CN114515873A - 一种用于金属制造的全自动攻丝机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺纹件加工技术领域，且公开了一种用于金属制造的全自动攻丝机，包括工作台，所述工作台的上表面安装有夹紧机构，所述工作台上表面的左侧位置安装有升降机构，所述升降机构的移动杆上固定安装有主体，所述主体的内部活动安装有钻头，所述钻头的螺纹段伸出主体。本发明通过固定球与接触球的设置，在钻头攻丝的过程中，当其所受阻力较大时，接触球与固定球会发生瞬时相对滑动，使得主动座向上移动，进而使电磁铁与磁体之间的磁吸力克服弹性件的弹力，使得电机所产生的转动力不再通过接触球传递给钻头，导致钻头停转，从而避免在攻丝阻力较大时，钻头继续攻丝，导致其断裂在工件内部，影响后续工件的加工效率。

Description

一种用于金属制造的全自动攻丝机

技术领域

本发明涉及螺纹件加工技术领域，具体为一种用于金属制造的全自动攻丝机。

背景技术

在金属件加工作业中，有时需要对金属件进行内螺纹攻丝，进而使金属件在后续安装使用的过程中，可以通过螺钉进行固定安装，而现今通常使用全自动攻丝机来完成上述操作。

现有的全自动攻丝机在使用的过程中，首先通过上料机构将待攻丝的金属件置于钻头下方位置的夹紧机构中，并令夹紧机构夹紧金属件，之后，令动力源带动钻头转动，并通过升降机构带动钻头向下移动，使得钻头伸入金属件上的圆孔中，并对圆孔内壁进行攻丝作业，当攻丝完毕后，令动力源带动钻头反转，并令升降机构上移，使得钻头退出金属件，最后，令管道向钻头喷射冷却液，但是在上述操作中，由于钻头的转动是通过控制机构控制的，使得在钻头攻丝的过程中，当钻头与金属件之间的阻力较大时，钻头仍会继续攻丝，导致钻头产生形变，进而断裂在金属件内部，从而影响后续加工金属件的工作效率。

发明内容

针对背景技术中提出的现有全自动攻丝机在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于金属制造的全自动攻丝机，具备避免钻头断裂在工件内部，影响后续工件加工效率的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于金属制造的全自动攻丝机，包括工作台，所述工作台的上表面安装有夹紧机构，所述工作台上表面的左侧位置安装有升降机构，所述升降机构的移动杆上固定安装有主体，所述主体的内部活动安装有钻头，所述钻头的螺纹段伸出主体，所述主体的内部开设有升降腔，所述钻头的上表面固定安装有固定球，所述主体的内部固定安装有电磁铁，所述升降腔的上侧面固定安装有限位槽，所述限位槽的腔体为方形结构设置，所述限位槽中活动安装有限位块，所述限位槽中安装有弹性件，所述限位槽的上侧面通过弹性件与限位块的上表面连接，所述限位块内部固定安装有磁体，所述限位块的底面固定安装有电机，所述升降腔的内腔活动安装有主动座，所述主动座的上表面与电机的输出轴固定连接，所述主动座的下表面固定安装有连接杆一，所述主动座的下表面固定安装有接触球，所述接触球与固定球的中上部分接触，所述在接触球与固定球相对滑动时，所述接触球会向上滑动，所述使得接触球与固定球之间产生垂直间距。

优选的，所述主体的内部开设有气流腔，所述钻头的侧面固定安装有叶片，所述叶片与气流腔形成活动连接，所述主体的内部开设有进气口，所述气流腔通过进气口与外界环境连通。

优选的，所述钻头的内部开设有滑槽，所述滑槽的横截面为方形结构设置，所述滑槽的内腔固定安装有底座，所述滑槽内腔中活动安装有滑块，所述滑块的上表面与连接杆一的下端头形成活动连接，所述滑块与底座之间的位置安装有气囊，所述滑块的底面通过气囊与底座的上表面连接。

优选的，所述钻头的内部开设有大环槽，所述大环槽与气流腔连通，所述钻头的内部开设有分支孔，所述分支孔的上侧孔与大环槽、滑槽连通，所述分支孔的下侧孔与外界环境连通。

优选的，所述分支孔的孔径设置为两端大孔径、中端小孔径设置，所述钻头的内部活动安装有压力座，所述压力座的内部开设有通孔，所述通孔孔径为由上到下逐渐减小设置，所述压力座的内部固定安装有连接杆二，所述连接杆二的上端穿过底座与气囊，且与滑块的底面固定连接。

