CN113732411A - 螺纹件制造方法及螺纹加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺纹件制造方法及螺纹加工装置，螺纹件制造方法包括：S1、去除螺栓上失效的螺杆段并将露出的断面打磨平整；失效包括断裂、腐蚀瘦腰和螺纹受损中至少一种；S2、将连接套套设至螺栓的埋入段外周并进行固定，将连接套的顶面打磨至与断面平齐；S3、通过激光熔覆方式在埋入段和连接套上制出螺杆毛坯段；S4、将螺杆毛坯段加工为与埋入段同轴的光杆；S5、在光杆上加工出螺纹，形成新的螺杆段，与埋入段连接形成整体的螺栓。本发明的螺纹件制造方法，采用激光熔覆和机加工配合制成螺纹件或螺纹件上的螺杆段，适用于螺纹件的整体制造或者螺纹件上螺杆段的再制造，满足使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及连接紧固件制造技术领域，尤其涉及一种螺纹件制造方法及螺纹加工装置。
背景技术
螺栓类零件用作设备连接紧固件，在各领域存在大范围使用。以设备地脚螺栓为例，螺栓在服役过程中，受腐蚀等恶劣服役环境影响，导致螺栓失效断裂、螺杆瘦腰或螺纹受损，造成设备服役安全隐患，可能导致设备受损及人身伤亡等灾难性后果。螺栓失效引发的安全质量问题，已经引起普遍关注。针对该问题，需要完成螺栓更换，或对失效螺栓进行修复。
针对螺栓修复，目前通用修复方法有螺栓衬套和螺栓对接焊修复，工艺实施难度大。其中，螺栓衬套的修复方式需要改变螺栓连接结构形式，而对接焊修复，修复过程中变形控制以及修复过程中空间可达性限制了该方式的应用。
另外，在一些机械设备等金属基体需要安装螺栓时，通常会采用焊接方式将螺栓焊接在上述金属基体表面，而焊接方式需要有一定的操作空间，当需要安装螺栓的表面处于较为狭窄的空间时，限制了焊接螺栓的操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种避免工艺空间可达性问题的螺纹件制造方法及用于该方法的螺纹加工装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种螺纹件制造方法，所述螺纹件包括埋入安装基础内部的埋入段、凸出在安装基础上的螺杆段；所述螺纹件制造方法包括以下步骤：
S1、去除螺纹件上失效的螺杆段并将露出的断面打磨平整；所述失效包括断裂、腐蚀瘦腰和螺纹受损中至少一种；
S2、将连接套套设至所述螺纹件的埋入段外周并进行固定，将所述连接套的顶面打磨至与所述断面平齐；
S3、通过激光熔覆方式在所述埋入段和连接套上制出螺杆毛坯段；
S4、将所述螺杆毛坯段加工为与所述埋入段同轴的光杆；
S5、在所述光杆上加工出螺纹，形成新的螺杆段，与所述埋入段连接形成整体的螺纹件。
优选地，步骤S1中，还包括去除位于安装基础内部的所述埋入段的顶部，去除顶部后的所述埋入段露出的顶面形成所述断面。
优选地，在步骤S2之前，凿开位于所述螺纹件周围的所述安装基础部分，露出预定长度的所述埋入段；所述预定长度等于或大于所述连接套的长度。
优选地，所述螺纹件制造方法还包括以下步骤：
S6、将凿开的所述安装基础部分回填，将所述螺纹件周围的所述安装基础复原。
优选地，所述连接套的内径比所述埋入段的直径大0.05mm-0.5mm；所述连接套的外径比所述埋入段的直径大1mm-8mm。
优选地，步骤S3中制出的所述螺杆毛坯段为圆柱状，其直径大于步骤S5中加工形成的新的螺杆段的直径。
优选地，步骤S3中，通过激光熔覆方式制出所述螺杆毛坯段的同时，对所述埋入段进行水冷。
优选地，步骤S3中，通过所述水冷装置对所述述埋入段进行水冷；所述水冷装置包括提供冷却水的水箱、设置在所述水箱内的加压泵、水冷夹套、连接在所述水冷夹套和加压泵之间的进水管、连接在所述水冷夹套和水箱之间的排水管；
