一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，包括普通車床、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、跟刀架和加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)包含立架、電主軸和金鋼石銑削刀具；跟刀架包含工件支承套、螺紋支承套；加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)包含加長導(dǎo)軌、變頻電機(jī)和三爪卡盤。本發(fā)明加工細(xì)長復(fù)合材料的外螺紋分兩個(gè)工步：1、利用普通車床的車螺紋傳動鏈和高速旋轉(zhuǎn)的金鋼石銑削刀具，完成復(fù)合材料前段的外螺紋銑削；2、通過加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)中的三爪卡盤夾緊復(fù)合材料前段外螺紋的端頭，啟動變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)被加工件的圓周運(yùn)動，通過螺紋支承套決定螺紋的導(dǎo)程，通過高速旋轉(zhuǎn)的金鋼石銑削刀具對細(xì)長復(fù)合材料的全長外螺紋進(jìn)行加工。
【專利說明】一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加工外螺紋的機(jī)械，尤其涉及一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，屬于機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]由兩種或兩種以上不同物理、化學(xué)性能的物質(zhì)經(jīng)人工合成后的固體材料，稱為復(fù)合材料。由于這些材料具有很高的比強(qiáng)度和比剛度、抗疲勞性能好、工作安全性優(yōu)、電絕緣性和化學(xué)惰性優(yōu)良、極低的導(dǎo)熱系數(shù)、良好的減磨耐磨性能及吸震和消聲性能，因此在航天、航空、船舶、汽車、化工、電子、電器行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但這些材料的切削加工性能通常較差，比如:加工復(fù)合材料玻璃鋼時(shí)，其硬度和強(qiáng)度很高，玻璃組織填料難以切削，刀具很快被磨損而失去切削能力，且只能通過微量切削緩慢進(jìn)行，同時(shí)，由于它的導(dǎo)熱系數(shù)小，耐熱性只有100°c?250°C，在切削力作用下和刀具磨鈍后，熱膨脹系數(shù)極大，一般為金屬的3?4倍，因此，尺寸的穩(wěn)定性較差，且當(dāng)?shù)毒邔ζ鋽D壓作用力大時(shí)，極易產(chǎn)生開裂、崩邊和掉渣；加工酚醛、環(huán)氧、氨基等熱固性塑料時(shí)，由于它的耐熱性比熱塑性塑料高，而且有的塑料強(qiáng)度(玻璃纖維基材的塑料)接近于金屬，在車削時(shí)形成強(qiáng)烈的磨料磨損，熱固性塑料強(qiáng)度大、硬度高、導(dǎo)熱性極低，切削區(qū)的溫度可達(dá)600°C，刀具耐用度明顯下降，組織、硬度、強(qiáng)度不均勻，回彈性強(qiáng)，尺寸精度不易控制，組織極不均勻，特別是層壓塑料更為嚴(yán)重，切削時(shí)易脆性開裂；切削加工Si02含量達(dá)90%以上的高硅氧玻璃鋼時(shí)，其中硬質(zhì)點(diǎn)具有研磨的性質(zhì)，使刀具磨損嚴(yán)重，工件起層、掉渣，粉塵嚴(yán)重，且同時(shí)存在樹脂因切削溫度高而燒焦的現(xiàn)象。眾上所述，復(fù)合材料的切削加工難度是顯面易見的，而用這種材料加工出直徑8_、長3M的細(xì)長外螺紋，就更難上加難了。目前，國內(nèi)加工上述細(xì)長外螺紋的唯一方法是:采用普通車床通過微量切削、多刀進(jìn)給、分段移動加工的方法實(shí)現(xiàn)，其不但工作效率極低且出現(xiàn)螺紋錯牙而前后不銜接缺陷。因此設(shè)計(jì)出一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的專用機(jī)械，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對目前國內(nèi)加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋難的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，借以填補(bǔ)國內(nèi)空白。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械,包括普通車床、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、跟刀架和加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)，所述的普通車床拆去夾持刀具的刀架；所述的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)包含立架、電主軸和金鋼石銑削刀具，金鋼石銑銷刀具上設(shè)有錐角為螺紋牙型角的銑銷錐面，該刀具被夾持在電主軸的輸出軸端，并與電主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸；所述的跟刀架由架座、工件支承套、螺紋支承套、彈簧和緊固螺釘組成；所述的加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)由加長導(dǎo)軌、滑動溜板、變頻電機(jī)、三爪卡盤組成，其特征在于:
