一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置及其切削方法
技术领域
本发明涉及螺纹套加工领域,尤其涉及一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置及其切削方法。
背景技术
目前,内螺纹管件的内螺纹加工,一般是先用带有外螺纹的丝攻在内螺纹管件内进行旋转推进,进行粗加工,再进行磨削精加工,精加工是用精度更高的带外螺纹的丝攻在内螺纹管件内进行旋转推进磨削。加工时需要将带有外螺纹的丝攻安装在动力带动旋转的机床上,以完成旋转推进动作。这种加工方法既复杂,又需要较大能耗的机床设备,加工成本高,且精加工的磨削均匀度较差。需要设计一种结构简单,操作方便,加工能耗低成本低的工具及加工方法,以完善内螺纹管件的加工。
专利号为CN104191048B公开了一种内螺纹管件加工方法,它包括使用一种内螺纹磨刀加工内螺纹管件的内螺纹,所述内螺纹磨刀包括带有外螺纹段的刀杆,凸起部,刀杆于凸起部的前端套装有弹簧,刀杆前端于弹簧之外设有顶盖;所述外螺纹段外表面设有石英砂层;包括以下加工步骤:A、将刀杆末端固定,顶盖的前端用动力缸顶住;B、动力缸伸出顶紧所述顶盖,内螺纹管件在刀杆外螺纹段上滚动,到弹簧压缩的极限位置动力缸回位;C、如此内螺纹管件做往复运动并旋转,外螺纹段上的石英砂层磨削所述内螺纹管件的内螺纹,完成内螺纹的精加工。本发明可以解决现有内螺纹管件磨削加工能耗高,成本高的问题。
但是由于长度较长的螺纹筒加工采用此种方法加工并不方便,且加工方式复杂,需要多重步骤才能够成型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置及其切削方法,以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题,采用以下技术方案来实现:一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置,包括固定机构,所述固定机构包括固定连接于切削台上的固定座,所述切削台上设置有与固定机构平行的切削机构,所述切削机构包括轴架,所述轴架上固定连接有轴筒,所述轴筒侧面中部连接有切削刀具,所述切削刀具包括刀套,所述刀套内部转动连接有刀杆,所述刀杆与贯穿轴架并延伸至轴筒内的传动轴传动连接,所述刀杆沿其轴线方向与刀套相对滑动,位于所述刀套内部设置有压力机构,所述固定座上设置有与其转动连接的固定架;
采用固定机构中位于固定座上转动连接的固定架固定待切削的螺纹筒,设置长轴驱动刀具转动,能够针对直径较长的螺纹筒内部进行一次性加工,较为方便。
优选的,所述刀套形状为空心球形,位于所述刀套侧面设置有贯穿刀套的杆筒,所述刀杆贯穿杆筒与刀套内部的压力机构连接;
刀套内部设置转动连接的刀杆,使螺纹套能够随之转动。
优选的,所述刀套内部设置有与传动轴端部固定连接的主动齿轮相啮合的从动齿轮,所述从动齿轮与刀杆径向固定连接;
刀套内部设置从动齿轮用于与传动轴传动,且从动齿轮中部与刀杆相对滑动,使刀杆能够伸缩并稳定转动,从而切削出边缘较为平整的螺纹槽。
优选的,所述压力机构包括固定于刀套内部且与从动齿轮同轴的气筒,所述气筒通过轴筒侧壁的气道与轴架上的气缸连通,所述气筒与刀杆插接,所述刀杆上位于气筒与从动齿轮之间固定有限位盘;
压力机构设置为动的方式,通过气筒驱动刀杆移动,能够通过控制气压控制刀杆对切削面的压力,避免刀杆的刀头受压力过大而损坏,延长刀具使用寿命。
优选的,所述轴筒上设置有除屑机构,所述除屑机构包括位于轴筒上表面的喷淋孔,所述喷淋孔与轴筒侧壁的导液通道连通,位于所述轴筒底侧设置有收屑筒,所述收屑筒与轴筒侧壁的导屑通道连通;
轴筒侧面设置除屑机构能够将切削产生的废屑及时清除,除屑采永喷淋与吸收的方式起到润滑作用的同时能够冲刷筒内壁的碎屑并吸收,避免切削后具有一定温度的碎屑粘附在内壁上。
优选的,所述收屑筒为T形筒,且收屑筒与轴筒沿轴筒的轴线方向相对于滑动;