其中，将所述水冷夹套安装在所述埋入段的外周上，启动所述加压泵，所述水箱内的冷却水通过所述进水管进入所述水冷夹套内，对所述埋入段进行冷却后通过所述排水管回流至所述水箱内。
优选地，步骤S4中，采用加工定位装置对所述螺杆毛坯段进行加工；所述加工定位装置包括固定平台、安装在所述固定平台上的磁力钻以及第一定位夹；
步骤S4包括：
S4.1、将所述加工定位装置通过所述固定平台固定在所述安装基础上并位于所述螺纹件一侧；
S4.2、将所述第一定位夹夹固在所述埋入段上，使所述加工定位装置和所述螺纹件相对固定；
S4.3、将所述磁力钻的空心钻头对准在所述螺杆毛坯段的上方；
S4.4、启动所述磁力钻，所述空心钻头旋转并沿着所述螺杆毛坯段的轴向向下移动，将所述螺杆毛坯段加工为与所述埋入段同心且直径相同的光杆。
优选地，所述加工定位装置还包括第二定位夹以及定位块；
所述第二定位夹和定位块分别抵紧在所述磁力钻的两侧并且固定在所述固定平台上，将所述磁力钻定位在所述固定平台上。
优选地，步骤S5中，采用螺纹加工装置在所述光杆上加工出螺纹；所述螺纹加工装置包括动力机构、连接在所述动力机构的输出轴上的磨头、与所述动力机构的输出轴的轴向平行设置的标准螺栓、连接在所述动力机构上并通过螺纹配合在所述标准螺栓的外周的步进控制机构、设置在所述标准螺栓端部的联轴器；
步骤S5包括：
S5.1、将所述标准螺栓通过所述联轴器轴向连接在所述光杆上，所述磨头对应在所述光杆的一侧并与所述光杆相切；
S5.2、启动所述动力机构，驱动所述磨头旋转；
S5.3、转动所述步进控制机构和动力机构，使其以所述标准螺栓为轴进行旋转，带动所述磨头沿着所述光杆的轴向移动，在所述光杆的外周上加工出螺纹。
优选地，所述螺纹件为地脚螺栓；所述安装基础为混凝土制件。
本发明还提供另一种螺纹件制造方法，包括以下步骤：
S1、通过激光熔覆方式在金属基体上制出毛坯杆；
S2、将所述毛坯杆加工为圆柱状的光杆；
S3、在所述光杆上加工出螺纹，形成螺纹件。
优选地，步骤S3中，采用螺纹加工装置在所述光杆上加工出螺纹；所述螺纹加工装置包括动力机构、连接在所述动力机构的输出轴上的磨头、与所述动力机构的输出轴的轴向平行设置的标准螺栓、连接在所述动力机构上并通过螺纹配合在所述标准螺栓的外周的步进控制机构、设置在所述标准螺栓端部的联轴器；
步骤S3包括：
S3.1、将所述标准螺栓通过所述联轴器轴向连接在所述光杆上，所述磨头对应在所述光杆的一侧并与所述光杆相切；
S3.2、启动所述动力机构，驱动所述磨头旋转；
S3.3、转动所述步进控制机构和动力机构，使其以所述标准螺栓为轴进行旋转，带动所述磨头沿着所述光杆的轴向移动，在所述光杆的外周上加工出螺纹。
本发明还提供一种螺纹加工装置，用于以上任一项所述的螺纹件制造方法，所述螺纹加工装置包括动力机构、连接在所述动力机构的输出轴上的磨头、与所述动力机构的输出轴的轴向平行设置的标准螺栓、连接在所述动力机构上并通过螺纹配合在所述标准螺栓的外周的步进控制机构、设置在所述标准螺栓端部的联轴器。
优选地，所述步进控制机构包括连接轴套；所述连接轴套上设有贯穿其相对两端面的轴孔，所述轴孔内设有与所述标准螺栓相适配的内螺纹；
所述连接轴套通过连接件连接在所述动力机构上并与所述动力机构相对固定；
所述标准螺栓穿设在所述轴孔内并与所述轴孔的内螺纹相配合；所述连接轴套可沿所述标准螺栓的轴向上下移动。
本发明的螺纹件制造方法，采用激光熔覆和机加工配合制成螺纹件或螺纹件上的螺杆段，适用于螺纹件的整体制造或者螺纹件上螺杆段的再制造，满足使用要求。
本发明应用于螺栓杆制造时，代替原先失效的螺杆段，使得螺纹件恢复到原先的结构尺寸及性能，满足使用要求，完全避免因传统修复工艺带来的螺栓连接结构形式改变、变形及工艺空间可达性问题。