优选的，所述钻头的内部开设有小环槽，所述钻头的内部开设有吸力孔，所述小环槽通过吸力孔与分支孔连通，所述主体的内部开设有液腔，所述液腔的腔体中充入有冷却液，所述主体的内部开设有开口一，所述开口一连通液腔与吸力孔。

优选的，所述底座的内部开设有开口二，所述开口二连通气囊的内腔与分支孔，所述底座的内部活动安装有偏转块，所述偏转块在封闭状态时，所述气囊的内腔仍与分支孔连通。

优选的，所述固定球与接触球之间的摩擦阻力、压力座所受气体的压力、气囊吸引气体时对主动座产生的阻力、和主动座相连接的关联部件的重力与弹性件弹力的合力是钻头形变力的四分之三，所述电磁铁与磁体相互接近到极限位置时的磁吸力是弹性件弹力与上述关联部件重力合力的一点二倍。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过固定球与接触球的设置，在钻头攻丝的过程中，当其所受阻力较大时，接触球与固定球会发生瞬时相对滑动，使得主动座向上移动，进而使电磁铁与磁体之间的磁吸力克服弹性件的弹力，使得电机所产生的转动力不再通过接触球传递给钻头，导致钻头停转，从而避免在攻丝阻力较大时，钻头继续攻丝，导致其断裂在工件内部，影响后续工件的加工效率。

2、本发明通过叶片与分支孔的设置，当钻头转动时，会带动叶片同步转动，使得外界空气进入分支孔中，并携带液腔中的冷却液，最终进入到螺纹槽与工件孔壁之间的空间，与原装置相比较，本装置的冷却液可以实现实时加注，进而避免攻丝时，钻头与工件之间的阻力较大，从而降低钻头断裂的概率，之后，随着后续气体与液体继续进入上述空间，进而对上述空间中所积留的金属屑产生向上推动力，使得金属屑沿着螺纹槽排出，避免金属屑滞留，导致钻头与工件之间的摩擦阻力增大，令钻头断裂的概率提高。

3、本发明通过压力座与气囊的设置，在上述空气进入分支孔的过程中，该气体首先接触压力座，进而对压力座产生向下的压力，使得固定球与接触球之间的贴合力增大，避免两者之间轻易产生相对滑动，影响攻丝效率，之后，当主动座上移时，会带动气囊抽取分支孔中的剩余气体，并发生膨胀现象，进而阻止上移的主动座复位，避免主动座瞬时上移，导致电磁铁与磁体之间无法有效吸引，导致弹性件带动主动座再次下移，并对钻头再次施加转动力，使得钻头发生断裂现象。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明结构主体内部结构示意图；

图3为本发明结构钻头内部结构示意图；

图4为本发明结构接触球与固定球接触状态俯视示意图；

图5为本发明结构气囊示意图。

图中：1、工作台；2、夹紧机构；3、升降机构；4、主体；5、钻头；6、气流腔；7、叶片；8、进气口；9、升降腔；10、固定球；11、电磁铁；12、限位槽；13、限位块；14、磁体；15、主动座；16、接触球；17、滑槽；18、底座；19、滑块；20、气囊；21、大环槽；22、分支孔；23、压力座；24、小环槽；25、吸力孔；26、液腔；27、偏转块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图3与图4，一种用于金属制造的全自动攻丝机，包括工作台1，工作台1的上表面安装有夹紧机构2，工作台1上表面的左侧位置安装有升降机构3，升降机构3的移动杆上固定安装有主体4，主体4的内部转动安装有钻头5，钻头5的螺纹段伸出主体4，主体4内部位于钻头5上方的位置开设有升降腔9，钻头5的上表面固定安装有固定球10，主体4内部位于升降腔9上方的位置固定安装有电磁铁11，升降腔9的上侧面固定安装有限位槽12，限位槽12的腔体为方形结构设置，限位槽12中滑动安装有限位块13，限位块13与限位槽12的腔体贴合，限位槽12中安装有弹性件，弹性件的一端与限位槽12的上侧面连接，弹性件的另一端与限位块13的上表面连接，限位块13内部固定安装有磁体14，限位块13的底面固定安装有电机，升降腔9内腔中位于电机下方的位置滑动安装有主动座15，主动座15的上表面与电机的输出轴固定连接，主动座15下表面的中心位置固定安装有连接杆一，主动座15下表面位于连接杆一外侧的位置固定安装有接触球16，接触球16与固定球10的中上部分接触，在电机带动主动座15转动的过程中，主动座15带动接触球16同步转动，并使其接触、推动固定球10转动，导致钻头5开始旋转，之后，升降机构3带动钻头5下移，使其在工件内部的圆孔中进行攻丝作业，当钻头5在工件内部所受的阻力较大时，主动座15带动接触球16与固定球10瞬时相对滑动，使得接触球16带动主动座15上移，并使限位块13挤压弹性件，令限位块13内部磁体14接近电磁铁11，进而相互吸引，使得接触球16与固定球10产生垂直间距，从而使得电机所产生的转动力不再通过接触球16与固定球10，进而传递给钻头5，使得钻头5停转，从而避免在攻丝阻力较大时，钻头5继续攻丝，导致其断裂在工件内部，影响后续工件的加工效率，另外，由于接触球16与固定球10的中上部分接触，使得在上述接触球16与固定球10相对滑动的过程中，接触球16会向上滑动，进而使上述功能可以顺利实现。

