CN2178577Y

CN2178577Y - 复合螺纹专用机床

Info

Publication number: CN2178577Y
Application number: CN 93239006
Authority: CN
Inventors: 张家利
Original assignee: Individual
Current assignee: Zhang Jiali
Priority date: 1993-07-17
Filing date: 1993-07-17
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2003-07-17

Abstract

本实用新型提供了一种复合螺纹专用机床，包括电机、主轴箱、主轴与夹头、交换齿轮箱、带导轨的床身以及由交换齿轮箱中摆线减速器和第一组交换挂轮传动的机床丝杆，走刀箱和大拖板；交换齿轮箱中第二组交换挂轮传动的凸轮花键轴、凸轮轴及凸轮，并由凸轮推动带有滚轮的中拖板。其特征是：工件、凸轮和大拖板进给量间应保持下述关系：大拖板每进给一个工件螺距时，凸轮必须且只能比工件多转一转或少转一转。其另一特征是：表述凸轮工作面轨迹的外廓形状及各段参数由复合螺纹的轴剖面参数确定。具有一次成型，操作维修方便，制造简单容易、成本低、效率高、质量好且稳定的优点。

Description

本实用新型涉及的是一种螺纹机床。特别涉及的是一种加工复合螺纹的专用机床。

复合螺纹是一种异型螺纹，螺距大，牙形特殊。它与目前钎具业广泛使用的波形螺纹相比，具有承压面大，传能效率高、磨损慢、允许磨损量大、寿命长和装卸方便等优点。同时因其具有ISO标准和许多发达国家的标准，所以拥有较广阔的市场。在国外均采用数控机床来完成其加工，生产成本高且对员工的技术素质要求高。由于其加工较困难，所以目前在国内生产量不大，且均采用成形刀具在普通机床上加工，要求操作者技术水平高且效率低质量极不稳定。

基于上述原因，本实用新型的目的是为了提供一种成本低、制造维修方便、操作简单轻便，采用刃磨和安装都方便的普通刀具，一次加工成型、效率高、质量稳定的复合螺纹专用机床。

本实用新型包括电机、带导轨的床身、主轴箱、主轴箱内的主轴及主轴上的夹头，装有一个摆线减速器和两个挂轮组的交换齿轮箱，主轴通过摆线减速器和一个挂轮组与丝杆连接，丝杆靠走刀箱内的开合螺母与走刀箱和包括大、中、小拖板的拖板***相连接，小拖板上装有夹持刀具的刀台和能调整刀具静态位置的手摇丝杆；主轴通过另一挂轮组与凸轮花键轴相连、凸轮花键轴带动凸轮轴驱动凸轮转动，推动中拖板上的滚轮，使中、小拖板往复运动。凸轮与滚轮靠可调节预载荷的弹簧进行力封闭。

工作时，工件装在夹头上，电机通过主轴箱中的轮系将运动传给主轴，实现工件旋转。主轴靠主轴箱中的齿轮及交换齿轮箱中的一个摆线减速器和两个挂轮组，将运动分别传给机床丝杆和凸轮花键轴。凸轮花键轴经中间（锥）齿轮带动凸轮轴而使凸轮转动，从而通过中拖板上的滚轮推动中、小拖板作垂直于床身导轨的往复运动。该往复运动与工件的转动复合成凸轮工作面轨迹；机床丝杆通过走刀箱内的开合螺母带动走刀箱和大拖板沿床身导轨移动。本实用新型之特征在于，上述的工件、凸轮和大拖板进给量间应保持一种特定关系：大拖板每进给一个工件螺距时，凸轮必须且只能比工件多转一转或少转一转。

即： (K凸轮)/(K工件) ＝ (K工件＋1)/(K工件) T×K丝杆＝P (K工件)/(K丝杆) ＝ (T)/(F)

或： (K凸轮)/(K工件) ＝ (K工件－1)/(K工件) T×K丝杆＝P (K工件)/(K丝杆) ＝ (T)/(F)