本发明应用于螺纹件的整体制造时，可在任意金属基体上形成一体连接在金属基体上的螺纹件(如螺栓等)，满足使用要求，解决工艺空间可达性问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的螺纹件制造方法的过程结构示意图(剖面状态)；
图2是本发明一实施例的螺纹件制造方法中的水冷装置的结构示意图；
图3是本发明一实施例的螺纹件制造方法中的加工定位装置的结构示意图；
图4是本发明一实施例的螺栓制造方法中的螺纹加工装置的结构示意图；
图5是本发明另一实施例的螺纹件制造方法的过程结构示意图(剖面状态)。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明一实施例的螺纹件制造方法，适用于对失效的螺纹件以再造方式进行修复，螺纹件包括埋入安装基础内部的埋入段、凸出在安装基础上的螺杆段，失效部分通常为位于安装基础上的螺杆段。
参考图1-图4，本实施例的螺纹件制造方法可包括以下步骤：
S1、去除失效的螺杆段并将断面110打磨平整。
其中，失效包括断裂、腐蚀瘦腰(腐蚀变细等情况)和螺纹受损中至少一种。如图1中(a)所示，采用机加工或打磨等方式将螺纹件10的失效的螺杆段去除，留下位于安装基础100内部的埋入段11。埋入段11上露出的顶面为去除螺杆段后形成的断面110。
对断面110采用砂纸等打磨至平整，以满足后续在其上进行激光熔覆的工艺要求。
此外，对留下的螺栓部分(埋入段11)所有可达表面进行目视检验，表面应完好无损，不应有裂纹、孔洞或其他有害缺陷。作为优选，可按NB/T47013.5-2015《承压设备无损检测》对螺栓所有可达表面进行液体渗透检验，灵敏度等级为B级或C级，并按NB/T 47013.5-2015中所规定的质量分级I级要求验收，且不允许存在裂纹。
在一优选实施方式中，该步骤S1中还包括去除位于安装基础100内部的埋入段11的顶部，去除的顶部的长度根据需要而定，无需过长，只要能保证后续再制造出完整的螺杆段即可。去除顶部后的埋入段11露出的顶面形成断面110。
S2、将连接套20套设至螺纹件10的埋入段11外周并进行固定，将连接套20的顶面打磨至与断面110平齐，如图1中(a)所示。
连接套20预先制备，其可采用与螺纹件10相同材料的金属或其他金属制成。连接套20为两端开放的筒状结构，套设至埋入段11后，通过点焊等方式焊接在埋入段11的上端外周。
作为选择，连接套20的内径比埋入段11的直径大0.05mm-0.5mm，连接套20的外径比埋入段11的直径大1mm-8mm。
连接套20在埋入段11上的设置，实现以加套管法扩大埋入段11的直径，便于后续在其上制出满足螺栓加工余量的柱体。
结合上述连接套20的设置，在该步骤S2之前，凿开位于螺纹件10周围的安装基础100部分，使得在螺纹件10周围形成凹槽120，凹槽120的深度以露出预定长度的埋入段11为止。其中，露出的埋入段11的预定长度等于或大于连接套20的长度，便于连接套20下放至埋入段11上且能够将连接套20的下端焊接至埋入段11上。
此外，凹槽120的面积以满足后续激光熔覆操作所需空间为准。
S3、通过激光熔覆方式在埋入段11和连接套20上制出螺杆毛坯段30，如图1中(b)所示。
具体地，该步骤中，采用移动式激光熔覆设备在埋入段11和连接套20上制出螺杆毛坯段30；激光熔覆粉末采用与螺栓性能匹配的金属粉末，可为但不限于高强钢、不锈钢或马氏体钢。形成的螺杆毛坯段30优选为圆柱状，其直径大于后续所要加工形成的新的螺杆段的直径，其长度也可大于后续所要加工形成的新的螺杆段的长度，以使得螺杆毛坯段30具有足够的加工余量。