所述橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的立架固定在車床的刀架溜板上；
所述的電主軸以軸線垂直相交于車床主軸軸線的形式固定在立架上，且可沿車床主軸軸線的垂直方向作橫向進(jìn)給運(yùn)動；
所述跟刀架的架座固定在車床的刀架溜板上，其位于金鋼石銑削刀具的下方，且在架座中部設(shè)有一可供金鋼石銑削刀具向車床回轉(zhuǎn)軸線進(jìn)給的凹入空間；
所述工件支承套內(nèi)設(shè)有一與加工件外徑形成間隙配合的縱向孔，所述螺紋支承套內(nèi)設(shè)有一與加工件螺紋旋接的螺紋孔，工件支承套和螺紋支承套按照從左到右順序依次相隔間隙配合在架座內(nèi)的孔中，且兩者的軸線均與車床的回轉(zhuǎn)軸線同軸，其中工件支承套當(dāng)縱向位置確定后通過架座上的緊固螺釘緊固定位，其中螺紋支承套，可沿車床的回轉(zhuǎn)軸線作縱向移動，且當(dāng)工件螺紋旋入后通過架座上的緊固螺釘緊固定位；
所述工件支承套在跟刀架架座置有凹入空間的相對位置上亦設(shè)有一凹入的平面，該平面與車床回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離小于其內(nèi)縱向孔的半徑并大于零；
所述彈簧設(shè)置在螺紋支承套與架座之間，且彈力指向車床的車頭方向；
所述螺紋支承套的外徑上設(shè)有沿軸向的鍵，跟刀架架座內(nèi)設(shè)有與鍵相配合的鍵槽，兩者配合限制螺紋支承套繞軸線旋轉(zhuǎn)；
所述螺紋支承套的螺紋入口端設(shè)有外大內(nèi)小的對中錐孔，以方便工件螺紋的對中旋
A ；
所述加長導(dǎo)軌設(shè)置在車床縱向?qū)к壍难娱L軌跡上；
所述的滑動溜板可沿加長導(dǎo)軌作縱向自由運(yùn)動；
所述的變頻電機(jī)固定在滑動溜板上，其輸出軸端固定連接三爪卡盤；
所述的三爪卡盤回轉(zhuǎn)軸線與車床的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
[0005]本發(fā)明加工細(xì)長復(fù)合材料的外螺紋分兩個(gè)工步:
一工步:細(xì)長復(fù)合材料工件從車床主軸孔中穿過，并使工件一端進(jìn)入刀架縱向孔內(nèi)形成孔對工件的對中支承；利用車床三爪卡盤的圓周運(yùn)動和車螺紋傳動鏈的縱向進(jìn)給運(yùn)動以及電主軸帶動金鋼石銑削刀具的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，完成復(fù)合材料前段的外螺紋銑削，并使前段外螺紋從螺紋支承套內(nèi)旋出，然后緊固螺紋支承套；
二工步:停止車床主軸旋轉(zhuǎn)，松開車床三爪卡盤，通過加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)中的三爪卡盤夾緊復(fù)合材料前段外螺紋的端頭，啟動變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)被加工件的圓周運(yùn)動，通過螺紋支承套決定螺紋的導(dǎo)程，啟動電主軸高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)金鋼石銑削刀具對工件的切削運(yùn)動，從而完成細(xì)長復(fù)合材料的全長外螺紋加工。
[0006]本發(fā)明能夠加工出直徑8mm、長達(dá)3M細(xì)長復(fù)合材料的外螺紋，解決了普通車床無法加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的難題，因而具有設(shè)計(jì)新穎、原理明晰、結(jié)構(gòu)合理、加工螺紋光滑、工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明一工步狀態(tài)下的主視、局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A-A截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中I部分結(jié)構(gòu)移出放大圖；
