CN117260305B - 一种长孔径工件内牙加工设备和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长孔径工件内牙加工设备和加工方法，涉及长孔径工件内牙加工技术领域。该长孔径工件内牙加工设备包括机座、正主轴、副主轴和中置主轴，正主轴滑动设置在机座上；正主轴用于夹持加工刀具的刀杆的第一端；副主轴滑动设置在机座上；副主轴用于夹持刀杆的第二端且用于与正主轴共同带动加工刀具旋转并沿Z轴方向移动；中置主轴安装在机座上且位于正主轴和副主轴之间，中置主轴用于夹持工件并在加工刀具旋转并沿Z轴方向穿过待加工通孔的过程中，带动工件转动。本发明的长孔径工件内牙加工设备能够对孔径比大于等于3的通孔进行内牙加工且刀具不会出现震刀现象。

Description

一种长孔径工件内牙加工设备和加工方法

技术领域

本发明涉及长孔径工件内牙加工技术领域，具体而言，涉及一种长孔径工件内牙加工设备和加工方法。

背景技术

现有技术中，工件上通孔的内牙一般是利用数控加工中心加工得到，加工过程中，刀具的一端被主轴夹持，在主轴驱动下，刀具的刀头对通孔的内壁进行铣削，配合沿通孔轴向方向的进给运动，最终在通孔中加工出内牙，然而对于孔径比（孔的长度与孔的直径之比）大于等于3的通孔而言，通孔越深，进给运动行程越大，则刀具长度越长，由于刀具只有一端被主轴所夹持，导致过长的刀具在旋转切削时容易出震刀现象，因此上述现有的方式无法适用于孔径比大于等于3的通孔的内牙加工。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长孔径工件内牙加工设备和加工方法，能够对孔径比大于等于3的通孔进行内牙加工且刀具不会出现震刀现象。

第一方面，本发明提供一种长孔径工件内牙加工设备，用于对工件中孔径比大于等于3的待加工通孔进行加工，包括机座和正主轴，所述正主轴滑动设置在所述机座上且能够沿Z轴方向往复移动，所述正主轴用于夹持加工刀具的刀杆的第一端；

所述长孔径工件内牙加工设备还包括：

副主轴，所述副主轴滑动设置在所述机座上且能够沿Z轴方向往复移动；所述副主轴用于夹持所述刀杆的第二端且用于与所述正主轴共同带动所述加工刀具旋转并沿Z轴方向移动；

中置主轴，所述中置主轴安装在所述机座上且位于所述正主轴和所述副主轴之间，所述中置主轴用于夹持所述工件并在所述加工刀具旋转并沿Z轴方向穿过所述待加工通孔的过程中，带动所述工件转动。

