CN116652673A - 一种高强度镍基合金螺杆加工装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了应用于螺杆加工领域的一种高强度镍基合金螺杆加工装置及其方法，通过自适应罩的设置，可在不影响切削刀具移动切削的情况下，在待加工螺杆外形成一层防护罩，在切削前，控制自适应罩通电，使其底部产生磁力并自动合拢，使自适应罩呈现柱面状，在切削时，部分飞溅的碎屑会被底部合拢的自适应罩拦截并吸附，加工后，控制自适应罩断电，自适应罩下端自动展开，同时失去磁性，其表面吸附的碎屑集中下落至工作台上，相较于现有技术可有效拦截并吸附飞溅的碎屑，既可降低对工作人员造成的安全隐患，同时也可大幅度缩小碎屑的分布范围，降低清理难度。
Description
技术领域
本申请涉及螺杆加工领域，特别涉及一种高强度镍基合金螺杆加工装置及其方法。
背景技术
镍基合金是指在650-1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同，分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。
螺杆是指外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥，而镍基合金螺杆具有高强度、耐高温以及耐磨等特点。
螺杆加工时，一般是转动切削的过程，在螺杆切削转动时，容易发生碎屑飞溅的情况，碎屑飞溅不仅对周边的工作人员产生一定的安全隐患，还易导致碎屑分布面积广，难以清理。
发明内容
本申请目的在于可有效拦截并吸附飞溅的碎屑，既可降低对工作人员造成的安全隐患，同时也可大幅度缩小碎屑的分布范围，降低清理难度，相比现有技术提供一种高强度镍基合金螺杆加工装置，包括工作台，工作台左右两上端均架设有支撑架，两个支撑架之间安装有三轴移动组件，三轴移动组件的Z轴下端安装有切削刀具，工作台上端还安装有电动机，电动机的输出端固定连接有电动夹具，待加工的螺杆安装在电动夹具上，远离电动机的支撑架内固定连接有支撑板，支撑板上固定连接有自适应罩，自适应罩罩设在待加工的螺杆以及电动夹具的外侧，电动机的输出端活动贯穿自适应罩的端部，且二者相互不接触，自适应罩上方开凿有操作口，三轴移动组件的Z轴下端穿过操作口并位于自适应罩内侧。
通过自适应罩的设置，可在不影响切削刀具移动切削的情况下，在待加工螺杆外形成一层防护罩，在切削前，控制自适应罩通电，使其底部产生磁力并自动合拢，使自适应罩呈现柱面状，在切削时，部分飞溅的碎屑会被底部合拢的自适应罩拦截并吸附，加工后，控制自适应罩断电，自适应罩下端自动展开，同时失去磁性，其表面吸附的碎屑集中下落至工作台上，相较于现有技术可有效拦截并吸附飞溅的碎屑，既可降低对工作人员造成的安全隐患，同时也可大幅度缩小碎屑的分布范围，降低清理难度。
进一步，操作口截面对应的圆心角不大于60°，操作口口部过大，易导致对碎屑的拦截效果不好，三轴移动组件的Z轴不与操作口内壁接触，使自适应罩不易影响切削刀具随三轴移动组件的Z轴来回移动，有效保证螺杆加工过程的顺利进行。
进一步，自适应罩下端电性连接有两个自适应弧片，两个自适应弧片底部之间形成落料口，落料口位于操作口正下方，部分飞溅的碎屑被自适应弧片拦截吸附，而部分直接下落的碎屑，可穿过落料口直接落在工作台上。
进一步，自适应弧片处于弧形状态时，落料口的开口幅度不超过操作口开口幅度与的1/3，其开口幅度过大，易导致部分飞溅的碎屑被拦截范围过小，还是容易发生飞溅的情况，另外，在加工后，自适应罩断电，自适应弧片失去磁性，会自动展开下垂，使落料口开口大幅度增大，此时便于其内的碎屑集中下落。
进一步，自适应弧片仅上端边缘与自适应罩固定，且自适应弧片与自适应罩的连接点位于自适应罩中部，使自适应弧片在断电伸展后，落料口展开的幅度与自适应罩内径保持一致，使其内不易发生碎屑沉积的情况，有效保证碎屑的大部分下落，自适应弧片处于弧形状态时，自适应弧片的两侧边缘与自适应罩相互接触，即此时自适应罩和自适应弧片形成完整的弧面，使其对碎屑的拦截更好。
进一步，自适应弧片包括多个围弧条、贴附在多个围弧条朝向自适应罩外侧表面的外控位层以及贴附在多个围弧条内表面的内松连层，最下方的围弧条底部固定连接有底条，内松连层和外控位层的两个端部均分别延伸至自适应罩以及底条上并固定，多个围弧条两两接触时，自适应弧片呈现弧形，且该弧形的半径与自适应罩半径保持一致，有效保证通电时，自适应弧片与自适应罩之间的无空隙接触。
