專利名稱：纖具梯形螺紋專用機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種螺紋專用機(jī)床，特別涉及的是一種加工纖具梯形螺紋的專用機(jī)床。
纖具梯形螺紋是一種特殊類型的梯形螺紋，螺矩大，牙型既寬又矮。此類螺紋以其耐磨性、抗沖擊性、裝拆性和互換性優(yōu)于其它復(fù)合螺紋，在國外纖具業(yè)中甚為流行。在國外均采用CNC數(shù)控機(jī)床來完成纖具梯形螺紋的加工。這種數(shù)控機(jī)床成本高，要求操作人員和維修人員的技術(shù)素質(zhì)高。在我國國內(nèi)絕大多數(shù)廠家均采用傳統(tǒng)成型刀在車床上加工梯形螺紋。但用車床加工梯形螺紋刀具刃磨技術(shù)和操作技術(shù)要求高，故工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
鑒于以上原因，本實(shí)用新型的目的是為了提供一種成本低，刀具刃磨簡便，操作維修方便，加工一次成型，工作效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小的纖具梯形螺紋專用機(jī)床。
本實(shí)用新型包括電動(dòng)機(jī)、帶導(dǎo)軌的床身、床頭箱、裝在床頭箱上的掛輪組、裝在床頭箱內(nèi)的主軸、一端與掛輪組連接的絲桿，絲桿的另一端通過開合螺母與裝在床身導(dǎo)軌上的包含大拖板和中拖板和小拖板的拖板箱連接，小拖板上裝有刀臺(tái)和能控制刀具靜態(tài)位置的手搖絲桿，中拖板上裝有滾子，花鍵軸的一端裝在掛輪組中的掛輪上，其特征是在本實(shí)用新型中設(shè)有凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)包括與大拖板連接的殼體、裝在殼體上的凸輪軸、依次裝在凸輪軸上的凸輪和齒輪、裝在殼體上的裝有與凸輪軸上的齒輪嚙合的中間齒輪的中間軸、裝在花鍵軸另一端上的與中間齒輪嚙合的花鍵齒輪，裝在中拖板上的滾子緊靠著凸輪工作面(參見


圖1、圖2、圖3、圖4)，本實(shí)用新型中的凸輪為盤形凸輪，其基圓弧段的參數(shù)方程為X基＝R1COSθ1，y基＝±R1Sinθ1，凸輪的大直徑弧段的參數(shù)方程為X大＝R2COSθ5，y大＝±R2Sinθ5，其中R1為凸輪基圓半徑，R2為被加工螺紋的牙型高＋R1，－ (S1)/2 ≤θ1≤ (S1)/2 ， π－ (S5)/2 ≤θ5≤π，S1＝ (L5)/(P) ×2π， S5＝ (L1)/(P) ×2π，L1為被加工產(chǎn)品螺紋的牙底寬L5為被加工產(chǎn)品螺紋的牙頂寬P為被加工螺紋的螺矩θ為凸輪外廓軌跡上任一點(diǎn)與X軸正方向的夾角。
工作時(shí)，將工件裝在主軸上，主軸的另一端通過齒輪分別與床頭箱外的掛輪和電動(dòng)機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)，工件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，掛輪組將動(dòng)力分別傳到花鍵軸和絲桿上，花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)花鍵齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)再通過中間齒輪和凸輪軸上的齒輪而帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)而使凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)中拖板上的滾子而使小拖板和中拖板同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成徑向軌跡，同時(shí)絲桿帶動(dòng)拖板箱沿軸向移動(dòng)，本實(shí)用新型中的凸輪的外廓形狀是由被加工螺紋的幾何參數(shù)決定的，故在本實(shí)用新型中采用工件的旋轉(zhuǎn)、刀子的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和刀子隨拖板箱的軸向運(yùn)動(dòng)，便實(shí)現(xiàn)了對(duì)工件的加工且達(dá)到加工要求，在本實(shí)用新型中對(duì)刀子的刃磨技術(shù)要求不高，只要是尖刀即可。
在上述的工件、凸輪、絲桿(即大拖板)的進(jìn)給量間保持如下關(guān)系(K凸輪)/(K工件) ＝ (f＋p)/(p) ， (K工件)/(K絲桿) ＝ (T)/(f) ，
