CN216096830U - 一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，包括摇臂钻床，摇臂钻床的主轴箱下方的底座上安装有转台，转台上安装有三爪卡盘，主轴箱沿摇臂长度方向两侧分别抵接有弹簧一将主轴箱夹在中间，主轴箱顶部左侧设有第一滑轮、右侧设有气缸，气缸的活塞杆端部连接有弹簧二、弹簧二连接有铁链一，铁链一从转盘的底部绕过并固定在转盘上，转盘上还固定有铁链二从转盘底部反向绕过向上延伸连接第一滑轮、第二滑轮，端部设有配重块；手柄通过转角气缸控制转动角度；主轴箱上还设有监测机构和限位机构。本实用新型通过柔性自动攻丝克服刚性攻丝、设备和刀具成本高问题，实现一人多机操作，解决劳动强度大的问题，提高效率、降低成本。

Description

一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构

技术领域

本实用新型涉及螺纹孔加工技术领域，具体涉及一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构。

背景技术

目前，市场上有三种在机械上攻丝方式，第一种是手动攻丝即：人工控制在摇臂钻上或用其他攻丝机上移动丝锥并手操作丝锥正反转，移动接触到光孔口，然后丝锥以一定速度旋转，靠丝锥的螺牙在光孔里自己做轴向移动；第二种自动攻丝即：在加工中心上或其他攻丝孔机上自动刚性攻丝（主轴在数控程序控制下，成型丝锥或工件每转一周，同时丝锥主轴在外力的作用下移动一个螺距）；第三种是在数控设备上圆周铣削加工螺纹。

实践证明，这三种加工方式存在以下缺点：

第一种方式，功效低，工人劳动强度大，易漏序（漏攻丝），成本高；第二种方式，需要设备精度高，刚性好，设备成本投资大，实践证明，M18以上的螺纹，需要设备刚性、精度和功率要足够大，否则易断丝锥；第三种方式，需要设备精度高，刚性好，设备成本投资大，刀具成本高。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，在不改变现有的摇臂钻、普通台钻的前提下，本实用新型提出了一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，能大幅提高劳动效率、降低劳动强度，降低生产成本。

为此本实用新型的技术方案为：一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，包括摇臂钻床，摇臂钻床包括底座、安装在底座上的立柱，立柱上连接有摇臂，摇臂外部设有主轴箱，主轴箱正面设有转盘、转盘底部设有调节主轴旋转方向的手柄，主轴箱的主轴上连接有通过转盘转动、上下运动的刀杆丝锥，其特征在于：所述主轴箱下方的底座上安装有自动转台，转台上安装有与待加工零件相适应的三爪卡盘，

主轴箱沿摇臂长度方向两侧分别抵接有弹簧一，弹簧一通过支座固定在摇臂上、两侧的弹簧一相向设置将主轴箱夹在中间，

与转盘同侧的主轴箱顶部左侧设有第一滑轮、右侧设有气缸，气缸的活塞杆向下延伸设置，活塞杆端部连接有弹簧二、弹簧二的另一端连接有铁链一，铁链一从转盘的底部绕过固定在转盘上，转盘上还固定有铁链二，铁链二与铁链一方向相反从转盘的底部绕过并向上延伸连接所述第一滑轮、及设在主轴箱顶部的第二滑轮向下延伸，铁链二的端部连接有配重块，通过铁链一、铁链二运动带动转盘转动；

所述调节主轴旋转方向的手柄下方通过安装支座连接有90°转角气缸，转角气缸通过连接臂连接设在端部的U型拨块，手柄位于U型拨块的凹槽中，U型拨块的转动角度与手柄的转动角度一致；

与转盘同侧的主轴箱上还设有用于监测转盘转动角度并将信号传送给PLC控制系统的监测机构和限位机构，

所述转台、三爪卡盘、气缸、转角气缸、监测机构均与PLC控制系统相连接。

对上述技术方案的进一步改进在于：所述转盘包括两个相对设置的环形板，两个环形板之间同一圆周上通过均布的若干个间隔设置的连杆连为一体，铁链一和铁链二均固定于连杆上。当气缸向上拉铁链时，转盘随铁链沿逆时针方向转动，带动刀杆丝锥向下运动；当配重块向下拉铁链二时，转盘随铁链二沿顺时针方向转动，带动刀杆丝锥向上运动，不用人工操作，降低劳动强度、提高劳动效率。