请参阅图2，主体4内部位于钻头5外侧的位置开设有气流腔6，钻头5的侧面固定安装有叶片7，叶片7伸入气流腔6，并与气流腔6形成滑动连接，主体4内部位于气流腔6上方的位置开设有进气口8，进气口8的一侧与外界环境连通，进气口8的另一侧与气流腔6连通，在上述钻头5转动的过程中，会同步带动叶片7转动，使得气流腔6中产生负压，该负压通过进气口8，进而将外界空气抽入，从而为后续功能的实现提供动力源。

请参阅图3，钻头5内部的上方位置开设有滑槽17，滑槽17的横截面为方形结构设置，滑槽17内腔的下部位置固定安装有底座18，滑槽17内腔中位于底座18上方的位置滑动安装有滑块19，滑块19的上表面与连接杆一的下端端头形成活动连接，滑块19与底座18之间的位置安装有气囊20，气囊20的一端与滑块19的底面固定连接，气囊20的另一端与底座18的上表面固定连接，在上述主动座15上移的过程中，会通过连接杆一拉动气囊20，进而通过该操作对主动座15所产生的上移阻力，使得固定球10与接触球16之间的贴合力增大，避免两者之间轻易产生相对滑动，影响攻丝效率。

钻头5内部位于滑槽17下方位置的外侧开设有大环槽21，大环槽21与气流腔6连通，钻头5内部位于滑槽17下方的位置开设有分支孔22，分支孔22的上侧孔与大环槽21、滑槽17连通，分支孔22的下侧孔与外界环境连通，且分支孔22的下侧孔开设在钻头5螺纹槽的位置，上述被抽入气流腔6中的气体会通过大环槽21与分支孔22，进而进入钻头5的螺纹槽与工件圆孔孔壁之间的空间，进而对该空间内部所滞留的金属屑产生向上推动，使得金属屑沿着螺纹槽排出工件，从而避免金属屑滞留，导致钻头5与工件之间的摩擦阻力增大，令钻头5断裂的概率提高。

请参阅图5，分支孔22的孔径设置为两端大孔径、中端小孔径设置，钻头5内部位于分支孔22上侧大孔径的位置滑动安装有压力座23，压力座23的内部纵向开设有通孔，该通孔孔径为由上到下逐渐减小设置，压力座23的内部固定安装有连接杆二，连接杆二的上端穿过底座18与气囊20，连接杆二的上端与滑块19的底面固定连接，在上述空气进入分支孔22的过程中，该气流会首先接触压力座23，进而对压力座23产生下压力，该下压力通过滑块19、连接杆一，进而传递给主动座15，从而进一步增大固定球10与接触球16之间的贴合力，避免两者之间轻易产生相对滑动，影响攻丝效率

