一种挤压内螺纹用低频扭转激振装置 |
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| 申请号 | CN201610400689.6 | 申请日 | 2016-06-08 | 公开(公告)号 | CN106001337A | 公开(公告)日 | 2016-10-12 |
| 申请人 | 南京航空航天大学; | 发明人 | 侯源君; 左敦稳; 孙玉利; 廖泽南; | ||||
| 摘要 | 一种 挤压 内 螺纹 用低频扭转激振装置，它包括挤压丝锥（3C）， 主轴 （1A），挤压丝锥（3C）安装在主轴（1A）的一端中，其特征是所述的主轴（1A）的另一端连接有能使主轴（1A）产生低频扭转激振的摆臂摇杆机构（2），摆臂摇杆机构（2）与驱动机构相连；主轴（1A）中安装有用于防止锥形夹持柄（3A）下落的拉紧杆（1I），拉紧杆（1I）的下端与夹持柄（3A）相连，拉紧杆（1I）的上端安装在卡头 保持架 （1K）中，卡头保持架（1K）中安装有三爪卡头（1H），三爪卡端（1H）的一端插入主轴（1A）上的 定位 孔中，在拉紧杆（1I）的上端旋装有拉紧 螺母 （1J），拉紧螺母（1J）以三爪卡头（1H）为 基座 将拉紧杆（1I）拉紧定位在主轴（1A）中。本 发明 结构简单，激振效果好，能够改善摩擦降低挤压 扭矩 ，提高加工效率和加工 质量 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种挤压内螺纹用低频扭转激振装置，它包括挤压丝锥（3C），主轴（1A），挤压丝锥（3C）通过快换套（3B）和锥形夹持柄（3A）安装在主轴（1A）的一端中，主轴（1A）通过上角接触球轴承（1E）和下角接触球轴承（1F）安装在机床上，其特征是所述的主轴（1A）的另一端连接有能使主轴（1A）产生低频扭转激振的摆臂摇杆机构（2），摆臂摇杆机构（2）与驱动机构相连，主轴（1A）的低频扭转传递到挤压丝锥（3C）上；主轴（1A）中安装有用于防止锥形夹持柄（3A）下落的拉紧杆（1I），拉紧杆（1I）的下端与夹持柄（3A）通过螺纹相连，拉紧杆（1I）的上端安装在卡头保持架（1K）中，卡头保持架（1K）中安装有三爪卡头（1H），三爪卡端（1H）的一端插入主轴（1A）上的定位孔中从而实现与主轴（1A）的连接，在拉紧杆（1I）的上端旋装有拉紧螺母（1J），拉紧螺母（1J）以三爪卡头（1H）为基座将拉紧杆（1I）拉紧定位在主轴（1A）中，主轴（1A）的扭转激振同时通过三爪卡头（1H）传动到拉紧杆（1I）上，拉紧杆（11）也将主轴的低频扭转叠加传递到挤压丝锥（3C）。 |
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| 说明书全文 | 一种挤压内螺纹用低频扭转激振装置技术领域背景技术[0002] 现代机械制造中内螺纹加工的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等；而内螺纹冷挤压技术是近年来新发展的一种内螺纹加工方法，即在室温条件下，采用挤压丝锥在预制好的工件底孔上通过丝锥棱齿的作用使得金属产生塑性流动，从而形成内螺纹的工艺过程。振动辅助挤压攻丝，是在工件和挤压丝锥相对运动的基础上叠加一个有规律并可控的振动，从而形成脉冲式挤牙。它将原先连续挤压过程变成了现在的断续挤压过程，通过不同的微小脉冲作用于丝锥和工件结合界面，形成间歇接触，降低摩擦。内螺纹冷挤压成形使得内螺纹产品的表面质量、尺寸精度、材料利用率及机械性能都优于传统的内螺纹加工方式，冷挤压内螺纹在抗拉强度、疲劳性能、表面硬度等物理性能都超过了用传统方式加工的内螺纹，它是抗疲劳加工技术的重要组成部分。