对上述技术方案的进一步改进在于：所述监测机构包括上监测机构和下监测机构，上监测机构用于监测刀杆丝锥回位、将信号传递给PLC控制系统并执行转台转动设定角度开始下一个孔攻丝操作，包括固定在转盘连杆上的安装块、安装块上设有两个限位柱，转盘顶部与两个限位柱相对应的位置设有限位凸起和接近开关，接近开关通过限位凸起固定在主轴箱上，限位凸起和对应的限位柱构成限位机构；下监测机构用于监测刀杆丝锥钻孔到位、将信号传递给PLC控制系统执行主轴反转退刀操作，包括固定在主轴箱左下方的安装块，安装块上设有弧形导向安装槽，导向安装槽中通过安装座固定有朝向转盘方向的接近开关（采用这种结构，可以根据攻丝的深度来调位置），转盘上设有与接近开关相对应的定位螺杆。制造成本低，与PLC控制系统配合，实现自动化控制。

对上述技术方案的进一步改进在于：所述立柱包括上段和下段，上段插装在下段中、并通过设在上段外周的环形限位凸起支撑在下段的上端面，上段与下段之间转动配合，环形限位凸起上间隔设有两个限位块，两个限位块上对称设有螺纹孔，螺纹孔中设有两个相对的螺栓，两个螺栓之间预留有间隙，下段位于两个限位块中间的部位固定有向上延伸的定位块、定位块的上部位于两个螺钉之间，两个螺钉与定位块之间预留有上段与下段之间的转动间隙。通过设置转动间隙实现柔性攻丝过程中的前后方向上的自动调节。

对上述技术方案的进一步改进在于：所述柔性自动攻丝机构可延伸应用于平面上螺纹孔的柔性加工。同样可以解决平面上螺纹孔现有技术刚性攻丝、设备和刀具成本高的问题。

有益效果：本实用新型通过柔性自动攻丝克服了现有技术刚性攻丝、设备和刀具成本高的问题，同时实现一人多机操作，解决了工人劳动强度大的问题，提高了效率、降低了生产成本。

解决了丝锥如何轻轻接触到光孔的问题，即：丝锥的下移攻丝靠气缸和连接气缸活塞杆的弹簧二，通过弹簧二的缓冲，使丝锥轻轻接触到光孔（以免气缸因速度快冲击力大造成第一扣丝变形损坏，通规不过的问题），这时根据系统设定的下行时间，PLC控制气缸的活塞杆伸出，松开铁链、即撤消外力；这时丝锥是通过自身旋转与孔壁接触下移继续自攻丝；

丝锥的上移靠丝锥自身反转，当丝锥下端离开光孔口时、通过配重块下拉实现铁链带动转盘顺时针转动至限位机构停下、使刀杆丝锥上移回位，准备进行下一个孔攻丝；

丝锥的正反转靠90度转角气缸自动控制，不需要人工操作；

为保证柔性攻丝，主轴箱两边设置弹簧、及立柱两段之间的周向限位间隙，使丝锥在攻丝过程中可自由左右前后微动，保证丝锥在光孔里顺着光孔自攻丝。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是图1中A的放大图。

图3是本实用新型的主视图。

图4是图3中B的放大图。

图5是图3的左视图。

图6是图5中C的放大图。

图中所示：1、底座；2、立柱；3、摇臂；4、主轴箱；5、转盘；6、手柄；7、刀杆丝锥；8、转台；9、三爪卡盘；10、弹簧一；11、第一滑轮；12、气缸；13、弹簧二；141、铁链一；142、铁链二；15、第二滑轮；16、配重块；17、转角气缸；18、限位柱；19、限位凸起；20、接近开关；21、安装块；22、导向安装槽；23、接近开关；24、定位螺杆；25、限位块；26、螺栓；27、定位块；H、待加工零件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是：本申请文件中所述的左、右、顶部、底部、前、后是相对于附图中所示的位置。

本实用新型如图1至图6所示：

一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，包括摇臂钻床，摇臂钻床包括底座1、安装在底座上的立柱2，立柱上连接有摇臂3，摇臂外部设有主轴箱4，主轴箱正面设有转盘5、远离立柱一侧底部设有调节主轴旋转方向的手柄6，主轴箱的主轴上连接有通过转盘转动、上下运动的刀杆丝锥7，所述主轴箱下方的底座上安装有自动转台8，转台上安装有与待加工零件相适应的三爪卡盘9，