移动式激光熔覆设备主要由前端执行机构和后端装置组成。前端执行机构包括多轴工业机器人、移动承载车体、电气控制系统、送粉机构、激光熔覆头、熔覆喷嘴等；后端装置包括高功率光纤激光器、水冷机、动力电源箱、保护气体等。工作时，使用前端执行机构中的同一工业机器人，完成螺杆毛坯段30的制造及自动打磨工作。
在埋入段11上获得螺杆毛坯段30后，对螺杆毛坯段30开展后处理(如消除应力热处理)以消除残余应力，完成组织、性能调控。
进一步地，由于在激光熔覆过程中，以叠层方式依次进行获得整个螺杆毛坯段30，前层对后层有预热作用，后层对前层有后热作用，造成所在的制造区域热累积，在制造区域容易氧化和产生较大的残余应力，导致在制造区域性能下降和开裂。因此，为解决上述问题，通过激光熔覆方式制出螺杆毛坯段30的同时，对埋入段11进行水冷，从而实现对制造区域的冷却。
作为优选，通过水冷装置对埋入段11进行水冷。如图2所示，水冷装置可包括水箱41、设置在水箱41内的加压泵42、水冷夹套43、连接在水冷夹套43和加压泵42之间的进水管44、连接在水冷夹套43和水箱41之间的排水管45。
水箱41用于容纳冷却水，为水冷夹套43提供冷却水。水箱41可以敞口或封闭设置。为增加冷却水的冷却效果，其中还可以放入冰块。水冷夹套43的内侧设有周向延伸的水流通道，用于冷却水其中流通。水流通道可优选为螺旋状流道。水冷夹套43两侧分别设有连通至水流通道的通水孔，分别用于连接进水管44和排水管45。水冷夹套43进一步可由对称设置的两个半圆的分瓣件相对配合形成，方便在埋入段11上的拆装。
安装时，将水冷夹套43安装在埋入段11的外周上，水箱41可置于安装基础100上并远离凹槽120。水冷夹套43可以直接夹固在埋入段11上的连接套20外周，或者夹固在连接套20下方的埋入段11外周；螺杆毛坯段30位于水冷夹套43的上方。
工作时，启动加压泵42，水箱41内的冷却水通过进水管44进入水冷夹套43内，对埋入段11进行冷却后通过排水管45回流至水箱41内，冷却水以此循环，在激光熔覆过程中持续对埋入段11进行冷却。
通过激光熔覆获得螺杆毛坯段30后，移开水冷装置和移动式激光熔覆设备，以便进行后续加工。
S4、将螺杆毛坯段30加工为与埋入段11同轴的光杆。
对于整体同径的螺纹件10，加工形成的光杆还与埋入段11同心且相同直径。
本发明中，采用特定的加工定位装置对螺杆毛坯段30进行加工。
如图3所示，加工定位装置可包括固定平台51、安装在固定平台51上的磁力钻52、第一定位夹53、第二定位夹54以及定位块55；磁力钻52采用空心钻头作为加工钻头。
参考图1及图3，结合加工定位装置，步骤S4可包括：
S4.1、将加工定位装置通过固定平台51固定在安装基础100上并位于螺纹件10一侧。
固定平台51采用碳钢等可将磁力钻吸附定位其上的材料制成。第一定位夹53凸出在固定平台51的一侧；在安装基础100上，固定平台51以第一定位夹53所在侧朝向螺纹件10，并且第一定位夹53进入螺纹件10所在的凹槽120内。
第二定位夹54和定位块55分别抵紧在磁力钻52的两侧，并且通过紧固件等锁紧固定在固定平台51上，将磁力钻52定位在固定平台51上。
S4.2、将第一定位夹53夹固在埋入段11上，使加工定位装置和螺纹件10相对固定。
其中，第一定位夹53可以直接夹固在埋入段11上的连接套20外周，或者夹固在连接套20下方的埋入段11外周；螺杆毛坯段30位于第一定位夹53的上方。
打开磁力钻52的磁铁开关，通电后磁力钻52底座的电磁铁产生磁场，吸附在固定平台51上，配合第二定位夹54和定位块55保证磁力钻52在固定平台51上的稳定性，避免在后续工作中发生晃动，从而保障加工精度。
S4.3、将磁力钻52的空心钻头56对准在螺杆毛坯段30的上方。