进一步，外控位层完全与多个围弧条相互贴附，且相邻两个围弧条靠近外控位层的边缘相互接触，通过外控位层有效限制多个围弧条的位置，使其在两两相互吸附接触时，可形成完整的弧形，内松连层仅与多个围弧条中部贴附固定，内松连层既可限制围弧条的位置，同时其弯曲时，未与围弧条接触的部分可自适应弯曲，从而不易影响多个围弧条的伸展与弯曲聚拢。
进一步，最上方的围弧条为电磁铁，且工作台上安装有控制围弧条通断电的信号开关，其余的多个围弧条以及底条均为铁质材料制成，在通电时，最上方的围弧条产生磁性，会吸附临近的围弧条，继而依次吸附多个围弧条，实现多个围弧条的聚拢，在断电后，失去磁力的束缚，多个围弧条相互分离，并自然下垂，实现落料口的扩展，便于碎屑下落。
可选的，多个围弧条中部固定镶嵌有导电线，多个围弧条均与导电线并联，围弧条上下两端均开凿有藏线孔，导电线位于位于口部相对的两个藏线孔之间的部分为螺旋状，导电线位于围弧条内的部分为平直状，在此设置中，多个围弧条均为电磁铁，在通电后多个围弧条同时具有磁性，且相互靠近的端部磁极相反，使多个围弧条可快速聚拢，其相较于第一种设置，磁性更加稳定，使自适应弧片通电后的弧形维持的更加稳定，使对碎屑的拦截效果更好。
一种高强度镍基合金螺杆加工装置，螺杆的加工方法包括以下步骤：
S1、首先将待加工的螺杆安装至电动夹具上，然后根据需要调整切削刀具与螺杆之间的间距，切削出符合要求的螺纹；
S2、在加工前，控制自适应罩通电，使其底部产生磁力并自动合拢，使自适应罩呈现柱面状，在切削时，部分飞溅的碎屑飞溅在自适应罩表面，被磁吸吸附；
S3、加工完成后，控制自适应罩断电，自适应罩下端自动展开，同时失去磁性，其表面吸附的碎屑直接下落至工作台上，集中回收处理，完成螺杆的加工。
相比于现有技术，本申请的优点在于：
(1)通过自适应罩的设置，可在不影响切削刀具移动切削的情况下，在待加工螺杆外形成一层防护罩，在切削前，控制自适应罩通电，使其底部产生磁力并自动合拢，使自适应罩呈现柱面状，在切削时，部分飞溅的碎屑会被底部合拢的自适应罩拦截并吸附，加工后，控制自适应罩断电，自适应罩下端自动展开，同时失去磁性，其表面吸附的碎屑集中下落至工作台上，相较于现有技术可有效拦截并吸附飞溅的碎屑，既可降低对工作人员造成的安全隐患，同时也可大幅度缩小碎屑的分布范围，降低清理难度。
附图说明
图1为本申请的立体图；
图2为本申请在取下自适应罩后的立体图；
图3为本申请自适应罩在通电时的截面图；
图4为本申请自适应罩在断电时的立体图；
图5为本申请自适应弧片通电时的截面图；
图6为本申请自适应弧片通断电前后的变化图；
图7为本申请自适应罩在通电前后的变化对比图；
图8为本申请自适应罩在断电时的截面图；
图9为本申请相邻两个围弧条的截面图；
图10为本申请实施例2中自适应弧片的截面图；
图11为本申请实施例2中围弧片的截面图。
图中标号说明：
1工作台、2三轴移动组件、21支撑架、22切削刀具、3电动机、31电动夹具、4支撑板、5自适应罩、51自适应弧片、511围弧条、512内松连层、513底条、514外控位层、52操作口、53落料口、6导电线、61藏线孔。
具体实施方式
实施例将结合说明书附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述，基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种高强度镍基合金螺杆加工装置，请参阅图1-2，包括工作台1，工作台1左右两上端均架设有支撑架21，两个支撑架21之间安装有三轴移动组件2，三轴移动组件2的Z轴下端安装有切削刀具22，工作台1上端还安装有电动机3，电动机3的输出端固定连接有电动夹具31，待加工的螺杆安装在电动夹具31上，远离电动机3的支撑架21内固定连接有支撑板4，支撑板4上固定连接有自适应罩5，自适应罩5罩设在待加工的螺杆以及电动夹具31的外侧，电动机3的输出端活动贯穿自适应罩5的端部，且二者相互不接触。
请参阅图3，自适应罩5上方开凿有操作口52，三轴移动组件2的Z轴下端穿过操作口52并位于自适应罩5内侧，操作口52截面对应的圆心角不大于60°，操作口52口部过大，易导致对碎屑的拦截效果不好，三轴移动组件2的Z轴不与操作口52内壁接触，使自适应罩5不易影响切削刀具22随三轴移动组件2的Z轴来回移动，有效保证螺杆加工过程的顺利进行。