主轴箱4沿摇臂长度方向两侧分别抵接有弹簧一10，弹簧一通过支座固定在摇臂3上、两侧的弹簧一10相向设置将主轴箱夹在中间，

与转盘5同侧的主轴箱4顶部左侧设有第一滑轮11、右侧设有气缸12，气缸的活塞杆向下延伸设置，活塞杆端部连接有弹簧二13、弹簧二的另一端连接有铁链一141，铁链一从转盘的底部绕过固定在转盘上，转盘上还固定有铁链二142，铁链二与铁链一方向相反从转盘的底部绕过并向上延伸连接所述第一滑轮11、及设在主轴箱顶部的第二滑轮15向下延伸，铁链二的端部连接有配重块16，通过铁链运动带动转盘转动；

所述调节主轴旋转方向的手柄6下方通过安装支座连接有90°转角气缸17，转角气缸通过连接臂6-1连接设在端部的U型拨块18，手柄位于U型拨块的凹槽中，U型拨块的转动角度与手柄的转动角度一致；（所述安装支座为筒状结构固定于主轴箱底部，转角气缸固定在安装支座的底部、旋转轴插装于安装支座中，安装支座的筒状壁上开设有90°的开口槽，手柄和连接臂均从开口槽中穿出、连接臂位于手柄的正下方；）

与转盘同侧的主轴箱上还设有用于监测转盘转动角度并将信号传送给PLC控制系统的监测机构和限位机构，

所述转台8、三爪卡盘9、气缸、转角气缸17、监测机构均与PLC控制系统相连接。

所述转盘5包括两个相对设置的环形板51，两个环形板之间同一圆周上通过均布的若干个间隔设置的连杆52连为一体，铁链一和铁链二均固定在连杆上。当气缸向上拉铁链一时，转盘随铁链一沿逆时针方向转动，带动刀杆丝锥向下运动；当配重块向下拉铁链二时，转盘随铁链二沿顺时针方向转动，带动刀杆丝锥向上运动，不用人工操作，降低劳动强度、提高效率。

所述监测机构包括上监测机构和下监测机构，上监测机构用于监测刀杆丝锥回位、将信号传递给PLC控制系统并执行转台转动设定角度开始下一个孔攻丝操作，包括固定在转盘连杆上的安装块、安装块上设有两个限位柱18，转盘顶部与两个限位柱相对应的位置设有限位凸起19和接近开关20，接近开关通过限位凸起固定在主轴箱上，限位凸起和对应的限位柱构成限位机构；下监测机构用于监测刀杆丝锥钻孔到位、将信号传递给PLC控制系统执行主轴反转退刀操作，包括固定在主轴箱左下方的安装块21，安装块上设有弧形导向安装槽22，导向安装槽中通过安装座固定有朝向转盘方向的接近开关23（采用这种结构，可以根据攻丝的深度来调位置），转盘上设有与接近开关相对应的定位螺杆24。制造成本低，与PLC控制系统配合，实现自动化控制。

所述立柱包括上段2-1和下段2-2，上段插装在下段中、并通过设在上段外周的环形限位凸起2-3支撑在下段的上端面，上段与下段之间转动配合，环形限位凸起下部间隔设有两个限位块25，两个限位块上对称设有螺纹孔，螺纹孔中设有两个相对的螺栓26，两个螺栓之间预留有间隙，下段位于两个限位块中间的部位固定有向上延伸的定位块27、定位块的上部位于两个螺钉之间，两个螺钉与定位块之间预留有上段与下段之间的转动间隙。通过设置转动间隙实现柔性攻丝过程中的前后方向上的自动调节。

所述柔性自动攻丝机构可延伸应用于平面上螺纹孔的柔性加工。同样可以解决平面上螺纹孔现有技术刚性攻丝、设备和刀具成本高的问题。

本实用新型的使用方法：

1、先将待加工零件H置于三爪卡盘中夹紧；启动按钮，90°转角气缸控制刀杆丝锥顺时针转起来；

2、气缸拉着弹簧二和铁链一使转盘逆时针旋转，此时带动刀杆丝锥下移；

3、刀杆丝锥刚接触到产品光孔时，根据控制系统下移设定的时间，气缸活塞杆下移，此时气缸不起任何作用；

4、丝锥顺着待加工零件H的光孔开始自攻丝；

5、丝锥攻到要求的深度时，定位螺杆转动至接近开关23的位置，接近开关将信号传送给控制系统，90度转角气缸控制刀杆丝锥逆时针转；这时刀杆丝锥在螺纹的作用下，退出光孔；