空心钻头56的内径与所要加工形成的光杆(或埋入段11)的直径相同。
S4.4、启动磁力钻52，空心钻头56旋转并沿着螺杆毛坯段30的轴向向下移动，将螺杆毛坯段30加工为与埋入段11同心且直径相同的光杆。
上述加工完成后，移开加工定位装置，安装螺纹加工装置。
加工形成光杆后，应按NB/T 20003.4-2010对光杆所有可达表面进行液体渗透检测，不允许存在裂纹等有害缺陷。
S5、在光杆上加工出螺纹，形成新的螺杆段12，与埋入段11连接形成整体的螺纹件10，如图1中(c)所示。
本发明中，采用螺纹加工装置在光杆上加工出螺纹，使其形成新的螺杆段12。
如图4所示，螺纹加工装置包括动力机构61、磨头62、标准螺栓63、步进控制机构64以及联轴器65。
其中，动力机构61可包括电机。磨头62根据所要形成的螺杆段12的螺牙类型设置，满足打磨后的螺纹尺寸满足要求。磨头62连接在动力机构61的输出轴上，由动力机构61启动后带动其进行旋转。
标准螺栓63与动力机构61的输出轴的轴向平行设置。标准螺栓63作为所要加工形成的螺杆段12的参考件，且为后续的螺纹加工提供轨道，起到控制螺距的作用。联轴器65设置在标准螺栓63的端部。
步进控制机构64连接在动力机构61上并与动力机构61相对固定。此外，步进控制机构64通过螺纹配合在标准螺栓63的外周，可沿标准螺栓63的轴向上下移动。
步进控制机构64进一步可包括连接轴套641，连接轴套641通过连接件66连接在动力机构61上；连接件66可以是夹套、卡箍等结构件。连接轴套641可为圆柱体或多面体结构。连接轴套641上设有贯穿其相对两端面的轴孔642，轴孔642内设有与标准螺栓63相适配的内螺纹(未图示)。
标准螺栓63穿设在轴孔642内并与轴孔642的内螺纹相配合。标准螺栓63的一端伸出连接轴套641的一端，联轴器65设置在标准螺栓63的该端上，
结合图1及图4，步骤S5具体可包括：
S5.1、将标准螺栓63通过联轴器65轴向连接在光杆上，磨头62对应在光杆的一侧并与光杆相切。
S5.2、启动动力机构61，驱动磨头62旋转。
S5.3、转动步进控制机构64和动力机构61，使其以标准螺栓63为轴进行旋转，带动磨头62沿着光杆的轴向移动，在光杆的外周上加工出螺纹，形成新的螺杆段12。
其中，步进控制机构64和动力机构61的转动可以通过人工实现，也可以通过驱动装置驱动实现。步进控制机构64相对标准螺栓63旋转时，由于两者之间螺纹配合，从而使得步进控制机构64的转动转变为轴向移动，从而沿着标准螺栓63的轴向向下移动，带动整个动力机构61及磨头62向下移动，磨头62在光杆上加工出轴向延伸的螺纹。
磨头62与光杆之间相切距离可调，从而可加工出符合深浅要求的螺纹。磨头62与光杆之间相切距离的调节，可通过步进控制机构64与动力机构61之间的距离调节实现。
根据需要，在螺纹加工过程中，采用冷却液对所加工部分进行冷却，例如采用冷却油冲淋光杆。
为提高加工的螺纹的精度，可采用不同规格尺寸的磨头62依次进行螺纹加工。例如，先进行螺纹的粗磨后再进行精磨。精磨过程中，速度比粗磨快2-10倍，以提高螺栓表面粗糙度。
另外，在螺纹加工完成并拆除螺纹加工装置后，采用切割或打磨工具去除螺杆段12顶部的原先联轴器65嵌套的部分(轴向长度约15mm)。对于螺杆段12上的螺纹，采用板牙手动顺滑，清除表面毛刺。
可以理解地，在螺纹加工完成后，还对螺杆段12开展通止规检验：“通规”能自由通过螺纹；“止规”能旋入不超过2.5圈的有效牙纹，视为螺纹合格。
S6、将凿开的安装基础部分回填，将螺纹件10周围的安装基础100复原。
其中，埋入段12上的连接套20无需取出，可被填埋在安装基础100内。