其中：K——转数／分钟

P——被加工工件的螺距

F——大拖板的走刀量／工件每转一转

T——机床丝杆螺距

所以，依靠上述关系，通过工件的旋转，刀具的往复运动和刀具随走刀箱与大拖板沿床身导轨的移动，便实现了对工件的加工且稳定达到技术要求。在使用中，对刀具的刃磨技术要求不高，只要是普通尖刀即可。

本实用新型中的凸轮为盘形凸轮。其特征是表述凸轮工作面轨迹的外廓形状及各段参数由复合螺纹的轴剖面参数确定。凸轮基园段的参数方程为：X基＝－RSINQ1 Y基＝－RCOSQ1 凸轮为非对称结构，由四段曲线组成。其中R为凸轮的基园半径。

O≤Q1≤S1 S1＝2π (L1)/(P)

L1——被加工产品内螺纹牙尖宽

P——被加工产品内螺纹的螺距

S1——凸轮外廓基园弧段

Q——凸轮外廓轨迹上任一点与Y轴的反向夹角

当操作方法（工艺）不变时，在关系式 (K凸轮)/(K工件) ＝ (K工件±1)/(K工件) 中取＋或取－可分别包络出旋向不同，但其余参数相等的螺纹。

本实用新型相对于现有技术有如下优点：

1、因其是一次加工成型，且系采用刃磨方便的普通尖刀，所以操作方便、劳动强度小、效率高（加工工时是普通车床加工工时的15％～10％），加工费用低。

2、制造成本低。本实用新型在普通机床上改进即可。

3、质量好并且可靠：

a、牙形误差、螺距误差及内外径误差均小于ISO1722和ISO1721规定公差值的1／6。

b、表面光洁度高、可稳定达

5以上。

c、废品率低、低于1‰。

下面将结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1：本实用新型传动***图。

图2：本实用新型外观主视图。

图3：本实用新型外观俯视图。

图4：本实用新型凸轮工作及刀具加工示意图。

图5：本实用新型摆线减速器构造及安装示意图。

图6：螺纹轴剖面及各有关名称定义图。

图7：凸轮工作图。

图8：刀尖运动位移图。

图9：螺纹形状展开图。

图10：图9所示N－N剖面。

图1～图5给出了本实用新型的传动***和主要结构的示意图。本实用新型包括带导轨的床身59、电机42、主轴箱44、主轴箱内的轮系和主轴41及夹头45，装有一个摆线减速器40和两个挂轮组的交换齿轮箱43。电机的动力经轮系中的齿轮1.2.3......22.23.24传给主轴41。主轴41通过齿轮25.26.27.28和摆线减速器40以及第一挂轮组的交换齿轮a.b.c.d将动力传给机床丝杆46。（其中齿轮a装在摆线减速器的输出轴上）。机床丝杆46通过走刀箱48内的开合螺母39与装在床身59上的大拖板47和走刀箱48连接；主轴同时通过齿轮32.33.30.29.31和第二挂轮组的交换齿轮a1.b1.c1.d1以及过桥齿轮35.36.34将动力传给凸轮花键轴49，凸轮花键轴49经锥齿轮37.38将运动传给凸轮轴57以及凸轮56，在中拖板55上装有靠弹簧60的推力与凸轮56封闭的滚轮58，小拖板50上装有夹持刀具52的刀台53和调整刀具52静态位置的手摇丝杆54。

图4还表示了工件51在被加工时，刀具52的径向运动关系。

图6是螺纹轴剖面及各有关名称定义图。L1为内螺纹牙尖宽、L2是牙侧的轴向投影长度，L3、L4是牙侧与牙尖的过渡园弧的两段轴向投影长度，α是牙侧面压力角，P为复合螺纹螺距，H为复合螺纹牙全高，d是螺纹内径，D为螺纹外径，r是过渡园弧半径。

图7是凸轮工作图，图8是刀尖运动位移图，图9和图10是螺纹形状展开图及剖面。本实用新型中的凸轮56为盘形凸轮。如图7所示，为非对称结构，其外廓由S1、S2、S3、S4组成。S1是基园弧段，其参数方程为：