圖4為圖3中B-B截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖3中C-C截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明二工步狀態(tài)下的主視、局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0008]在圖1?6中:1工件、2變頻器、3普通車床、4立架、5和5’三爪卡盤、6電主軸、7螺紋工件、8變頻電機(jī)、9滑動溜板、10加長導(dǎo)軌、11機(jī)架、12和20緊固螺釘、13金鋼石銑削刀具、14工件支承套、15刀架溜板、16大拖板、17架座、18螺紋支承套、19彈簧、a對中錐孔、b鍵槽、c鍵。。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖并通過以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如附圖1、2、3、4、5所示，工件I為細(xì)長復(fù)合材料；普通車床3拆去夾持刀具的刀架；橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)包含立架4、電主軸6和金鋼石銑削刀具13，金鋼石銑銷刀具13上設(shè)有錐角為螺紋牙型角的銑銷錐面，刀具被夾持在電主軸6的輸出軸端，并與電主軸6的回轉(zhuǎn)軸線同軸；跟刀架由架座17、工件支承套14、螺紋支承套18、彈簧19、緊固螺釘12和20組成；加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)由加長導(dǎo)軌10、滑動溜板9、三爪卡盤5’、變頻電機(jī)8組成；橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的立架4固定在車床的刀架溜板15上；電主軸6以垂直于車床主軸軸線的形式固定在立架4上，且可沿車床主軸軸線的垂直方向作橫向進(jìn)給運(yùn)動；跟刀架的架座17固定在車床的刀架溜板15上，其位于金鋼石銑削刀具13的下方，且在架座17中部設(shè)有一可供金鋼石銑削刀具13向車床回轉(zhuǎn)軸線進(jìn)給的凹入空間；工件支承套14內(nèi)設(shè)有一與工件I外徑形成間隙配合的縱向孔；螺紋支承套18內(nèi)設(shè)有一與螺紋工件7螺紋參數(shù)相同的螺紋孔；工件支承套14和螺紋支承套18按照從左到右順序依次相隔間隙配合在架座17的孔內(nèi)，且兩者的軸線均與車床的回轉(zhuǎn)軸線同軸，其中工件支承套14當(dāng)縱向位置確定后可通過架座17上的緊固螺釘12緊固定位，其中螺紋支承套18，可沿車床的回轉(zhuǎn)軸線作縱向移動，且當(dāng)螺紋工件7旋入后通過架座17上的緊固螺釘20緊固定位；工件支承套14在跟刀架架座17置有凹入空間的相對位置上亦設(shè)有一凹入的平面，該平面與車床回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離小于其內(nèi)縱向孔的半徑并大于零；彈簧19設(shè)置在螺紋支承套18與架座17之間，且彈力指向車床的車頭方向；螺紋支承套18的外徑上設(shè)有沿軸向的鍵C，跟刀架架座17內(nèi)設(shè)有與鍵c相配合的鍵槽b，兩者配合限制螺紋支承套18繞軸線旋轉(zhuǎn)；螺紋支承套18的螺紋入口端設(shè)有外大內(nèi)小的對中錐孔a，以方便螺紋工件7的對中旋入；加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)中的加長導(dǎo)軌10設(shè)置在車床縱向?qū)к壍难娱L軌跡上；滑動溜板9可沿加長導(dǎo)軌10作縱向自由運(yùn)動；變頻電機(jī)8固定在滑動溜板9上，其輸出軸端固定連接三爪卡盤5’，三爪卡盤5’的回轉(zhuǎn)軸線與車床的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
[0010]本發(fā)明加工細(xì)長復(fù)合材料的外螺紋分兩個(gè)工步
一工步:如圖1所示，將工件I從普通車床3的主軸孔內(nèi)伸入到工件支承套14內(nèi)的縱向孔中對中支承；通過車床三爪卡盤5夾緊工件1，并使其端頭位于金鋼石銑削刀具13的下方；通過刀架溜板15、大拖板16以及橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)調(diào)整金鋼石銑削刀具13 —次性銑削工件I外螺紋的縱橫向相對位置；啟動普通車床3的電動機(jī)和變頻器2，利用普通車床3所具有的車螺紋傳動鏈和電主軸6帶動金鋼石銑削刀具13高速旋轉(zhuǎn)，完成工件I前段的外螺紋銑削，從而形成螺紋工件7，并使螺紋工件7的前段外螺紋旋出螺紋支承套18外，然后，通過架座17上的緊固螺釘20緊固螺紋支承套18。在此過程中，由于工件支承套14上設(shè)有一凹入的平面，且該平面與車床回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離小于其內(nèi)縱向孔的半徑并大于零，因而使其內(nèi)的縱向孔包合工件I的大半圓柱，僅使其中很小的半圓柱裸露在外，既滿足了金鋼石銑削刀具13對其表面進(jìn)行螺紋銑削的要求，又使工件I的對中包合穩(wěn)定，因而加工出的螺紋形狀精度得已充分保證；在此過程中，由于螺紋支承套18的螺紋入口端設(shè)有外大內(nèi)小的對中錐孔a，且螺紋支承套18可在跟刀架架座17內(nèi)沿鍵c與鍵槽b的配合方向作縱向移動，螺紋支承套18與跟刀架架座17之間還設(shè)有彈力指向車床頭架的彈簧19，因而使已加工好的螺紋工件7端頭能夠不偏不倚地順利接近螺紋支承套18的內(nèi)螺紋，且在螺紋支承套18的可容讓移動和彈簧19簧力的共同作用下，使兩者之間的導(dǎo)程重合而旋入其內(nèi)，旋入后通過架座17上的緊固螺釘20緊固螺紋支承套18，使螺紋支承套18不可縱向位移。
