轴器(7)，所述上联轴器(7)通过水平销Ⅱ(701)同轴销紧套于丝锥夹持杆(4)杆体外并与丝锥夹持杆(4)杆体同轴固连为一体；所述上棘爪(5)的环形块体轴向底端环形面制有环面上棘齿(502)；与上棘爪(5)在水平方向通过环面上棘齿(502)啮合在压力调节套(2)套体内同轴安装下棘爪(6)，所述下棘爪(6)的轴向顶端环形面制有环面下棘齿(601)，且环面下棘齿(601)与前述环面上棘齿(502)在水平面内啮合适配；所述下棘爪(6)轴向顶端制有内沉槽(602)；所述内沉槽(602)内设有与上联轴器(7)结合或分离的下联轴器(8)，且下联轴器(8)与下棘爪(6)通过竖直的铆钉(10)同轴铆接固连为一体；所述下棘爪(6)轴向底端面压装扭力调节弹簧(3)；且扭力调节弹簧(3)压装在下棘爪(6)轴向下端面和压力调节套(2)套体轴向内端面之间，并通过旋转压力调节套(2)的轴向位移调节扭力调节弹簧(3)的轴向压紧力。

2.根据权利要求1所述的螺纹攻丝扭力过载保护夹具，其特征在于：所述夹具主体(1)中心上部制有内锥孔(101)，且夹具主体(1)通过内锥孔(101)与攻丝机同轴固连为一体；所述夹主体(1)顶端外圆周侧壁还制有T型凸台；所述T型凸台外圆周侧壁制有网纹滚花(103)。

3.根据权利要求1所述的螺纹攻丝扭力过载保护夹具，其特征在于：所述上联轴器(7)为环形块体结构，且上联轴器(7)环形体下端面中部垂直制有轴对称的连接销(701)；且轴对称的连接销(701)呈“一”字型排布；所述下联轴器(8)为环形块体结构；且下联轴器(8)环形体上端面中部轴对称制有呈“一”字型排布的凹槽(801)；且前述连接销(701)与凹槽(801)上下对应并匹配。

4.根据权利要求3所述的螺纹攻丝扭力过载保护夹具，其特征在于：所述凹槽(801)纵截面形状为V型、等腰梯形、或直角体型结构。

5.根据权利要求1所述的螺纹攻丝扭力过载保护夹具，其特征在于：所述丝锥夹持杆(4)垂直于杆体中心线制有侧紧固螺孔(401)；所述丝锥夹持杆(4)与杆体中心线同轴制有安装孔(402)。

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