CN1597213A - 强制走刀制造螺纹的方法及其制造装置与工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种强制走刀制造螺纹的方法及其制造装置与工具。其中制造方法是利用工件相对工具旋转一周，强制工具相对工件轴向移动一个导程的距离的工作原理制造螺纹的方法。该方法是按如下步骤实现：选用工具；装上待加工圆柱(含孔)坯；强制滚丝或攻丝或套丝或其它螺纹工具加工螺纹。其中制造装置是利用通用的减速机输出轴，经主动轮与被动轮的机械传动，带动螺母与丝杠的螺旋传动，按螺纹导程要求强制走刀的原理制造而成的通用加工装置。其中制造工具是丝锥、板牙、梳刀、挤压丝锥、挤压板牙、带刃挤压丝锥、带刃挤压板牙以及组合刀具等通用或专用工具均可安装于该装置上进行滚丝、套丝或攻丝。该发明克服了传统自由走刀装置的劳动强度大的缺点，使内、外螺纹的冷硬成型加工成为可能并从而提高了连接件的强度。

Description

强制走刀制造螺纹的方法及其制造装置与工具

技术领域

本发明涉及机械和建筑结构中各种内外螺纹连接件的加工，具体的说一种强制走刀用于内外螺纹连接件的滚丝或套丝或攻丝的通用制造螺纹的方法及其制造装置与工具。

背景技术

现有技术中，人们利用常规自由走刀进给滚丝机加工外螺纹连接件；利用常规自由走刀进给套丝机加工外螺纹连接件；利用常规自由走刀进给攻丝机加工内螺纹连接件。或者利用车床进行上述工作。但是常规的自由走刀进给制造方法必须人工先给工具施加轴向进给力，尔后由工具的螺旋角产生的轴向力继续进给加工内或外螺纹。无疑这种自由走刀进给制造方法及其制造装置与工具劳动强度大，特别是对于滚丝挤压攻丝或挤压套丝劳动强度更大，甚至不可能加工。而强制走刀制造螺纹的方法及其制造装置与工具克服了劳动强度大的缺点，使内或外螺纹的滚丝、挤压套丝或攻丝成为可能，并从而提高了连接件的强度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种强制走刀制造螺纹的方法及其制造装置与工具。

该制造方法属一种轴向走刀进给的螺纹制造方法范潮。该制造方法的工作原理是工件相对工具旋转一周，强制工具相对工件轴向移动一个导程的距离。轴向移动一个导程的距离是主轴旋转带动工具移动一个导程的运动关系，通过机械传动运动关系的传动链来实现的。为了避免工件和工具之间的牙纹产生干涉，工具的牙纹角须与工件的螺纹升角相一致。用该方法做成的装置简称强制滚套攻丝机。该方法至今未见文献报导过。

该装置是利用通用带电机减速机输出轴，经机械传动，带动螺旋传动，按丝杠或螺母的螺纹导程要求强制走刀制造螺纹的通用加工装置。只要更换不同的机头，螺纹工具如丝锥、板牙、梳刀、挤压丝锥、挤压板牙、带刃挤压滚丝轮、带刃挤压板牙、带刃挤压丝锥以及组合刀具等工具均可安装于该装置上进行螺纹的加工。该装置是由机头、走刀机构、机夹和底座等部件组成。

该工具就是由不同的工具构成不同的机头。对于圆柱体(含孔)坯件，常用螺纹工具丝锥、板牙、梳刀、挤压丝锥以及组合刀具等工具，均可夹装于该装置的机夹上，工件通过三爪卡盘装于机头上进行螺纹加工。对于不规则形体，如螺纹钢筋，因其坯件需经部份切削加工和挤压加工成坯，所以只能使用带刃挤压滚丝轮、带刃挤压板牙和带刃挤压丝锥并安装于机头，工件装于机夹上进行螺纹加工。现具体将带刃挤压滚丝轮、带刃挤压板牙和带刃挤压丝锥等工具的工作机理分别陈述如下：