[0011]二工步:如圖6所示，停止車床主軸轉(zhuǎn)動，松開車床三爪卡盤5，通過加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)中的三爪卡盤5’夾緊螺紋工件7前段外螺紋的端頭，啟動變頻電機(jī)8實(shí)現(xiàn)工件I的圓周運(yùn)動，通過螺紋支承套18決定螺紋的導(dǎo)程，啟動電主軸6高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)金鋼石銑削刀具13對工件I的切削運(yùn)動，從而完成細(xì)長復(fù)合材料的全長外螺紋加工。在此過程中，螺紋工件7遵循固定螺紋支承套18內(nèi)的設(shè)定導(dǎo)程并在三爪卡盤5’的帶動下，作圓周與軸向方向上的合成運(yùn)動，滑動溜板9同時(shí)在螺紋工件7的合成運(yùn)動中，沿加長導(dǎo)軌10上作自由跟隨動作。
[0012]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以對其作出種種變化，比如:橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的立架與跟刀架也可直接裝在普通車床的大拖板上；螺紋支承套也可以通過人手直接旋合螺紋工件，然后固定在跟刀架上，諸如此類的等同效應(yīng)變換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的技術(shù)范圍之類。
【權(quán)利要求】
1.一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，包括普通車床、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、跟刀架和加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)，所述的普通車床拆去夾持刀具的刀架；所述的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)包含立架、電主軸和金鋼石銑削刀具，金鋼石銑銷刀具上設(shè)有錐角為螺紋牙型角的銑銷錐面，該刀具被夾持在電主軸的輸出軸端，并與電主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸；所述的跟刀架由架座、工件支承套、螺紋支承套、彈簧和緊固螺釘組成；所述的加長導(dǎo)軌與動力機(jī)構(gòu)由加長導(dǎo)軌、滑動溜板、變頻電機(jī)、三爪卡盤組成，其特征在于: 所述橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的立架固定在車床的刀架溜板上； 所述的電主軸以軸線垂直相交于車床主軸軸線的形式固定在立架上，且可沿車床主軸軸線的垂直方向作橫向進(jìn)給運(yùn)動； 所述跟刀架的架座固定在車床的刀架溜板上，其位于金鋼石銑削刀具的下方，且在架座中部設(shè)有一可供金鋼石銑削刀具向車床回轉(zhuǎn)軸線進(jìn)給的凹入空間； 所述工件支承套內(nèi)設(shè)有一與加工件外徑形成間隙配合的縱向孔； 所述螺紋支承套內(nèi)設(shè)有一與加工件螺紋參數(shù)相同的螺紋孔； 所述工件支承套和螺紋支承套按照從左到右順序依次相隔間隙配合在架座內(nèi)的孔中，且兩者的軸線均與車床的回轉(zhuǎn)軸線同軸，其中螺紋支承套，可沿車床的回轉(zhuǎn)軸線作縱向移動； 所述工件支承套在跟刀架架座置有凹入空間的相對位置上亦設(shè)有一凹入的平面，該平面與車床回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離小于其內(nèi)縱向孔的半徑并大于零； 所述加長導(dǎo)軌設(shè)置在車床縱向?qū)к壍难娱L軌跡上； 所述的滑動溜板可沿加長導(dǎo)軌作縱向自由運(yùn)動； 所述的變頻電機(jī)固定在滑動溜板上，其輸出軸端固定連接三爪卡盤； 所述的三爪卡盤回轉(zhuǎn)軸線與車床的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，其特征在于所述彈簧設(shè)置在螺紋支承套與架座之間，且彈力指向車床的車頭方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，其特征在于所述螺紋支承套的外徑上設(shè)有沿軸向的鍵，跟刀架架座內(nèi)設(shè)有與鍵相配合的鍵槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，其特征在于所述螺紋支承套的螺紋入口端設(shè)有外大內(nèi)小的對中錐孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，其特征在于所述工件支承套當(dāng)縱向位置確定后通過架座上的緊固螺釘緊固定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工細(xì)長復(fù)合材料外螺紋的機(jī)械，其特征在于所述螺紋支承套當(dāng)工件螺紋旋入后通過架座上的緊固螺釘緊固定位。
【文檔編號】B23G1/44GK104028854SQ201410268092
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】王木剛, 王勝 申請人:鹽城三森自動化設(shè)備有限公司