或 (K工件)/(K凸輪) ＝ (f＋p)/(p) (K工件)/(K絲桿) ＝ (T)/(f)其中K為轉(zhuǎn)數(shù)／分f為大拖板軸向走刀量／工件旋轉(zhuǎn)一周P為被加工產(chǎn)品螺紋的螺矩T為加工機(jī)床絲桿螺矩車內(nèi)螺紋時(shí)，若大拖板從右到左而 (K凸輪)/(K工件) ＝ (f＋p)/(p) 就包絡(luò)出左旋螺紋。若速比不變，大拖板反向，則包絡(luò)出右旋螺紋。若速比不變，車外螺紋時(shí)則反向。
車外螺紋時(shí)，若大拖板從右到左而 (K工件)/(K凸輪) ＝ (f＋p)/(p) 時(shí)就包絡(luò)出右旋螺紋。若速比不變，大拖板反向，則包絡(luò)出左旋螺紋。若速比不變，車外螺紋時(shí)則反向。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、一次成型效率高，采用尖刀使刀具刃磨方便，匆須多次提放離合器手把，操作維修方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小，加工工時(shí)是普通車床加工工時(shí)的20％；2、成本低。本實(shí)用新型可用普通機(jī)床改進(jìn)即可；3、質(zhì)量可靠a、形狀誤差(牙型角)1’b、螺矩誤差0.005毫米，c、表面光潔度高，可達(dá)
5以上，d、廢品率低，低于3‰。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例
圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視圖圖2本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)左視圖圖3本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視圖圖4圖3的左視圖圖5圖3所示的A－A剖視圖圖6掛輪組結(jié)構(gòu)示意圖圖7圖6所示的B－B剖視圖圖8凸輪工作圖圖9尖刀運(yùn)動(dòng)徑向位移圖
圖10被加工螺紋示意圖
圖11
圖10所示C－C剖面圖
圖12纖具梯形螺紋各段曲線之名稱定義示意圖
圖1－圖5給出了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型包括電動(dòng)機(jī)1、帶導(dǎo)軌2的床身3，床頭箱4，裝在床頭箱4上的掛輪組5，裝在床頭箱4內(nèi)的主軸6，一端與掛輪組5連接的絲桿7，絲桿7的另一端通過開合螺母8與裝在床身3的導(dǎo)軌2上的包含大拖板9和中拖板10和小拖板11的拖板箱12連接。花鍵軸13的一端裝在掛輪組5的掛輪上。主軸6上裝有皮帶輪14、電動(dòng)機(jī)1的輸出軸上裝有皮帶輪15，皮帶16裝在皮帶輪14和皮帶輪15上而使電動(dòng)機(jī)1傳出的動(dòng)力經(jīng)過皮帶輪和皮帶傳到主軸1上。拖板箱12中的小拖板11上有刀臺(tái)17和能控制刀具靜態(tài)位置的手搖絲桿18。刀臺(tái)17上裝有尖刀19。中拖板10螺紋連接有滾輪架20，滾輪架20上裝有滾輪21。凸輪機(jī)構(gòu)22包括與大拖板9螺紋連接的殼體23，裝在殼體23上的凸輪軸24，依次裝在凸輪軸24上的凸輪25、齒輪26，裝在殼體23上的裝有與齒輪26嚙合的中間齒輪27的中間軸28，與中間齒輪27嚙合的花鍵齒輪29?；ㄦI軸13的另一端裝在殼體23上且與花鍵齒輪29配合。滾輪21緊靠在凸輪25上。
圖6－圖7是本實(shí)用新型中的掛輪組圖。掛輪組5包括裝在掛輪輸出軸30上的掛輪31、32，裝在過橋軸33上的與掛輪32嚙合的掛輪34、掛輪35，裝在花鍵軸13上的與掛輪35嚙合的掛輪36，裝在過橋軸37上的與掛輪31嚙合的掛輪38、掛輪39，裝在絲桿7上的與掛輪39嚙合的掛輪40。掛輪輸出軸30伸入床頭箱4內(nèi)的一端裝有與主軸6上的齒輪41嚙合的齒輪42。
圖8是凸輪工作圖，圖9是尖刀運(yùn)動(dòng)徑向位移圖，
圖10－
圖11是被加工螺紋示意圖。本實(shí)用新型中的凸輪25為盤形凸輪，如圖8所示的凸輪是以X軸對(duì)稱，其外廓線由弧S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8組成，其中S2＝S8，S3＝S7，S4＝S6。S1為基圓弧段，S5是大直徑弧段，則基圓弧段的參數(shù)方程為X基＝R1COSO1－ (S1)/2 ≤θ1≤ (S1)/2Y基＝±R1SinO1凸輪大直徑圓弧段的參數(shù)方程為X大＝R2COSθ5Y大＝±R2Sinθ5， π－ (S5)/2 ≤θ5≤πS1＝－ (L5)/(P) ×2π， S5＝－ (L1)/(P) ×2πL1是被加工產(chǎn)品螺紋牙底寬L5是被加工產(chǎn)品螺紋牙頂寬P是被加工產(chǎn)品螺紋的螺矩θ是凸輪外廓軌跡上的任一點(diǎn)與X軸正方向的夾角。