带刃滚丝轮机头由带刃双轮滚丝头和挤压头组成。带刃双轮滚丝头为两个，由安装于滚丝轮轴架上的滚丝轮和带刃的环形成型切削刀组成，按180°分布于滚丝头的圆周并与轴线平行。滚丝轮为环形纹牙或单线螺纹牙，内装球面自位轴承并与滚丝轮轴架的圆柱轴安装而成，滚丝轮可绕球面轴承按螺纹牙需要自位的方向旋转。带刃的环形成型切削刀接着球面轴承内圈而装于滚丝轮轴架圆柱轴上并用螺钉和垫圈压紧，使其与滚丝轮轴架固定。两个滚丝轮轴架上分别设有左、右牙螺纹孔并通过左、右牙螺杠上的内六角内孔进行待加工尺寸的调整。相对于滚丝轮轴架90°角处设有挤压头为两个，按180°分布于滚丝头的圆周并于轴线平行。挤压头架由安装于挤压头架上的挤压刀片上的偏心孔，通过挤压头架上的L形长方槽上的偏心孔用插销连接。实现工件前进时，工件推动挤压刀片沿偏心孔旋转，使两挤压刀片之间的距离最小以挤压工件：工件后退时，工件带动挤压刀片沿偏心孔反向旋转，使两挤压刀片之间的距离变大以离松工件。

带刃挤压板牙机头由多片具有切削刃口和成型挤压牙纹的刀片、刀片座、外圈和调整螺钉组成。多片刀片均布于圆周。刀片座的径向设有长方通槽，用于布置刀片。外圈的内径具有微小的锥度，压入刀片座后可将刀片夹紧，外圈均布的螺孔与刀片一一对应。调整螺钉装于外圈上，用于微调待加工的尺寸。

带刃挤压丝锥机头由具有切削刃口和成型挤压牙纹的刀片体和刀杆组成。刀片体由两片刀片内加上方垫圈装成十字形体。刀片分前后两片。前片为前部开一长槽，后片为后部开一长槽。两片组合即成十字形体。内垫圈夹于两刀片之间用于调整螺距布置。刀杆前部圆柱体开有十字槽，用于安装刀片体，后部为方形体，用于夹紧。两片刀片的牙形均相同。刀片前端部与中线垂直并过中心的棱边磨成负前角和正后角，起切削作用；刀片后端部圆周分布的牙纹的前面过工具中心并均为负后角，起挤压作用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：应用本发明的方法制造的装置由机头、走刀机构、机夹、机座和滑架等部份组成。机头由通用带电动机减速机输出轴伸上的连接盘构成；走刀机构由减速机输出轴主动轮(齿轮或链轮)、与被动轮(齿轮或链轮)相啮合组成机械传动机构，由丝杠螺母组成螺旋传动机构，机头装于滑架上，滑架上设有四个滚轮并沿导轨纵向移动等装置构成；夹紧机构采用两夹块相互夹紧，夹块底端半套于丝杠上；夹块上的缺口可沿导轨横向移动；带螺母的手轮与螺栓配合，用于夹紧；机座是支承装置，其上设有走刀导轨和夹紧导轨。机头、走刀机构、夹紧机构、电器箱及行程开关均装于其上。

本发明由于走刀运动是相对的，所以只要配上不同的夹具，不管工件装于机头或夹紧机构上，其加工效果均相同。对于细长比较大的工件则只能装于夹紧机构上。

本发明的有益效果是：常规自由走刀进给滚丝机、套丝机和攻丝机加工螺纹连接件，必须人工先给工具施加轴向进给力，尔后由工具的螺旋角产生的轴向力继续进给加工螺纹，无疑这种自由走刀进给方法劳动强度大，特别是对于滚丝、挤压攻丝或挤压套丝等冷压螺纹，劳动强度更大，甚至不可能加工。而强制走刀滚套攻丝的加工方法克服了劳动强度大的缺点，使内、外螺纹冷硬成型加工成为可能，从而提高了连接件的强度。因此，本发明可达拟定的目的。

附图说明

下面结合附图和实例，对本发明作进一步的详细说明；

图1是本发明整机结构的轴侧视图。图2是本发明机头结构的轴侧视图。图3是本发明走刀机构的轴侧视图。图4是本发明机夹的轴侧视图。图5是本发明底座的轴侧视图。6是本发明滑架的轴侧视图。图7是本发明滚丝头的轴侧视图。图8是本发明滚丝头挤压片的轴侧视图。图9是本发明滚丝头成型刀的轴侧视图。图10是本发明滚丝头滚丝轮的轴侧视图。图11是本发明滚丝头滚丝轮牙形局部放大图。图12是本发明滚丝头滚丝轮A-A截面的轴侧视图。图13是本发明带刃挤压板牙头的轴侧视图。图14是本发明带刃挤压板牙头局部放大A的轴侧视图。图15、16是本发明带刃挤压板牙头刀片的主视图和侧视图。图17是本发明带刃挤压丝锥的主视图。图18是本发明带刃挤压丝锥刀片的主视图。