本发明提供的长孔径工件内牙加工设备，利用正主轴和副主轴共同夹持刀具，使得刀具平稳旋转和移动，有效地防止出现震刀现象，实现对孔径比大于等于3的通孔进行内牙加工。

进一步的，还包括：

正主轴移动台，所述正主轴移动台滑动设置在所述机座上且能够沿Z轴方向往复移动；所述正主轴滑动设置在所述正主轴移动台上且能够沿垂直于Z轴的方向往复移动；

副主轴移动台，所述副主轴移动台滑动设置在所述机座上且能够沿Z轴方向往复移动；所述副主轴滑动设置在所述副主轴移动台上且能够沿垂直于Z轴的方向往复移动。

设置移动台带动正主轴和副主轴沿垂直于Z轴的方向移动，有利于加工刀具装夹到副主轴上且便于正主轴能够对准于加工刀具的轴线，从而顺利装夹加工刀具。

进一步的，所述机座顶部设置有沿Z轴方向延伸且与水平面呈一夹角的斜面，所述斜面的倾斜方向与Z轴方向垂直；

所述正主轴和所述副主轴均滑动设置在所述斜面上；所述中置主轴安装在所述斜面上。

将正主轴和副主轴倾斜设置在机座上有利于确保设备加工精度、减少水平占用面积，以及便于收集和清理碎屑。

进一步的，所述中置主轴包括卡盘和驱动装置，所述驱动装置的输出端通过皮带与所述卡盘连接，所述驱动装置用于驱动所述卡盘旋转，所述卡盘用于夹持所述工件。

第二方面，本发明提供了一种基于上述的长孔径工件内牙加工设备的长孔径工件内牙加工方法，用于对工件中孔径比大于等于3的待加工通孔进行加工，包括以下步骤：

S1.控制所述中置主轴夹持所述工件；

S2.控制所述副主轴夹持所述刀杆的第二端并使所述刀杆的第一端穿过所述待加工通孔；

S3.控制所述正主轴夹持所述刀杆的第一端；

S4.驱动所述中置主轴转动，同时驱动所述副主轴和所述正主轴同步转动并沿Z轴方向同步移动，以使所述加工刀具的刀刃穿过所述待加工通孔；

S5.控制所述副主轴松开所述刀杆；

S6.控制所述正主轴退刀；

S7.控制所述中置主轴松开所述工件后，取出所述工件。

加工过程中加工刀具朝一方向穿过工件后直接从副主轴转移到正主轴上而无需返回也无需反转，优化了加工步骤，简化了加工程序，达到提高加工效率的效果。

进一步的，步骤S2中的具体步骤包括：

S21.控制所述副主轴带动所述刀杆沿垂直于Z轴的方向移动，以使所述刀杆的轴线与所述待加工通孔的轴线相互平行；

步骤S4中的具体步骤包括：

S41.控制所述中置主轴、所述副主轴和所述正主轴旋转；所述中置主轴的转向与所述副主轴的转向相反。

进一步的，步骤S41中的具体步骤包括：

S411.根据螺距和进给牙深确定所述中置主轴和所述副主轴的转速比；

S412.根据所述转速比控制所述中置主轴、所述副主轴和所述正主轴旋转。

进一步的，步骤S7之后还包括步骤：

S8.取出所述工件后，控制所述副主轴重新夹持所述刀杆，并控制所述正主轴松开所述刀杆。

进一步的，步骤S8中的具体步骤包括：

S8A1.控制所述正主轴带动所述刀杆沿垂直于Z轴的方向移动，以使所述加工刀具远离所述中置主轴；

S8A2.控制所述副主轴重新夹持所述刀杆的第二端。

进一步的，步骤S8中的具体步骤包括：

S8B1.控制所述正主轴带动所述刀杆沿Z轴方向移动，以使所述刀杆的第二端穿过所述中置主轴；

S8B2.控制所述副主轴重新夹持所述刀杆的第二端。

由上可知，本发明提供的长孔径工件内牙加工设备，设置有正主轴、中置主轴和副主轴，中置主轴位于正主轴和副主轴之间，加工过程中，工件夹放在中置主轴上并由中置主轴带动其转动，刀具从通孔中穿行，以此在通孔中加工出内牙，由于刀具的两端分别被正主轴和副主轴所夹持，因此刀具在旋转和移动过程中也不会出现震刀现象，实现对孔径比大于等于3的通孔进行内牙加工。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种长孔径工件内牙加工设备的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种长孔径工件内牙加工设备的剖视图。

图3为图2中a部分的放大结构示意图。

图4为本发明实施例中完成加工的工件的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的长孔径工件内牙加工方法的一种流程图。

图6为本发明实施例中加工刀具的结构示意图。

标号说明：

100、工件；200、机座；300、正主轴；400、副主轴；500、中置主轴；510、卡盘；520、驱动装置；600、正主轴移动台；700、副主轴移动台；810、刀杆；820、刀刃。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，下文所述的“Z轴方向”以附图1中的标注的坐标系作为参考。其中，Z轴方向为主轴的轴向方向。

参考附图1、附图2、附图3和附图4，本发明提供一种长孔径工件内牙加工设备，用于对工件100中孔径比大于等于3的待加工通孔进行加工，包括机座200和正主轴300，正主轴300滑动设置在机座200上且能够沿Z轴方向往复移动，正主轴300用于夹持加工刀具的刀杆810的第一端；

长孔径工件内牙加工设备还包括：

副主轴400，副主轴400滑动设置在机座200上且能够沿Z轴方向往复移动；副主轴400用于夹持刀杆810的第二端且用于与正主轴300共同带动加工刀具旋转并沿Z轴方向移动；

中置主轴500，中置主轴500安装在机座200上且位于正主轴300和副主轴400之间，中置主轴500用于夹持工件100并在加工刀具旋转并沿Z轴方向穿过待加工通孔的过程中，带动工件100转动。