6、丝锥退出光孔后，在配重块重力作用下，转盘随铁链二顺时针转动，带动刀杆丝锥上移；

7、当转盘转动至限位柱与限位凸起相抵接，接近开关20将信号传送至控制系统，此时待加工零件在转台的作用下旋转设定的角度，同时PLC控制90°转角气缸控制刀杆丝锥顺时针转动，开始攻第二个孔；

8、依次循环加工。

本实用新型在整个过程中刀杆丝锥连同主轴箱在弹簧一的作用下可左右微动，同时整个主轴箱在立柱上段和下端的旋转间隙作用下前后微动，目的是保证刀杆丝锥自由柔性攻丝，达到丝扣合格的目的。

本说明书中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，包括摇臂钻床，摇臂钻床包括底座、安装在底座上的立柱，立柱上连接有摇臂，摇臂外部设有主轴箱，主轴箱正面设有转盘、转盘底部设有调节主轴旋转方向的手柄，主轴箱的主轴上连接有通过转盘转动、上下运动的刀杆丝锥，其特征在于：所述主轴箱下方的底座上安装有自动转台，转台上安装有与待加工零件相适应的三爪卡盘，

主轴箱沿摇臂长度方向两侧分别抵接有弹簧一，弹簧一通过支座固定在摇臂上、两侧的弹簧一相向设置将主轴箱夹在中间，

与转盘同侧的主轴箱顶部左侧设有第一滑轮、右侧设有气缸，气缸的活塞杆向下延伸设置，活塞杆端部连接有弹簧二、弹簧二的另一端连接有铁链一，铁链一从转盘的底部绕过并固定在转盘上，转盘上还固定有铁链二，铁链二与铁链一方向相反从转盘的底部绕过并向上延伸连接所述第一滑轮、及设在主轴箱顶部的第二滑轮向下延伸，铁链二的端部连接有配重块，通过铁链一、铁链二运动带动转盘转动；

所述调节主轴旋转方向的手柄下方通过安装支座连接有90°转角气缸，转角气缸通过连接臂连接设在端部的U型拨块，手柄位于U型拨块的凹槽中，U型拨块的转动角度与手柄的转动角度一致；

与转盘同侧的主轴箱上还设有用于监测转盘转动角度并将信号传送给PLC控制系统的监测机构和限位机构，

所述转台、三爪卡盘、气缸、转角气缸、监测机构均与PLC控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，其特征在于：所述转盘包括两个相对设置的环形板，两个环形板之间同一圆周上通过均布的若干个间隔设置的连杆连为一体，铁链一和铁链二均连接于连杆上。

3.根据权利要求2所述一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，其特征在于：所述监测机构包括上监测机构和下监测机构，上监测机构用于监测刀杆丝锥回位并正转、将信号传递给PLC控制系统并执行转台转动设定的角度开始下一个孔攻丝操作，包括固定在转盘连杆上的安装块、安装块上设有两个限位柱，转盘顶部与两个限位柱相对应的位置设有限位凸起和接近开关，接近开关通过限位凸起固定在主轴箱上，限位凸起和对应的限位柱构成限位机构；下监测机构用于监测刀杆丝锥钻孔到位、将信号传递给PLC控制系统执行主轴反转退刀操作，包括固定在主轴箱左下方的安装块，安装块上设有弧形导向安装槽，导向安装槽中通过安装座固定有朝向转盘方向的接近开关，转盘上设有与接近开关相对应的定位螺杆。

4.根据权利要求1或2或3所述一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，其特征在于：所述立柱包括上段和下段，上段插装在下段中、并通过设在上段外周的环形限位凸起支撑在下段的上端面，上段与下段之间转动配合，环形限位凸起上间隔设有两个限位块，两个限位块上对称设有螺纹孔，螺纹孔中设有两个相对的螺栓，两个螺栓之间预留有间隙，下段位于两个限位块中间的部位固定有向上延伸的定位块、定位块的上部位于两个螺钉之间，两个螺钉与定位块之间预留有上段与下段之间的转动间隙。

5.根据权利要求4所述一种差速器壳法兰面螺纹孔的柔性自动攻丝机构，其特征在于：所述差速器壳法兰面的螺纹孔可延伸为平面上螺纹孔。

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