请参阅图4，自适应罩5下端电性连接有两个自适应弧片51，两个自适应弧片51底部之间形成落料口53，落料口53位于操作口52正下方，部分飞溅的碎屑被自适应弧片51拦截吸附，而部分直接下落的碎屑，可穿过落料口53直接落在工作台1上，自适应弧片51仅上端边缘与自适应罩5固定，且自适应弧片51与自适应罩5的连接点位于自适应罩5中部，使自适应弧片51在断电伸展后，落料口53展开的幅度与自适应罩5内径保持一致，使其内不易发生碎屑沉积的情况，有效保证碎屑的大部分下落，自适应弧片51处于弧形状态时，自适应弧片51的两侧边缘与自适应罩5相互接触，即此时自适应罩5和自适应弧片51形成完整的弧面，使其对碎屑的拦截更好。
如图3和图8，自适应弧片51处于弧形状态时，落料口53的开口幅度不超过操作口52开口幅度与的1/3，其开口幅度过大，易导致部分飞溅的碎屑被拦截范围过小，还是容易发生飞溅的情况，另外，在加工后，自适应罩5断电，自适应弧片51失去磁性，会自动展开下垂，使落料口53开口大幅度增大，此时便于其内的碎屑集中下落。
请参阅图5，自适应弧片51包括多个围弧条511、贴附在多个围弧条511朝向自适应罩5外侧表面的外控位层514以及贴附在多个围弧条511内表面的内松连层512，最下方的围弧条511底部固定连接有底条513，内松连层512和外控位层514的两个端部均分别延伸至自适应罩5以及底条513上并固定，多个围弧条511两两接触时，自适应弧片51呈现弧形，且该弧形的半径与自适应罩5半径保持一致，有效保证通电时，自适应弧片51与自适应罩5之间的无空隙接触。
值得注意的是：内松连层512采用耐摩擦的高强度柔性材料制成，例如尼龙材料。
如图6，外控位层514完全与多个围弧条511相互贴附，且相邻两个围弧条511靠近外控位层514的边缘相互接触，通过外控位层514有效限制多个围弧条511的位置，使其在两两相互吸附接触时，可形成完整的弧形，如图8-9，内松连层512仅与多个围弧条511中部贴附固定，内松连层512既可限制围弧条511的位置，同时其弯曲时，未与围弧条511接触的部分可自适应弯曲，从而不易影响多个围弧条511的伸展与弯曲聚拢。
最上方的围弧条511为电磁铁，且工作台1上安装有控制围弧条511通断电的信号开关，其余的多个围弧条511以及底条513均为铁质材料制成，在通电时，最上方的围弧条511产生磁性，会吸附临近的围弧条511，继而依次吸附多个围弧条511，实现多个围弧条511的聚拢，在断电后，失去磁力的束缚，多个围弧条511相互分离，并自然下垂，实现落料口53的扩展，便于碎屑下落。
一种高强度镍基合金螺杆加工装置，螺杆的加工方法包括以下步骤：
S1、如图1-2，首先将待加工的螺杆安装至电动夹具31上，然后根据需要调整切削刀具22与螺杆之间的间距，切削出符合要求的螺纹；
S2、如图4，在加工前，控制自适应罩5通电，使其底部产生磁力并自动合拢，使自适应罩5呈现柱面状，在切削时，部分飞溅的碎屑飞溅在自适应罩5表面，被磁吸吸附；
S3、如图7-8，加工完成后，控制自适应罩5断电，自适应罩5下端自动展开，同时失去磁性，其表面吸附的碎屑直接下落至工作台1上，集中回收处理，完成螺杆的加工。
通过自适应罩5的设置，可在不影响切削刀具22移动切削的情况下，在待加工螺杆外形成一层防护罩，在切削前，控制自适应罩5通电，使其底部产生磁力并自动合拢，使自适应罩5呈现柱面状，在切削时，部分飞溅的碎屑会被底部合拢的自适应罩5拦截并吸附，加工后，控制自适应罩5断电，自适应罩5下端自动展开，同时失去磁性，其表面吸附的碎屑集中下落至工作台1上，相较于现有技术可有效拦截并吸附飞溅的碎屑，既可降低对工作人员造成的安全隐患，同时也可大幅度缩小碎屑的分布范围，降低清理难度。
实施例2：
请参阅图10-11，多个围弧条511中部固定镶嵌有导电线6，多个围弧条511均与导电线6并联，围弧条511上下两端均开凿有藏线孔61，导电线6位于位于口部相对的两个藏线孔61之间的部分为螺旋状，使导电线6不易影响多个围弧条511的展开与聚拢，导电线6位于围弧条511内的部分为平直状，在此设置中，多个围弧条511均为电磁铁，在通电后多个围弧条511同时具有磁性，且相互靠近的端部磁极相反，使多个围弧条511可快速聚拢，其相较于第一种设置，磁性更加稳定，使自适应弧片51通电后的弧形维持的更加稳定，使对碎屑的拦截效果更好。
本实施例仅上述围弧条511相互吸附成弧形的方式与实施例1形成区别点，其与部分与实施例保持一致。
以上所述，仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。
Claims (10)