X基＝－RSINQ1 Y基＝－RCOSQ1

O≤Q1≤S1 S1＝2π (L1)/(P)

Q——凸轮外廓轨迹上的任一点与Y轴的反向夹角。

从图6～图10可以看出，表述凸轮56工作面轨迹的外廓形状及各段参数由复合螺纹的轴剖面参数确定。

当加工螺纹外径名义尺寸为38毫米的内螺纹时，其螺距为12.7毫米，L1＝2.0263毫米，L2＝4.7902毫米，L3＝1.8553毫米，L4＝4.0282毫米，H＝2.645毫米。

S1＝2π (L1)/(P) ＝2π 2.0263/12.7 ＝1.993（弧度）

根据刀具几何尺寸和要求工件表面光洁度达

5～

6，算出大拖板走刀量为0.06毫米／工件每一转～0.08毫米／工件每一转。

经过试算，工件转速为175转／分钟时，传动链的计算误差为零。

(K凸轮)/(K工件) ＝ (K工件＋1)/(K工件) ＝ (175＋1)/175 ＝ 176/175

T×K丝杆＝P＝12.7＝ 25.4/2 ＝ 25.4/6 ×K丝杆

K丝杆＝3

(K工件)/(K丝杆) ＝ (T)/(F) ＝ 175/3

F＝ (3T)/175 ＝ 25.4/(2×175) ＝0.073毫米

上述加工机床的丝杆螺距设定为6牙／25.4毫米。

Claims

1、一种复合螺纹专用机床、包括电机、带导轨的床身、主轴箱、主轴箱内的主轴及主轴上的夹头、装有一个摆线减速器和两个挂轮组的交换齿轮箱、主轴通过摆线减速器和一个挂轮组与丝杆连接，丝杆靠走刀箱内的开合螺母与走刀箱和包括大、中、小拖板的拖板***相连接，小拖板上装有夹持刀具的刀台和能调整刀具静态位置的手摇丝杆；主轴通过另一挂轮组与凸轮花键轴相连，凸轮花键轴经中间锥齿轮带动凸轮轴及轴上的凸轮转动、从而推动中拖板上的滚轮使中、小拖板作垂直于床身导轨的往复运动，凸轮与滚轮靠可调节预载荷的弹簧进行力封闭，其特征在于当主轴上的工件转动时，与中、小拖板的往复运动复合成任一垂直于工件轴线之剖面与工件螺纹表面交线的轨迹，该轨迹即凸轮工作面轨迹；机床丝杆靠走刀箱内的开合螺母驱使走刀箱和大拖板沿床身导轨移动，上述工件、凸轮和大拖板进给量间应保持一种特定的运动关系：大拖板每进给一个工件螺距时，凸轮必须且只能比工件多转一转或少转一转，

即： (K凸轮)/(K工件) = (K工件+1)/(K工件) T×K丝杆=P (K工件)/(K丝杆) = (T)/(F)

或： (K凸轮)/(K工件) = (K工件-1)/(K工件) T×K丝杆=P (K工件)/(K丝杆) = (T)/(F)

其中：K-转数/分钟

P-被加工工件的螺距

F-大拖板的走刀量/工件每转一转

T-机床丝杆螺距。

2、如权利要求1所述的复合螺纹专用机床，其特征在于表述凸轮工作面轨迹的外廓形状及各段参数由复合螺纹的轴剖面参数确定，所述凸轮为盘形，非对称结构，其基园弧段的参数方程为：

X基＝－RSINQI Y基＝－RCOSQI

其中R为凸轮的基园半径

O≤Q1≤S1 S1＝2π (L1)/(P)

其中：L1——被加工产品内螺纹牙尖宽

P——被加工产品螺纹的螺距

S1——凸轮外廓基园弧段

Q——凸轮外廓轨迹上任一点与Y轴的反向夹角。