钻头5内部位于分支孔22小孔径的外侧位置开设有小环槽24，钻头5内部位于小环槽24内侧的位置开设有吸力孔25，吸力孔25的一侧与小环槽24连通，吸力孔25的另一侧与分支孔22中端小孔径的位置连通，主体4内部位于气流腔6下方的位置开设有液腔26，液腔26的腔体中充入有冷却液，主体4内部位于液腔26内侧的位置开设有开口一，开口一连通液腔26与吸力孔25，在上述气体通过分支孔22的过程中，利用文丘里效应，使得与分支孔22中端小孔径位置相连通的吸力孔25会产生负压吸引，进而使得该负压会将液腔26中的冷却液通过开口一、小环槽24与吸力孔25，进而抽入分支孔22中，并随着分支孔22内气体的流通，而同步进入钻头5与工件孔壁之间的空间，与原装置相比较，本装置的冷却液可以实现实时加注，进而对上述空间进行润滑与降温，避免攻丝时，钻头5与工件之间的阻力较大，从而降低钻头5断裂的概率，同时，液体会增大对上述空间中的金属屑的推力，进而进一步提高金属屑的脱离效果。

请参阅图5，底座18的内部纵向开设有开口二，开口二连通气囊20的内腔与分支孔22，底座18内部位于开口二的位置铰接有偏转块27，偏转块27在封闭状态时，气囊20的内腔仍与分支孔22连通，在上述主动座15上移的过程中，会拉动气囊20，使得气囊20内产生负压，该负压带动偏转块27打开，使得开口二的孔径增大，然后，通过开口二抽取分支孔22中的剩余气体，令气囊20膨胀，之后，弹性件对限位块13与主动座15施加下压力，使得滑块19挤压气囊20，令偏转块27闭合，使得开口二的孔径减小，令气囊20中的气体排出速度大大减缓，从而使得气囊20会对上移的主动座15产生一定的限位力，进而阻止上移的主动座15复位，避免主动座15瞬时上移，导致电磁铁11与磁体14之间无法有效吸引，导致弹性件带动主动座15再次下移，并对钻头5再次施加转动力，使得钻头5发生断裂现象。

固定球10与接触球16之间的摩擦阻力、压力座23所受气体的压力、气囊20吸引气体时对主动座15产生的阻力、和主动座15相连接的关联部件的重力与弹性件弹力的合力是钻头5形变力的四分之三，当电磁铁11与磁体14相互接近到极限位置时的磁吸力是弹性件弹力与上述关联部件重力合力的一点二倍，通过上述合力，使得带动主动座15上移的力小于钻头5的形变力，进而避免钻头5在工件内部所受阻力较大，导致其发生断裂现象，影响加工效率。

本发明的使用方法（工作原理）如下：

工作时，首先通过上料机构（如机械臂）将待攻丝工件放置在工作台1表面的夹紧机构2内，之后，令夹紧机构2将工件夹紧，然后，电机带动主动座15与接触球16转动，使得接触球16带动固定球10与钻头5转动，最后，通过升降机构3带动主体4与钻头5下移，并使钻头5在工件内部的圆孔中开始攻丝，在这个过程中，钻头5带动叶片7转动，使得外界空气通过进气口8、气流腔6、大环槽21与分支孔22，进而进入钻头5与工件孔壁之间的位置，同时液腔26中的冷却液会通过开口一、小环槽24与吸力孔25，进而进入分支孔22中，并随着其中的气流而同步进入上述空间，进而对上述空间产生润滑与降温作用，并将上述空间中滞留的金属屑沿着钻头5的螺纹槽推出工件，之后，当钻头5在工件内部所受阻力大于固定球10与接触球16之间摩擦阻力、压力座23所受气体压力、气囊20吸引气体时对主动座15产生的阻力、和主动座15相连接的关联部件的重力与弹性件弹力的合力时，钻头5停止转动，而电机带动主动座15与接触球16继续转动，使得接触球16与固定球10瞬时相对滑动，令接触球16带动主动座15上移，并使得限位块13向上挤压弹性件，同时，上移的主动座15会通过连接杆一与滑块19，进而拉动气囊20上移，使得分支孔22中剩余的气体通过开口二进入气囊20，之后，由于限位块13上移，进而使磁体14与电磁铁11相互吸引，使得接触球16与固定球10产生垂直间距，令电机所施加的转动力不再施加到钻头5，之后，令电机停转，并使电磁铁11失去磁力，导致弹性件释放弹力，进而令主动座15再次下移，并带动接触球16接触固定球10，通过与主动座15相连接的关联部件的重力，使得接触球16与固定球10接触的过程中，接触球16会相对于固定球10进行滑动，使得接触球16带动主动座15水平偏转，使得接触球16与固定球10再次回到初始接触状态，之后，令电机反转，同时，令升降机构3上移，使得钻头5脱离工件，此为一个工作循环。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于金属制造的全自动攻丝机，包括工作台（1），其特征在于：所述工作台（1）的上表面安装有夹紧机构（2），所述工作台（1）上表面的左侧位置安装有升降机构（3），所述升降机构（3）的移动杆上固定安装有主体（4），所述主体（4）的内部活动安装有钻头（5），所述钻头（5）的螺纹段伸出主体（4），所述主体（4）的内部开设有升降腔（9），所述钻头（5）的上表面固定安装有固定球（10），所述主体（4）的内部固定安装有电磁铁（11），所述升降腔（9）的上侧面固定安装有限位槽（12），所述限位槽（12）的腔体为方形结构设置，所述限位槽（12）中活动安装有限位块（13），所述限位槽（12）中安装有弹性件，所述限位槽（12）的上侧面通过弹性件与限位块（13）的上表面连接，所述限位块（13）内部固定安装有磁体（14），所述限位块（13）的底面固定安装有电机，所述升降腔（9）的内腔活动安装有主动座（15），所述主动座（15）的上表面与电机的输出轴固定连接，所述主动座（15）的下表面固定安装有连接杆一，所述主动座（15）的下表面固定安装有接触球（16），所述接触球（16）与固定球（10）的中上部分接触，所述在接触球（16）与固定球（10）相对滑动时，所述接触球（16）会向上滑动，所述使得接触球（16）与固定球（10）之间产生垂直间距。