從圖8－
圖11中可看出凸輪25的外廓形狀是由被加工產(chǎn)品螺紋的幾何參數(shù)決定。
圖12是梯形螺紋各段曲線之名稱定義示意圖。L1為牙底寬，L2、L8為牙底與鈄腰間的過渡圓弧軸向投影長度，L3、L7分別是梯形兩腰軸向投影長度，L4、L6分別為牙頂與兩腰間過渡圓弧軸向各投影長度，H為梯形螺紋牙全高，P為梯形螺紋螺矩。當(dāng)加工外徑為38毫米的內(nèi)螺紋時(shí)，其螺矩為15.63毫米，L1＝3.242毫米，L2＝L8＝0.716毫米，L3＝L7＝2.388毫米，L4＝L6＝1.433毫米，L5＝3.314毫米，H＝2.35毫米S1＝ (L5)/(P) ×2π＝ 3.314/15.63 ×2π 1.332(弧度)S5＝ (L1)/(P) ×2π＝ 3.242/15.63 ×2π 1.303(弧度)(K凸輪)/(K工件) ＝ (f＋p)/(p) ＝ (0.05＋15.63)/15.63 301/300 (f＝0.05毫米／工件轉(zhuǎn)一周)(K工件)/(K絲桿) ＝ (T)/(f) ＝ (25.4／6)/0.05 84.667上述加工機(jī)床的絲桿螺矩為25.4毫米／6牙本實(shí)用新型中的凸輪還可采用端面凸輪或槽輪。
權(quán)利要求1.一種纖具梯形螺紋專用機(jī)床，包括電動(dòng)機(jī)、帶導(dǎo)軌的床身、床頭箱、裝在床頭箱上的掛輪組、裝在床頭箱內(nèi)的主軸、一端與掛輪組連接的絲桿，絲桿的另一端通過開合螺母與裝在床身導(dǎo)軌上的包含大拖板和中拖板和小拖板的拖板箱連接，小拖板上裝有刀臺(tái)和能控制刀具靜態(tài)位置的手搖絲桿，中拖板上裝有滾子，花鍵軸的一端裝在掛輪組中的掛輪上，其特征在于所述的機(jī)床中設(shè)有凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)包括與大拖板連接的殼體、裝在殼體上的凸輪軸、依次裝在凸輪軸上的凸輪和齒輪、裝在殼體上的裝有與凸輪軸上的齒輪嚙合的中間齒輪的中間軸、裝在花鍵軸另一端上的與中間齒輪嚙合的花鍵齒輪，裝在中拖板上的滾子緊靠著凸輪工作面，所述的凸輪的基圓弧段的參數(shù)方程為X基=R1COSθ1、Y基=±R1Sinθ1，凸輪的大直徑弧段的參數(shù)方程為X大=R2COSθ5，Y大=±R2Sinθ5，其中，R1為凸輪基圓半徑，R2為被加工螺紋的牙型高+R1，－ (S1)/2 ≤θ1≤ (S1)/2 , π- (S5)/2 ≤θ5≤π,S1= (L5)/(P) ×2π, S5= (L1)/(P) ×2π,其中L1為被加工產(chǎn)品螺紋的牙底寬L5為被加工產(chǎn)品螺紋的牙頂寬P為被加工產(chǎn)品螺紋的螺矩θ為凸輪外廊軌跡上任一點(diǎn)與X軸正方向的夾角?！?br> 2.如權(quán)利要求1所述的專用機(jī)床，其特征在于所述的工作、凸輪、絲桿的進(jìn)給量間的關(guān)系如下(K凸輪)/(K工件) ＝ (f＋p)/(p) ， (K工件)/(K絲桿) ＝ (T)/(f) ，其中K為轉(zhuǎn)數(shù)／分f為大拖板軸向走刀量／工件旋轉(zhuǎn)一周P為被加工螺紋的螺矩T為加工機(jī)床絲桿螺矩
3.如權(quán)利要求1所述的專用機(jī)床，其特征在于所述的工件、凸輪、絲桿的進(jìn)給量間的關(guān)系如下(K工件)/(K凸輪) ＝ (f＋p)/(p) ， (K工件)/(K絲桿) ＝ (T)/(f) ，其中K為轉(zhuǎn)數(shù)／分f為大拖板軸向走刀量／工件旋轉(zhuǎn)一周P為被加工螺紋的螺矩T為加工機(jī)床絲桿螺矩
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種纖具梯形螺紋專用機(jī)床，包括電動(dòng)機(jī)、床身、床頭箱、掛輪組、主軸、絲桿、拖板箱，在拖板箱的中拖板上裝有滾子，其特征是設(shè)有凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)中的凸輪工作面緊靠著滾子，凸輪的外廓形狀是由被加工螺紋的幾何參數(shù)決定的。一次成型效率高，操作維修方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小，成本低，質(zhì)量可靠。
文檔編號(hào)B23G1/04GK2080435SQ9021494
公開日1991年7月10日 申請日期1990年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月22日
發(fā)明者佘國權(quán), 佘繼春 申請人:四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局成都探礦機(jī)械廠