在孔径比大于等于3的待加工通孔中加工出内牙需要使用长度较长的加工刀具才能使刀具达到要求的加工深度，而孔径比越大，则要求的加工刀具的长度越长；相比于现有技术，本实施例在实际加工时，正主轴300和副主轴400分别夹持加工刀具的轴向两端，并以同速同向的旋转运动带动加工刀具沿Z轴方向从通孔的其中一端穿行到通孔的另一端，配合设置在正主轴300和副主轴400之间且用于夹持并带动工件100转动的中置主轴500，实现在穿行过程中加工刀具对通孔内部进行有规律的铣削，待加工刀具完全从通孔的另一端穿出时，即完成对通孔的内牙加工。

由于加工刀具的轴向两端均被夹持限位，因此铣削过程中加工刀具不会发生震刀现象（震刀现象指的是加工刀具旋转时出现偏离轴线的摆动，从肉眼上观察表现为加工刀具在震动，导致加工精度下降，严重者还会导致刀具和工件100损坏），大大增加了加工刀具的切削稳定性，进而大大提高加工精度，降低刀具和工件100损坏的风险，实现对孔径比大于等于3的通孔进行内牙加工。

在某些实施例中，参考附图1和附图2，长孔径工件内牙加工设备还包括：

正主轴移动台600，正主轴移动台600滑动设置在机座200上且能够沿Z轴方向往复移动；正主轴300滑动设置在正主轴移动台600上且能够沿垂直于Z轴的方向往复移动；

副主轴移动台700，副主轴移动台700滑动设置在机座200上且能够沿Z轴方向往复移动；副主轴400滑动设置在副主轴移动台700上且能够沿垂直于Z轴的方向往复移动。

本实施例中，副主轴移动台700能够带动副主轴400沿垂直于Z轴的方向移动到相对空旷的位置从而有利于加工刀具装夹到副主轴400上，同时通过调节副主轴400沿垂直于Z轴的方向的移动量可以控制进给牙深（即切削进给量），进而调控加工效率和加工时间；同理，正主轴移动台600能够带动正主轴300沿垂直于Z轴的方向移动，以此使正主轴300能够对准于加工刀具的轴线，从而顺利装夹加工刀具。

在某些实施例中，参考附图1和附图2，机座200顶部设置有沿Z轴方向延伸且与水平面呈一夹角的斜面，斜面的倾斜方向与Z轴方向垂直；

正主轴300和副主轴400均滑动设置在斜面上；中置主轴500安装在斜面上。

本实施例中，正主轴300、副主轴400和中置主轴500倾斜设置在机座200有如下优点：

1、可以克服重力并有利于确保加工精度（例如正主轴300沿垂直于Z轴的方向在斜面上移动时，正主轴300对斜面的压力为正主轴300重力的分力，相比于斜面直接承受正主轴300的重力，正主轴300与斜面之间的摩擦力更小，正主轴300和斜面之间的磨损更小，在多次使用后也能够确保设备拥有足够的加工精度；副主轴400同理，在此不再赘述）；

2、能够提高空间利用率，减少设备整体在水平面上的占用面积；

3、切削产生的碎屑在斜面导向作用下集中某一位置，有利于排屑的同时也有利于碎屑收集和清理。

在某些实施例中，中置主轴500包括卡盘510和驱动装置520，驱动装置520的输出端通过皮带与卡盘510连接，驱动装置520用于驱动卡盘510旋转，卡盘510用于夹持工件100。

本实施例中，由于加工刀具需要完全穿过中置主轴500，因此为了避免对驱动装置520的内部结构进行避位设计导致实施成本大大增加，将驱动装置520设置在卡盘510外并通过皮带驱动卡盘510带动工件100旋转， 从而达到避位要求，整体结构简单，实施成本相对较低，且采用皮带传动还有更高的传动效率，同时能够减少传动时的震动和噪音，适用于内牙高精加工。