收屑筒与轴筒相对滑动能够使收屑筒的端口与切削刀具的相对位置发生一定量的改变,进而收屑筒的端头能够深入到螺纹槽内吸收碎屑。
优选的,所述收屑筒包括吸屑头,所述吸屑头与收屑筒轴向滑动连接,位于所述收屑筒上套接有一端与吸屑头相抵触的压缩弹簧;
吸屑头与收屑筒相对滑动,使收屑筒能够针对不同直径的螺纹筒均能够进入到螺纹槽内。
优选的,所述固定架包括固定座上转动连接的架杆,所述架杆另一端与架环固定连接,位于所述架环内侧连接有呈环形阵列的支撑轮;
采用支撑轮支撑待切削的螺纹筒,使螺纹筒能够相对于支撑架轴向移动,支撑架与固定座转动,使螺纹筒能随之转动。
优选的,所述支撑轮通过气动伸缩杆与环架连接,所述气动伸缩杆之间通过架环连通,所述架环与气泵连通;
环形阵列的支撑轮通过气动伸缩杆与环架连接,使各个伸缩杆内部的气压相同,进而使支撑轮压紧待切削的螺纹筒,且使螺纹筒与支撑架同轴。
一种用于长筒状螺纹套内螺纹的车削方法,通过在轴筒内部设置传动轴,通过传动轴驱动轴筒中部的切削刀具转动能够对长筒状螺纹套内部进行切削,刀套内部设置压力机构,使刀杆能够以一定的压力作用于螺纹套内壁,通过固定座上转动的固定架带动螺纹筒转动,同时辅以推力使螺纹筒轴向滑动,进而在螺纹筒内部切削出螺纹线。
本发明的有益效果是:
1、采用固定机构与切削机构配合的方式,在轴架上连接轴筒,轴筒中部连接切削刀杆,通过传动轴传动使切削刀杆转动,并由固定机构固定待切削的螺纹筒,使螺纹筒相对于切削刀具移动,从而实现内部切削,且配合压力机构,能够使刀具以特定的压力作用于待切削螺纹筒内部,形成内螺纹;
2、传动轴与刀杆通过齿轮传动的方式能够稳定传递动力,且从动齿轮与刀杆相对滑动,使刀杆能够在受到压力机构作用下由待切削螺纹筒内壁切削出一定深度的螺纹槽;
3、吸屑头与收屑筒相对滑动,使收屑筒能够针对不同直径的螺纹筒均能够进入到螺纹槽内;
4、环形阵列的支撑轮通过气动伸缩杆与环架连接,使各个伸缩杆内部的气压相同,进而使支撑轮压紧待切削的螺纹筒,且使螺纹筒与支撑架同轴。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明轴筒的立体结构示意图;
图3为本发明轴筒的剖视图;
图4为本发明从动齿轮的剖视图;
图5为本发明收屑筒的剖视图;
图6为本发明放置架的结构示意图;
图7为本发明固定架的结构示意图;
附图标记:1、切削台;2、切削机构;201、轴筒;2011、喷淋孔;2012、导液通道;2013、导屑通道;2014、气道;202、刀套;2021、气筒;3、切削电机;4、轴架;5、固定机构;501、环架;502、转环;503、架杆;504、架环;505、气管;506、气动伸缩杆;507、支撑轮;6、固定架;7、固定座;8、放置架;801、放置板;802、夹紧电机;803、夹紧板;8031、滚球;804、导轨;805、双向螺杆;9、推送机构;901、推送架;902、推送气缸;903、推送盘;904、伺服电机;10、气泵;11、回流组件;1101、内贴合板;1102、外贴合板;1103、收屑筒;1104、复位弹簧;1105、吸屑头;1106、压缩弹簧;12、刀杆;1201、刀头;1202、限位盘;13、传动杆;1301、主动齿轮;14、从动齿轮。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例和附图,进一步阐述本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
实施例1
如图1所示,一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置,包括固定机构5,所述固定机构5包括固定连接于切削台1上的固定座7,所述切削台1上设置有与固定机构5平行的切削机构2,所述切削机构2包括轴架4,所述轴架4上固定连接有轴筒201,所述轴筒201侧面中部连接有切削刀具,所述切削刀具包括刀套202,所述刀套202内部转动连接有刀杆12,所述刀杆12与贯穿轴架4并延伸至轴筒201内的传动轴传动连接,所述刀杆12沿其轴线方向与刀套202相对滑动,位于所述刀套202内部设置有压力机构,所述固定座7上设置有与其转动连接的固定架6。