可以理解地，上述实施例的螺纹件制造方法，螺纹件可为但不限于地脚螺栓，安装基础100包括但不限于混凝土制件、金属安装平台等。当螺纹件为地脚螺栓时，其所在的安装基础100通常为混凝土制件，如混凝土地面或者混凝土墙板等等。
本发明另一实施例的螺纹件制造方法，适用于在需要螺纹件作为连接件等金属基体上制出螺纹件，代替将现成螺栓焊接的方式，特别适用于金属基体上操作空间较为狭窄，不方便焊接操作的情况。参考图5，本实施例的螺纹件制造方法可包括以下步骤：
S1、通过激光熔覆方式在金属基体200上制出毛坯杆70，如图5中(a)所示。
具体地，该步骤中，根据需求，在金属基体200上确定一个或多个连接位置，采用移动式激光熔覆设备在金属基体200的连接位置上制出毛坯杆70；激光熔覆粉末采用与螺栓性能匹配的金属粉末，可为但不限于高强钢、不锈钢或马氏体钢。
根据实际激光熔覆情况，形成的毛坯杆70可为多边形、圆形、椭圆形或其他不规则等形状；整体外周尺寸较于所要制造的螺纹件的外周尺寸大，其长度(即在金属基体200上的高度)也大于所要制造的螺纹件的长度，以使得毛坯杆70具有足够的加工余量。
移动式激光熔覆设备主要由前端执行机构和后端装置组成。前端执行机构包括多轴工业机器人、移动承载车体、电气控制系统、送粉机构、激光熔覆头、熔覆喷嘴等；后端装置包括高功率光纤激光器、水冷机、动力电源箱、保护气体等。工作时，使用前端执行机构中的同一工业机器人，完成毛坯杆70的制造及自动打磨工作。
为提高毛坯杆70在金属基体200上的连接稳定性，金属基体200的连接位置处可预先设置定位槽，在激光熔覆形成毛坯杆70前，先以激光熔覆方式填充定位槽，形成加强基础，再在加强基础上进行激光熔覆，以叠层方式依次进行获得毛坯杆70。
毛坯杆70形成后，对毛坯杆70开展后处理(如消除应力热处理)以消除残余应力，完成组织、性能调控。对加强基础的表面采用砂纸等打磨至平整，与金属基体200平齐。
进一步地，由于在激光熔覆过程中，以叠层方式依次进行获得整个毛坯杆70，前层对后层有预热作用，后层对前层有后热作用，造成所在的制造区域热累积，在制造区域容易氧化和产生较大的残余应力，导致在制造区域性能下降和开裂。因此，为解决上述问题，根据需要，可在通过激光熔覆方式制出毛坯杆70的同时，对金属基体200进行水冷，从而实现对制造区域的冷却。
通过激光熔覆获得毛坯杆70后，移开移动式激光熔覆设备，以便进行后续加工。
S2、将毛坯杆70加工为圆柱状的光杆。
该步骤中，可采用图3所示的加工定位装置实现，相比于上述实施例的螺纹件制造方法，无需采用第一定位夹53进行夹持；通过加工定位装置的磁力钻52的空心钻头56对准在毛坯杆70的上方，将毛坯杆70加工为预定直径的光杆。
上述加工完成后，移开加工定位装置，安装螺纹加工装置。
加工形成光杆后，应按NB/T 20003.4-2010对光杆所有可达表面进行液体渗透检测，不允许存在裂纹等有害缺陷。
S3、在光杆上加工出螺纹，形成螺纹件80，如图5中(b)所示。
该步骤中，参考上述实施例，采用螺纹加工装置在光杆上加工出螺纹，使其形成螺纹件80。
螺纹加工装置如图4所示。加工螺纹时，将标准螺栓63通过联轴器65轴向连接在光杆上，磨头62对应在光杆的一侧并与光杆相切。
S5.2、启动动力机构61，驱动磨头62旋转。
S5.3、转动步进控制机构64和动力机构61，使其以标准螺栓63为轴进行旋转，带动磨头62沿着光杆的轴向移动，在光杆的外周上加工出螺纹，形成螺纹件80。
其中，步进控制机构64和动力机构61的转动可以通过人工实现，也可以通过驱动装置驱动实现。步进控制机构64相对标准螺栓63旋转时，由于两者之间螺纹配合，从而使得步进控制机构64的转动转变为轴向移动，从而沿着标准螺栓63的轴向向下移动，带动整个动力机构61及磨头62向下移动，磨头62在光杆上加工出轴向延伸的螺纹。