参考附图5，本发明还提供一种基于上述实施例中的长孔径工件内牙加工设备的长孔径工件内牙加工方法，用于对工件中孔径比大于等于3的待加工通孔进行加工，包括以下步骤：

S1.控制中置主轴夹持工件；

S2.控制副主轴夹持刀杆的第二端并使刀杆的第一端穿过待加工通孔；

S3.控制正主轴夹持刀杆的第一端；

S4.驱动中置主轴转动，同时驱动副主轴和正主轴同步转动并沿Z轴方向同步移动，以使加工刀具的刀刃穿过待加工通孔；

S5.控制副主轴松开刀杆；

S6.控制正主轴退刀；

S7.控制中置主轴松开工件后，取出工件。

本实施例中，执行步骤S1时，可以先将正主轴300和副主轴400沿Z轴方向或沿垂直于Z轴的方向移动至远离中置主轴500的位置上，从而腾出更多空间供中置主轴500装夹工件100。

同理，执行步骤S2时，可以先将副主轴400沿Z轴方向或沿垂直于Z轴的方向移动至远离中置主轴500的位置上，从而腾出更多空间供副主轴400装夹加工刀具。

实际应用时，刀杆810的第一端穿过通孔后，正主轴300便可以夹取到刀杆810，此时刀刃依然处于靠近副主轴400的一侧且并未与工件100接触，只有在执行步骤S4时，加工刀具在正主轴300和副主轴400共同驱动下，刀刃才会逐渐深入到通孔中进行切削，直至完全穿过通孔。

执行步骤S6时，正主轴300带动加工刀具沿Z轴方向移动至刀杆810完全脱离通孔，此后用户便可从中置主轴500上取出完成加工的工件100。

不同于现有技术的是，现有技术在通孔中加工内牙一般需要控制加工刀具往返移动一次（加工刀具伸入通孔中切削，将加工刀具从通孔中抽出），由于加工的是内牙，加工刀具往返移动过程中还需要控制加工刀具改变转向，才能够顺利将加工刀具从通孔中抽出；而本实施例的加工刀具在加工过程中只会朝一个方向移动，刀刃完全穿过通孔后，加工刀具便从副主轴400转移到正主轴300上，因此无需控制加工刀具往返移动，也无需控制加工刀具改变转向，优化了加工步骤，简化了加工程序，达到提高加工效率的效果。

在某些实施例中，步骤S2中的具体步骤包括：

S21.控制副主轴带动刀杆沿垂直于Z轴的方向移动，以使刀杆的轴线与待加工通孔的轴线相互平行；

步骤S4中的具体步骤包括：

S41.控制中置主轴、副主轴和正主轴旋转；中置主轴的转向与副主轴的转向相反。

本实施例的加工方式采用的是偏心铣削的方式，偏心铣削具体指的是加工刀具的轴线与通孔的轴线相互平行且不共线，当加工刀具旋转时，中置主轴500同时带动工件100朝反方向旋转，以此实现在通孔内周面中切削出一圈内牙，配合加工刀具沿Z方向的进给运动，即可在通孔内壁上切削出螺纹槽，即内牙。

具体的，通过控制副主轴400和正主轴300沿垂直于Z轴的方向的位置，使得刀杆810的轴线与待加工通孔的轴线相互平行，以此实现将加工刀具偏心设置，同时也能够调节进给牙深。

在某些实施例中，步骤S41中的具体步骤包括：

S411.根据螺距和进给牙深确定中置主轴和副主轴的转速比；

S412.根据转速比控制中置主轴、副主轴和正主轴旋转。

本实施例中，根据预设的螺距和预设的进给牙深控制中置主轴500和副主轴400的转速比（副主轴400与正主轴300同速同向），以此确保加工所得的内牙符合设计要求，根据预设的螺距和预设的进给牙深计算中置主轴500和副主轴400的转速比，其具体计算公式属于现有技术，在此不再赘述。

在某些实施例中，步骤S7之后还包括步骤：

S8.取出工件后，控制副主轴重新夹持刀杆，并控制正主轴松开刀杆。

具体的，步骤S8中的具体步骤包括：

S8A1.控制正主轴带动刀杆沿垂直于Z轴的方向移动，以使加工刀具远离中置主轴；

S8A2.控制副主轴重新夹持刀杆的第二端。

本实施例中，可以控制正主轴300带动刀杆810沿垂直于Z轴的方向移动到空旷的位置，然后控制副主轴400沿垂直于Z轴的方向移动到空旷的位置且与正主轴300沿Z轴方向对齐，最后控制正主轴300带动刀杆810沿Z轴方向移动，以将加工刀具转移到副主轴400上，由于正主轴300和副主轴400均位于空旷的位置，能够确保加工刀具转移过程中不会被其他结构阻碍。