在对长筒状内螺纹进行切削时,将待切削的筒状原料置于放置架8上,由固定机构5固定,推送机构9由原筒材一端施加压力,同时推送机构9中与筒材接触的部分转动,使筒材以一定的速度相对于切削机构2运动同时转动,筒材套于切削机构2中轴筒201外侧,当筒材端部与切削机构2中的切削刀具接触时开始切削,螺纹的螺距及螺纹深度可通过控制推送机构9的推送速度及转动速度改变,切削刀具与传动轴传动连接,传动轴贯穿轴架4与切削电机3的输出轴固定连接,在压力机构的压力作用下能够控制切削机构2中的刀杆12施加在筒材内壁上的压力,筒材相对于切削机构2转动并轴向移动过程中能够切削出螺纹槽。
实施例2
如图1-4所示,一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置,包括固定机构5,所述固定机构5包括固定连接于切削台1上的固定座7,所述切削台1上设置有与固定机构5平行的切削机构2,所述切削机构2包括轴架4,所述轴架4上固定连接有轴筒201,所述轴筒201侧面中部连接有切削刀具,所述切削刀具包括刀套202,所述刀套202内部转动连接有刀杆12,所述刀杆12与贯穿轴架4并延伸至轴筒201内的传动轴传动连接,所述刀杆12沿其轴线方向与刀套202相对滑动,位于所述刀套202内部设置有压力机构,所述固定座7上设置有与其转动连接的固定架6,所述刀套202形状为空心球形,位于所述刀套202侧面设置有贯穿刀套202的杆筒,所述刀杆12贯穿杆筒与刀套202内部的压力机构连接,所述刀套202内部设置有与传动轴端部固定连接的主动齿轮1301相啮合的从动齿轮14,所述从动齿轮14与刀杆12径向固定连接,所述压力机构包括固定于刀套202内部且与从动齿轮14同轴的气筒2021,所述气筒2021通过轴筒201侧壁的气道2014与轴架4上的气缸连通,所述气筒2021与刀杆12插接,所述刀杆12上位于气筒2021与从动齿轮14之间固定有限位盘1202
压力机构包括用于充气的气筒2021,气筒2021内部与刀杆12的底端密封滑动连接,在向气道2014内部泵气时,能够使气筒2021内部的压力增强,从而使刀杆12相对于刀套202顶端的杆筒滑动,刀杆12中的刀头1201凸出于杆筒顶端,使刀头1201与筒材内壁接触,刀杆12上的限位盘1202用于限制刀杆12相对于刀套202移动的极限距离,使刀杆12始终与从动齿轮14径向固定,从动齿轮14设计为外侧与刀套202贴合的结构,使从动齿轮14能够在刀套202内部转动,由刀杆12固定从动齿轮14的转动轴,因此在主动齿轮1301驱动下能够使刀杆12转动,实现长轴稳定传动并使刀杆12在刀套202内部高速转动用于切削筒材内壁。
实施例3
如图1-5所示,一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置,包括固定机构5,其特征在于:所述固定机构5包括固定连接于切削台1上的固定座7,所述切削台1上设置有与固定机构5平行的切削机构2,所述切削机构2包括轴架4,所述轴架4上固定连接有轴筒201,所述轴筒201侧面中部连接有切削刀具,所述切削刀具包括刀套202,所述刀套202内部转动连接有刀杆12,所述刀杆12与贯穿轴架4并延伸至轴筒201内的传动轴传动连接,所述刀杆12沿其轴线方向与刀套202相对滑动,位于所述刀套202内部设置有压力机构,所述固定座7上设置有与其转动连接的固定架6,所述轴筒201上设置有除屑机构,所述除屑机构包括位于轴筒201上表面的喷淋孔2011,所述喷淋孔2011与轴筒201侧壁的导液通道2012连通,位于所述轴筒201底侧设置有收屑筒1103,所述收屑筒1103与轴筒201侧壁的导屑通道2013连通,所述收屑筒1103为T形筒,且收屑筒1103与轴筒201沿轴筒201的轴线方向相对于滑动,所述收屑筒1103包括吸屑头1105,所述吸屑头1105与收屑筒1103轴向滑动连接,位于所述收屑筒1103上套接有一端与吸屑头1105相抵触的压缩弹簧1106,复位弹簧1104使收屑筒1103移动后能够复位。