磨头62与光杆之间相切距离可调，从而可加工出符合深浅要求的螺纹。磨头62与光杆之间相切距离的调节，可通过步进控制机构64与动力机构61之间的距离调节实现。
根据需要，在螺纹加工过程中，采用冷却液对所加工部分进行冷却，例如采用冷却油冲淋光杆。
为提高加工的螺纹的精度，可采用不同规格尺寸的磨头62依次进行螺纹加工。例如，先进行螺纹的粗磨后再进行精磨。精磨过程中，速度比粗磨快2-10倍，以提高螺纹件表面粗糙度。
另外，在螺纹加工完成并拆除螺纹加工装置后，采用切割或打磨工具去除螺纹件80顶部的原先联轴器65嵌套的部分(轴向长度约15mm)。对于螺纹件80上的螺纹，采用板牙手动顺滑，清除表面毛刺。
在螺纹加工完成后，还对螺纹件80开展通止规检验：“通规”能自由通过螺纹；“止规”能旋入不超过2.5圈的有效牙纹，视为螺纹合格。
本实施例的螺纹件制造方法，制得的螺纹件可为但不限于螺栓、带有螺纹的挂钩等件；金属基体200可以是各种金属门板、面板、各种金属壁面或机械设备等等，只要是需要设置螺纹件且激光熔覆方式等形成的螺纹件能够与其连接为一体的基体均可。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (16)
1.一种螺纹件制造方法，其特征在于，所述螺纹件包括埋入安装基础内部的埋入段、凸出在安装基础上的螺杆段；所述螺纹件制造方法包括以下步骤：
S1、去除螺纹件上失效的螺杆段并将露出的断面打磨平整；所述失效包括断裂、腐蚀瘦腰和螺纹受损中至少一种；
S2、将连接套套设至所述螺纹件的埋入段外周并进行固定，将所述连接套的顶面打磨至与所述断面平齐；
S3、通过激光熔覆方式在所述埋入段和连接套上制出螺杆毛坯段；
S4、将所述螺杆毛坯段加工为与所述埋入段同轴的光杆；
S5、在所述光杆上加工出螺纹，形成新的螺杆段，与所述埋入段连接形成整体的螺纹件。
2.根据权利要求1所述的螺纹件制造方法，其特征在于，步骤S1中，还包括去除位于安装基础内部的埋入段的顶部，去除顶部后的所述埋入段露出的顶面形成所述断面。
3.根据权利要求1所述的螺纹件制造方法，其特征在于，在步骤S2之前，凿开位于所述螺纹件周围的所述安装基础部分，露出预定长度的所述埋入段；所述预定长度等于或大于所述连接套的长度。
4.根据权利要求3所述的螺纹件制造方法，其特征在于，所述螺纹件制造方法还包括以下步骤：
S6、将凿开的所述安装基础部分回填，将所述螺纹件周围的所述安装基础复原。
5.根据权利要求1所述的螺纹件制造方法，其特征在于，所述连接套的内径比所述埋入段的直径大0.05mm-0.5mm；所述连接套的外径比所述埋入段的直径大1mm-8mm。
6.根据权利要求1所述的螺纹件制造方法，其特征在于，步骤S3中制出的所述螺杆毛坯段为圆柱状，其直径大于步骤S5中加工形成的新的螺杆段的直径。
7.根据权利要求1所述的螺纹件制造方法，其特征在于，步骤S3中，通过激光熔覆方式制出所述螺杆毛坯段的同时，对所述埋入段进行水冷。
8.根据权利要求7所述的螺纹件制造方法，其特征在于，步骤S3中，通过所述水冷装置对所述述埋入段进行水冷；所述水冷装置包括提供冷却水的水箱、设置在所述水箱内的加压泵、水冷夹套、连接在所述水冷夹套和加压泵之间的进水管、连接在所述水冷夹套和水箱之间的排水管；
其中，将所述水冷夹套安装在所述埋入段的外周上，启动所述加压泵，所述水箱内的冷却水通过所述进水管进入所述水冷夹套内，对所述埋入段进行冷却后通过所述排水管回流至所述水箱内。
9.根据权利要求1所述的螺纹件制造方法，其特征在于，步骤S4中，采用加工定位装置对所述螺杆毛坯段进行加工；所述加工定位装置包括固定平台、安装在所述固定平台上的磁力钻以及第一定位夹；
步骤S4包括：