在某些优选的实施例中，步骤S8中的具体步骤包括：

S8B1.控制正主轴带动刀杆沿Z轴方向移动，以使刀杆的第二端穿过中置主轴；

S8B2.控制副主轴重新夹持刀杆的第二端。

本实施例中，由于取出工件100后，工件100不再对加工刀具造成阻碍，且中置主轴500内有足够的空间供加工刀具穿过，控制正主轴300和副主轴400沿Z轴方向相互靠近，就能够重新将加工刀具重新转移回副主轴400上，完成自动复位，一方面无需人工手动装拆和转移加工刀具，有效提高设备的自动化程度和作业效率，另一方面，相比于上述实施例，这种方式下，正主轴300和副主轴400的移动行程更短，转移速度更快，转移过程更高效，且减小了正主轴300和副主轴400的活动范围，即可以减小导轨和传动轴的长度，使设备整体结构更加紧凑，由此可以进一步减少设备体积。

在某些实施例中，参考附图6，加工刀具包括刀杆810和多个刀刃820，多个刀刃820沿刀杆810轴向方向间隔排布在刀杆810的周面上；所有刀刃820均沿刀杆810径向方向凸出且各个刀刃820的凸出距离有序增加。

具体的，例如刀杆810上设置有三个刀刃820，包括沿刀杆810轴向方向依次间隔排布的一级刀刃、二级刀刃和三级刀刃，一级刀刃的凸出距离小于二级刀刃，二级刀刃的凸出距离小于三级刀刃；

加工过程中，要求工件100首先与一级刀刃接触，一级刀刃用于首次切削，然后再与二级刀刃接触，二级刀刃用于二次切削，最后再与三级刀刃接触，三级刀刃用于末次切削（即加工刀具的移动方向有要求，各个刀刃820按序依次穿过待加工通孔），由于一级刀刃、二级刀刃和三级刀刃的凸出距离依次增加，这种方式将内牙的总切削深度分摊到各个刀刃820上，以此减少各个刀刃820的切削量，有利于减少刀刃820磨损，达到保护刀刃820的效果，同时有利于在多次使用后也能够确保设备拥有足够的加工精度，进而有利于加工出高精度的内牙。

需要说明的是，刀刃820的形状与所需加工的内牙的形状有关，例如对于截面形状为梯形的内牙而言，一级刀刃中起到切削作用的部分的长度小于二级刀刃中起到切削作用的部分的长度，二级刀刃中起到切削作用的部分的长度小于三级刀刃中起到切削作用的部分的长度；或一级刀刃中起到切削作用的部分的长度大于二级刀刃中起到切削作用的部分的长度，二级刀刃中起到切削作用的部分的长度大于三级刀刃中起到切削作用的部分的长度；其中三级刀刃（排序最后的刀刃）的凸出距离和形状与所需加工的内牙的深度和形状相同；对于其它截面形状的内牙，刀刃820的设计根据实际情况而定，在此不再赘述。

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。

参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种长孔径工件内牙加工设备，用于对工件（100）中孔径比大于等于3的待加工通孔进行内牙加工，包括机座（200）和正主轴（300），所述正主轴（300）滑动设置在所述机座（200）上且能够沿Z轴方向往复移动，其特征在于，所述正主轴（300）用于夹持加工刀具的刀杆（810）的第一端；加工刀具包括刀杆和多个刀刃，多个刀刃沿刀杆轴向方向间隔排布在刀杆的周面上；所有刀刃均沿刀杆径向方向凸出且各个刀刃的凸出距离有序增加；

所述长孔径工件内牙加工设备还包括：

副主轴（400），所述副主轴（400）滑动设置在所述机座（200）上且能够沿Z轴方向往复移动；所述副主轴（400）用于夹持所述刀杆（810）的第二端且用于与所述正主轴（300）共同带动所述加工刀具旋转并沿Z轴方向移动；

中置主轴（500），所述中置主轴（500）安装在所述机座（200）上且位于所述正主轴（300）和所述副主轴（400）之间，所述中置主轴（500）用于夹持所述工件（100）并在所述加工刀具旋转并沿Z轴方向穿过所述待加工通孔的过程中，带动所述工件（100）转动；