在轴筒201上设置喷淋孔2011,且喷淋孔2011的轴线与刀杆12的轴线相交,在切削过程中能够起到冷却、润滑的效果,且喷淋孔2011、刀杆12的刀头1201均位于轴筒201的上方,在喷淋水的冲刷作用下能够将切削产生的金属屑冲刷到筒材内壁的底部,轴筒201底部的收屑筒1103底端开口,回流组件11中收屑筒1103的另一端通过导屑通道2013与泵机连接,泵机工作使收屑筒1103内部产生负压,从而使收屑筒1103能够将筒材内部被冲刷掉的金属屑排出,避免金属屑堆积在筒材内,由于不同筒材被切削的螺距不确定,因此在轴套上与收屑筒1103相对滑动的滑槽,并在收屑筒1103的内外侧设置内贴合板1101、外贴合板1102,使收屑筒1103相对于轴筒201能够沿轴筒201的轴向方向具有一定的滑动余量,从而使收屑筒1103连接的吸屑头1105进入到所切削的螺纹槽内后,吸屑筒与刀杆12之间的距离能够适应螺距,使吸屑头1105能够进入到螺纹槽内吸收碎屑,清理更加干净。
实施例4
如图1-7所示,一种用于长筒状螺纹套内螺纹的切削装置,包括固定机构5,其特征在于:所述固定机构5包括固定连接于切削台1上的固定座7,所述切削台1上设置有与固定机构5平行的切削机构2,所述切削机构2包括轴架4,所述轴架4上固定连接有轴筒201,所述轴筒201侧面中部连接有切削刀具,所述切削刀具包括刀套202,所述刀套202内部转动连接有刀杆12,所述刀杆12与贯穿轴架4并延伸至轴筒201内的传动轴传动连接,所述刀杆12沿其轴线方向与刀套202相对滑动,位于所述刀套202内部设置有压力机构,所述固定座7上设置有与其转动连接的固定架6,所述固定架6包括固定座7上转动连接的架杆503,所述架杆503另一端与架环504固定连接,位于所述架环504内侧连接有呈环形阵列的支撑轮507,所述支撑轮507通过气动伸缩杆506与环架501连接,所述气动伸缩杆506之间通过架环504连通,所述架环504与气泵10连通。
在放置筒材时,由放置板801上通过导轨804滑动连接的夹紧板803相向移动,使筒材处于合适的高度,筒材与固定板上的通孔同轴,其过程为夹紧电机802驱动双向螺杆805转动,双向螺纹为两段螺纹方向相反的螺杆,在双向螺杆805转动时,夹紧板803相对或相向移动,从而使两个倾斜的夹紧板803将筒材架高至一定高度,在夹紧板803上设置位于夹紧板803内滚动连接的滚球8031,使筒材在推送机构9驱动下能够相对于夹紧板803轴向移动或径向转动,推送架901包括推送气缸902及其活塞杆上连接的推送盘903,筒材贯穿固定板上的通孔与固定架6连接,固定架6的架环504为内部中空的结构,且架环504底部设置有气管505,架环504与气动伸缩杆506的一端连通,当架环504内部充气时,气动伸缩杆506伸长使支撑轮507夹紧筒材,呈环形阵列的支撑轮507夹紧筒材外壁后,支撑轮507的侧面与筒材的轴线平行,气管505由于固定在架环504上,因此在充气完成后需要将架环504与气泵10断开并保持气管505密封,可参考轮胎的气阀设置气管505结构,当筒材转动时,由于支撑轮507与筒材径向的摩擦力较大,能够使筒材连同支撑架相对于固定板转动,此时转环502相对于固定板上固定的环架501滑动,推送机构9中的推送气缸902使筒材轴向移动,推送气缸902的活塞杆与伺服电机904传动连接,使气活塞杆在移动过程中转动,从而使筒材转动。
工作原理:本发明在切削时,首先将筒材固定在固定机构5上,之后有推送机构9推动筒材边轴向移动边转动,至筒材的一端位于切削刀具外侧时气动切削电机3同时催动压力机构运动,使刀杆12旋转并以一定的压力压迫筒材内壁,实现螺纹槽的切割,能够将一定长度范围内的筒材一次性切削出内螺纹,较为省力。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。