2.根据权利要求1所述的一种用于金属制造的全自动攻丝机，其特征在于：所述主体（4）的内部开设有气流腔（6），所述钻头（5）的侧面固定安装有叶片（7），所述叶片（7）与气流腔（6）形成活动连接，所述主体（4）的内部开设有进气口（8），所述气流腔（6）通过进气口（8）与外界环境连通。

3.根据权利要求1所述的一种用于金属制造的全自动攻丝机，其特征在于：所述钻头（5）的内部开设有滑槽（17），所述滑槽（17）的横截面为方形结构设置，所述滑槽（17）的内腔固定安装有底座（18），所述滑槽（17）内腔中活动安装有滑块（19），所述滑块（19）的上表面与连接杆一的下端头形成活动连接，所述滑块（19）与底座（18）之间的位置安装有气囊（20），所述滑块（19）的底面通过气囊（20）与底座（18）的上表面连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于金属制造的全自动攻丝机，其特征在于：所述钻头（5）的内部开设有大环槽（21），所述大环槽（21）与气流腔（6）连通，所述钻头（5）的内部开设有分支孔（22），所述分支孔（22）的上侧孔与大环槽（21）、滑槽（17）连通，所述分支孔（22）的下侧孔与外界环境连通。

5.根据权利要求4所述的一种用于金属制造的全自动攻丝机，其特征在于：所述分支孔（22）的孔径设置为两端大孔径、中端小孔径设置，所述钻头（5）的内部活动安装有压力座（23），所述压力座（23）的内部开设有通孔，所述通孔孔径为由上到下逐渐减小设置，所述压力座（23）的内部固定安装有连接杆二，所述连接杆二的上端穿过底座（18）与气囊（20），且与滑块（19）的底面固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于金属制造的全自动攻丝机，其特征在于：所述钻头（5）的内部开设有小环槽（24），所述钻头（5）的内部开设有吸力孔（25），所述小环槽（24）通过吸力孔（25）与分支孔（22）连通，所述主体（4）的内部开设有液腔（26），所述液腔（26）的腔体中充入有冷却液，所述主体（4）的内部开设有开口一，所述开口一连通液腔（26）与吸力孔（25）。

7.根据权利要求3所述的一种用于金属制造的全自动攻丝机，其特征在于：所述底座（18）的内部开设有开口二，所述开口二连通气囊（20）的内腔与分支孔（22），所述底座（18）的内部活动安装有偏转块（27），所述偏转块（27）在封闭状态时，所述气囊（20）的内腔仍与分支孔（22）连通。

8.根据权利要求1所述的一种用于金属制造的全自动攻丝机，其特征在于：所述固定球（10）与接触球（16）之间的摩擦阻力、压力座（23）所受气体的压力、气囊（20）吸引气体时对主动座（15）产生的阻力、和主动座（15）相连接的关联部件的重力与弹性件弹力的合力是钻头（5）形变力的四分之三，所述电磁铁（11）与磁体（14）相互接近到极限位置时的磁吸力是弹性件弹力与上述关联部件重力合力的一点二倍。

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