所述长孔径工件内牙加工设备还包括：

正主轴移动台（600），所述正主轴移动台（600）滑动设置在所述机座（200）上且能够沿Z轴方向往复移动；所述正主轴（300）滑动设置在所述正主轴移动台（600）上且能够沿垂直于Z轴的方向往复移动；

副主轴移动台（700），所述副主轴移动台（700）滑动设置在所述机座（200）上且能够沿Z轴方向往复移动；所述副主轴（400）滑动设置在所述副主轴移动台（700）上且能够沿垂直于Z轴的方向往复移动；

所述副主轴（400）与所述正主轴（300）共同带动所述加工刀具旋转并沿Z轴方向移动时，所述加工刀具的轴线与所述待加工通孔的轴线相互平行且不共线，以及所述副主轴（400）的转向与所述正主轴（300）的转向相同且与所述中置主轴（500）的转向相反。

2.根据权利要求1所述的长孔径工件内牙加工设备，其特征在于，所述机座（200）顶部设置有沿Z轴方向延伸且与水平面呈一夹角的斜面，所述斜面的倾斜方向与Z轴方向垂直；

所述正主轴（300）和所述副主轴（400）均滑动设置在所述斜面上；所述中置主轴（500）安装在所述斜面上。

3.根据权利要求1所述的长孔径工件内牙加工设备，其特征在于，所述中置主轴（500）包括卡盘（510）和驱动装置（520），所述驱动装置（520）的输出端通过皮带与所述卡盘（510）连接，所述驱动装置（520）用于驱动所述卡盘（510）旋转，所述卡盘（510）用于夹持所述工件（100）。

4.一种基于如权利要求1-3中任一种所述长孔径工件内牙加工设备的长孔径工件内牙加工方法，用于对工件中孔径比大于等于3的待加工通孔进行内牙加工，其特征在于，包括以下步骤：

S1.控制所述中置主轴夹持所述工件；

S2.控制所述副主轴夹持所述刀杆的第二端并使所述刀杆的第一端穿过所述待加工通孔；

S3.控制所述正主轴夹持所述刀杆的第一端；

S4.驱动所述中置主轴转动，同时驱动所述副主轴和所述正主轴同步转动并沿Z轴方向同步移动，以使所述加工刀具的刀刃沿刀杆轴向方向往凸出距离逐渐减小的方向穿过所述待加工通孔；

S5.控制所述副主轴松开所述刀杆；

S6.控制所述正主轴退刀；

S7.控制所述中置主轴松开所述工件后，取出所述工件；

步骤S2中的具体步骤包括：

S21.控制所述副主轴带动所述刀杆沿垂直于Z轴的方向移动，以使所述刀杆的轴线与所述待加工通孔的轴线相互平行且不共线；

步骤S4中的具体步骤包括：

S41.控制所述中置主轴、所述副主轴和所述正主轴旋转；所述中置主轴的转向与所述副主轴的转向相反。

5.根据权利要求4所述的长孔径工件内牙加工方法，其特征在于，步骤S41中的具体步骤包括：

S411.根据螺距和进给牙深确定所述中置主轴和所述副主轴的转速比；

S412.根据所述转速比控制所述中置主轴、所述副主轴和所述正主轴旋转。

6.根据权利要求4所述的长孔径工件内牙加工方法，其特征在于，步骤S7之后还包括步骤：

S8.取出所述工件后，控制所述副主轴重新夹持所述刀杆，并控制所述正主轴松开所述刀杆。

7.根据权利要求6所述的长孔径工件内牙加工方法，其特征在于，步骤S8中的具体步骤包括：

S8A1.控制所述正主轴带动所述刀杆沿垂直于Z轴的方向移动，以使所述加工刀具远离所述中置主轴；

S8A2.控制所述副主轴重新夹持所述刀杆的第二端。

8.根据权利要求6所述的长孔径工件内牙加工方法，其特征在于，步骤S8中的具体步骤包括：

S8B1.控制所述正主轴带动所述刀杆沿Z轴方向移动，以使所述刀杆的第二端穿过所述中置主轴；

S8B2.控制所述副主轴重新夹持所述刀杆的第二端。