S4.1、将所述加工定位装置通过所述固定平台固定在所述安装基础上并位于所述螺纹件一侧；
S4.2、将所述第一定位夹夹固在所述埋入段上，使所述加工定位装置和所述螺纹件相对固定；
S4.3、将所述磁力钻的空心钻头对准在所述螺杆毛坯段的上方；
S4.4、启动所述磁力钻，所述空心钻头旋转并沿着所述螺杆毛坯段的轴向向下移动，将所述螺杆毛坯段加工为与所述埋入段同心且直径相同的光杆。
10.根据权利要求9所述的螺纹件制造方法，其特征在于，所述加工定位装置还包括第二定位夹以及定位块；
所述第二定位夹和定位块分别抵紧在所述磁力钻的两侧并且固定在所述固定平台上，将所述磁力钻定位在所述固定平台上。
11.根据权利要求1所述的螺纹件制造方法，其特征在于，步骤S5中，采用螺纹加工装置在所述光杆上加工出螺纹；所述螺纹加工装置包括动力机构、连接在所述动力机构的输出轴上的磨头、与所述动力机构的输出轴的轴向平行设置的标准螺栓、连接在所述动力机构上并通过螺纹配合在所述标准螺栓的外周的步进控制机构、设置在所述标准螺栓端部的联轴器；
步骤S5包括：
S5.1、将所述标准螺栓通过所述联轴器轴向连接在所述光杆上，所述磨头对应在所述光杆的一侧并与所述光杆相切；
S5.2、启动所述动力机构，驱动所述磨头旋转；
S5.3、转动所述步进控制机构和动力机构，使其以所述标准螺栓为轴进行旋转，带动所述磨头沿着所述光杆的轴向移动，在所述光杆的外周上加工出螺纹。
12.根据权利要求1-11任一项所述的螺纹件制造方法，其特征在于，所述螺纹件为地脚螺栓；所述安装基础为混凝土制件。
13.一种螺纹件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过激光熔覆方式在金属基体上制出毛坯杆；
S2、将所述毛坯杆加工为圆柱状的光杆；
S3、在所述光杆上加工出螺纹，形成螺纹件。
14.根据权利要求13所述的螺纹件制造方法，其特征在于，步骤S3中，采用螺纹加工装置在所述光杆上加工出螺纹；所述螺纹加工装置包括动力机构、连接在所述动力机构的输出轴上的磨头、与所述动力机构的输出轴的轴向平行设置的标准螺栓、连接在所述动力机构上并通过螺纹配合在所述标准螺栓的外周的步进控制机构、设置在所述标准螺栓端部的联轴器；
步骤S3包括：
S3.1、将所述标准螺栓通过所述联轴器轴向连接在所述光杆上，所述磨头对应在所述光杆的一侧并与所述光杆相切；
S3.2、启动所述动力机构，驱动所述磨头旋转；
S3.3、转动所述步进控制机构和动力机构，使其以所述标准螺栓为轴进行旋转，带动所述磨头沿着所述光杆的轴向移动，在所述光杆的外周上加工出螺纹。
15.一种螺纹加工装置，其特征在于，用于权利要求1-12任一项所述的螺纹件制造方法或者权利要求13-14任一项所述的螺纹件制造方法，所述螺纹加工装置包括动力机构、连接在所述动力机构的输出轴上的磨头、与所述动力机构的输出轴的轴向平行设置的标准螺栓、连接在所述动力机构上并通过螺纹配合在所述标准螺栓的外周的步进控制机构、设置在所述标准螺栓端部的联轴器。
16.根据权利要求15所述的螺纹加工装置，其特征在于，所述步进控制机构包括连接轴套；所述连接轴套上设有贯穿其相对两端面的轴孔，所述轴孔内设有与所述标准螺栓相适配的内螺纹；
所述连接轴套通过连接件连接在所述动力机构上并与所述动力机构相对固定；
所述标准螺栓穿设在所述轴孔内并与所述轴孔的内螺纹相配合；所述连接轴套可沿所述标准螺栓的轴向上下移动。
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| GR01 | Patent grant | ||
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