图1中1是机头，2是走刀机构，3是机夹，4是机座，5是滑架，6是工具。

图2中11是带电动机的减速机，12是连接盘，2是走刀机构。

图3中21是主动齿轮，22是被动齿轮，23是固定于机座4上的丝杠，24是螺母，25是保护罩壳。

图4中31是夹板，32是手轮，33是螺栓，34是夹片。

图5中41四个机角，42是框梁，43是固定23丝杠的圆孔。

图6中51是二个纵滑架梁，52是二个横滑架梁，53是四个带轴承的滚轮，54是装24螺母的圆孔。

图7中611是带刃双轮滚丝头的架座，612是滚丝轮轴架组，613是挤压刀片架组，614是加强定位圈；6121是带球面自位轴承的滚丝轮，6122是成型刀，6123是压紧螺钉，6124是轴架上的调整丝杠；6131是挤压刀片，6132是偏心孔上的柱销，6133是刀片架上的调整丝杠。

图8中61311是偏心孔，61312是挤压的引导斜面，61313是挤压面。

图9中61221是刀刃口。

图10中6111是滚丝轮圈，6112是球面轴承内圈。

图11中61111是滚丝轮圈的牙形。

图12中61112是轴承内圈和滚丝轮圈相配合的球面。

图13中623是加强外圈，624是调整螺钉。

图14中621是挤压刀片，622是刀片体。

图15中6212是引导斜面刃口，6213是成型刃口。

图16中6211是横刃口。

图17中631是挤压刀片，632是刀杆。

图18中6311是引导斜面，6312是成型面，6313是前面，6314是长方槽。

具体实施方式

实施方式一：图1中工具6为图7的带刃双轮滚丝头61(见图7)，机夹3的夹片34上夹有圆钢或带肋钢筋(见图4)。启动电动机，机头1连接盘12(见图2)上装的带刃双轮滚丝头61旋转(见图7)，同时带动被动齿轮22(见图3)旋转并推动滑架5(见图3)沿丝杠23(见图7)移动，带刃双轮滚丝头61即强制走入工件坯，制成外螺纹。反向启动电动机，同理即可退出带刃双轮滚丝头61。这样完成一个工作循环，

实施方式二：图1中工具6为三爪卡盘或专用夹具，圆套坯装于其上，机夹3的夹片34(见图4)上夹有带刃挤压丝锥(见图17)。启动电动机，机头1连接盘12(见图2)上的圆套坯旋转，同时带动被动齿轮22(见图3)旋转并推动滑架5(见图3)沿丝杠23(见图7)移动，带刃挤压丝锥63即强制走入工件坯，制成内螺纹。反向启动电动机，同理即可退出带刃挤压丝锥63。这样完成一个工作循环，

这是两个典型的实施方式。此外，还有多种实施方式。其原理相同。

Claims (9)

1.一种强制走刀制造螺纹的方法，其特征是：利用工件相对工具旋转一周，强制工具相对工件轴向移动一个导程的距离的工作原理制造螺纹的方法。

对于已具备较准确的圆柱坯件的螺纹切削加工。该方法是按如下步骤实现：

选用丝锥、板牙、梳刀或组合刀具等通用工具；

装上待加工圆柱(含孔)坯；

强制滚丝、攻丝或套丝或其它螺纹工具加工螺纹。

对于未具备较准确的圆柱坯件的螺纹切削与挤压加工。该方法是按如下步骤实现：

选用带刃滚丝轮、带刃挤压板牙或带刃挤压丝锥等专用工具；

装上待加工的不规则圆柱(含孔)坯；

强制带刃滚丝或带刃挤压套丝或带刃挤压攻丝切削加工与挤压硬化螺纹。

所述上述步骤只要按强制走刀制造螺纹的方法，不管坯件旋转工具进给移动或工具旋转坯件进给移动，其效果相同。

2.根据权利要求1所述的强制走刀制造螺纹的方法，其特征是：所述的利用工件相对工具旋转一周，强制工具相对工件轴向移动一个导程的距离的工作原理制造螺纹的方法，是指按丝杠或螺母的螺纹导程除以工件的螺纹导程等于机械传动比的要求设置机械传动机构和螺旋传动机构。

3.一种强制走刀制造螺纹的制造装置，其特征是：利用通用的减速机输出轴，经机械传动，带动螺旋传动，按丝杠或螺母的螺纹导程除以工件的螺纹导程等于机械传动比的要求强制走刀的原理，造成的制造螺纹的制造装置。常用的滚丝轮、丝锥、板牙、梳刀、挤压丝锥和专用的带刃滚丝轮、带刃挤压板牙、带刃挤压丝锥等工具均可安装于该装置上进行滚丝、套丝或攻丝。