1.一种高强度镍基合金螺杆加工装置，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)左右两上端均架设有支撑架(21)，两个所述支撑架(21)之间安装有三轴移动组件(2)，所述三轴移动组件(2)的Z轴下端安装有切削刀具(22)，所述工作台(1)上端还安装有电动机(3)，所述电动机(3)的输出端固定连接有电动夹具(31)，待加工的螺杆安装在电动夹具(31)上，远离所述电动机(3)的支撑架(21)内固定连接有支撑板(4)，所述支撑板(4)上固定连接有自适应罩(5)，所述自适应罩(5)罩设在待加工的螺杆以及电动夹具(31)的外侧，所述电动机(3)的输出端活动贯穿自适应罩(5)的端部，且二者相互不接触，所述自适应罩(5)上方开凿有操作口(52)，所述三轴移动组件(2)的Z轴下端穿过操作口(52)并位于自适应罩(5)内侧。
2.根据权利要求1所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，所述操作口(52)截面对应的圆心角不大于60°，所述三轴移动组件(2)的Z轴不与操作口(52)内壁接触。
3.根据权利要求1所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，所述自适应罩(5)下端电性连接有两个自适应弧片(51)，两个所述自适应弧片(51)底部之间形成落料口(53)，所述落料口(53)位于操作口(52)正下方。
4.根据权利要求3所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，所述自适应弧片(51)处于弧形状态时，落料口(53)的开口幅度不超过操作口(52)开口幅度与的1/3。
5.根据权利要求4所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，所述自适应弧片(51)仅上端边缘与自适应罩(5)固定，且自适应弧片(51)与自适应罩(5)的连接点位于自适应罩(5)中部，自适应弧片(51)处于弧形状态时，自适应弧片(51)的两侧边缘与自适应罩(5)相互接触。
6.根据权利要求5所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，所述自适应弧片(51)包括多个围弧条(511)、贴附在多个围弧条(511)朝向自适应罩(5)外侧表面的外控位层(514)以及贴附在多个围弧条(511)内表面的内松连层(512)，最下方的围弧条(511)底部固定连接有底条(513)，所述内松连层(512)和外控位层(514)的两个端部均分别延伸至自适应罩(5)以及底条(513)上并固定。
7.根据权利要求6所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，所述外控位层(514)完全与多个围弧条(511)相互贴附，且相邻两个围弧条(511)靠近外控位层(514)的边缘相互接触，所述内松连层(512)仅与多个围弧条(511)中部贴附固定。
8.根据权利要求7所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，最上方的所述围弧条(511)为电磁铁，且工作台(1)上安装有控制围弧条(511)通断电的信号开关，其余的多个围弧条(511)以及底条(513)均为铁质材料制成。
9.根据权利要求6所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，多个所述围弧条(511)中部固定镶嵌有导电线(6)，多个所述围弧条(511)均与导电线(6)并联，所述围弧条(511)上下两端均开凿有藏线孔(61)，所述导电线(6)位于位于口部相对的两个藏线孔(61)之间的部分为螺旋状，导电线(6)位于围弧条(511)内的部分为平直状。
10.根据权利要求1所述的一种高强度镍基合金螺杆加工装置，其特征在于，螺杆的加工方法包括以下步骤：
S1、首先将待加工的螺杆安装至电动夹具(31)上，然后根据需要调整切削刀具(22)与螺杆之间的间距，切削出符合要求的螺纹；
S2、在加工前，控制自适应罩(5)通电，使其底部产生磁力并自动合拢，使自适应罩(5)呈现柱面状，在切削时，部分飞溅的碎屑飞溅在自适应罩(5)表面，被磁吸吸附；
S3、加工完成后，控制自适应罩(5)断电，自适应罩(5)下端自动展开，同时失去磁性，其表面吸附的碎屑直接下落至工作台(1)上，集中回收处理，完成螺杆的加工。
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