4.根据权利要求3所述的强制走刀制造螺纹的制造装置，其特征是：所述的利用通用减速机输出轴是，如为一个，则主轴连接盘和传动机构主动轮均设于其上；如为一个以上，则主轴连接盘和传动机构主动轮均可设于同一个上，也可分设。

5.根据权利要求3所述的强制走刀制造螺纹的制造装置，其特征是：所述的带动螺旋传动是采用传动机构的被动轮带动丝杠旋转，螺母固定的螺旋传动方式；或采用传动机构的被动轮上设有螺母并同时带动旋转，而丝杠固定的螺旋传动方式均可的螺旋传动装置。

6.一种强制走刀制造螺纹的制造工具，其特征是：由不同的工具构成不同的机头。对于圆柱体(含孔)坯件，常用螺纹工具丝锥、板牙、梳刀、挤压丝锥以及组合刀具等工具进行螺纹切削加工。对于不规则形体，如螺纹钢筋，因其坯件需经部份切削加工和挤压加工成坯，所以只能使用带刃挤压滚丝轮、带刃挤压板牙和带刃挤压丝锥等进行螺纹的切削加工和挤压加工，以达到工件冷硬强化的效果。

7.根据权利要求6所述的强制走刀制造螺纹的制造工具，其特征是：所述的使用专用带刃滚丝轮是由带刃双轮滚丝头和挤压头组成。其所指的是：

带刃双轮滚丝头为两个，由安装于滚丝轮轴架上的滚丝轮和带刃的环形成型切削刀组成，按180°分布于滚丝头的圆周并与轴线平行；

滚丝轮为环形纹牙或单线螺纹牙，内装球面自位轴承并与滚丝轮轴架的圆柱轴安装而成，滚丝轮可绕球面轴承按螺纹牙需要自位的方向旋转；

带刃的环形成型切削刀接着球面轴承内圈而装于滚丝轮轴架圆柱轴上并用螺钉和垫圈压紧，使其与滚丝轮轴架固定；

两个滚丝轮轴架上分别设有左、右牙螺纹孔并通过左、右牙螺杠上的内六角内孔进行待加工尺寸的调整。

相对于滚丝轮轴架90°角处设有挤压头为两个，按180°分布于滚丝头的圆周并于轴线平行；

挤压头架由安装于挤压头架上的挤压刀片上的偏心孔，通过挤压头架上的L形长方槽上的偏心孔用插销连接，实现工件前进时，工件推动挤压刀片沿偏心孔旋转，使两挤压刀片之间的距离最小以挤压工件，工件后退时，工件带动挤压刀片沿偏心孔反向旋转，使两挤压刀片之间的距离变大以离松工件。

8.根据权利要求6所述的强制走刀制造螺纹的制造工具，其特征是：  所述的带刃挤压板牙是由多片具有切削刃口和成型挤压牙纹的刀片、刀片座、外圈和调整螺钉组成。其所指的是：

多片刀片均布于圆周；

各片刀片的牙形均相同，牙纹之间沿圆周按螺距要求轴向分布；

每片刀片前端部与中线垂直并过中心的棱边磨成负前角和正后角，起切削作用；

刀片后端部圆周分布的牙纹的前面过工具中心并均为负后角，起挤压作用。

刀片座的径向设有长方通槽，用于布置刀片；

外圈的内径具有微小的锥度，压入刀片座后可将刀片夹紧；

外圈均布的螺孔与刀片一一对应，调整螺钉装于外圈上，用于微调待加工的尺寸。

9.根据权利要求6所述的强制走刀制造螺纹的制造工具，其特征是：所述的带刃挤压丝锥是由具有切削刃口和成型挤压牙纹的刀片体和刀杆组成。其所指的是：

刀片体由两片刀片内加上方垫圈装成十字形体；

刀片分前后两片，前片为前部开一长槽，后片为后部开一长槽，两片组合即成十字形体；

内垫圈夹于两刀片之间用于调整螺距布置；

刀杆前部圆柱体开有十字槽，用于安装刀片体；

后部为方形体，用于夹紧；两片刀片的牙形均相同；

刀片前端部与中线垂直并过中心的棱边磨成负前角和正后角，起切削作用；

刀片后端部圆周分布的牙纹的前面过工具中心并均为负后角，起挤压作用。

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