但对于挤压过程，挤压扭矩大，对加工设备要求高，于是本发明采用低频扭转振动应用于内螺纹挤压过程中，以降低扭矩，属于复合加工方式。 发明内容[0003] 本发明的目的是针对内螺纹仅依靠单纯的周向力进行挤压存在挤压力过大、丝锥易折断，加工效率和质量难以提高的问题，设计一种挤压内螺纹用低频扭转激振装置。 [0004] 本发明的技术方案是：一种挤压内螺纹用低频扭转激振装置，它包括挤压丝锥3C，主轴1A，挤压丝锥3C通过快换套3B和锥形夹持柄3A安装在主轴1A的一端中，主轴1A通过上角接触球轴承1E和下角接触球轴承1F安装在机床上，其特征是所述的主轴1A的另一端连接有能使主轴1A产生低频扭转激振的摆臂摇杆机构2，摆臂摇杆机构2与驱动机构相连，主轴1A的低频扭转传递到挤压丝锥3C上；主轴1A中安装有用于防止锥形夹持柄3A下落的拉紧杆1I，拉紧杆1I的下端与夹持柄3A通过螺纹相连，拉紧杆1I的上端安装在卡头保持架1K中，卡头保持架1K中安装有三爪卡头1H，三爪卡端1H的一端插入主轴1A上的定位孔中从而实现与主轴1A的连接，在拉紧杆 1I的上端旋装有拉紧螺母1J，拉紧螺母1J以三爪卡头1H为基座将拉紧杆1I拉紧定位在主轴 1A中，主轴1A的扭转激振同时通过三爪卡头1H传动到拉紧杆1I上，拉紧杆11也将主轴的低频扭转叠加传递到挤压丝锥3C，从而实现双作用式低频扭转振动挤压加工。 [0005] 所述的摆臂摇杆机构2通过连接套筒1B与主轴1A相连，连接套筒1B与主轴1A通过内外花键连接。 [0006] 所述的上角接触球轴承1E和下角接触球轴承1F之间通过轴套1D相隔，上角接触球轴承1E通过轴承压紧螺母1C和轴套1D实现轴向实位。 [0007] 所述的拉紧杆1I上套装有定心用的压片1G，压片1G叠装在主轴中的压片座1M上。 [0008] 所述的摆臂摇杆机构2的数量为二个，它们对称安装在主轴上，其中一个摆臂摇杆机构2的悬臂端与曲柄动力机构5铰接相连以产生低频扭转，另一个摆臂摇杆机构2的悬臂端与弹性扭矩平衡机构4相连以实现低频扭转的复位。 [0009] 本发明的有益效果：本发明可实现不同规格不同材料内螺纹冷挤压加工，降低了内螺纹挤压扭矩，提高了被加工螺纹的表面质量和抗疲劳特性。例如不同规格的公制牙、细牙、梯形牙等，不同材质的不锈钢、高强钢、钛合金等。 [0010] 冷挤压内螺纹在抗拉强度、疲劳性能、表面硬度等物理性能都超过了用传统方式加工的内螺纹，它是抗疲劳加工技术的重要组成部分。加工后内螺纹产品的表面质量、尺寸精度、材料利用率及机械性能都优于传统的切削式螺纹加工方法。 [0012] 图1是本发明相关的低频扭转装置的外形结构示意图。 [0013] 图2本发明的主轴的内部结构示意图。 [0014] 图3是图1的立体分解结构示意图。 [0015] 图4是本发明的曲柄动力机构的立体结构示意图。 [0016] 图5是图4的俯视结构示意图。 [0017] 图6是本发明的曲柄动力机构的变速机构示意图。 [0018] 图7是图6的A-A剖视图。 [0019] 图8是本发明的弹性扭矩平衡机构的立体结构示意图。 具体实施方式[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 [0021] 如图1-8所示。 [0022] 一种挤压内螺纹用低频扭转激振装置，它包括挤压丝锥3C，主轴1A，挤压丝锥3C通过快换套3B和锥形夹持柄3A安装在主轴1A的一端中，主轴1A通过上角接触球轴承1E和下角接触球轴承1F安装在机床上，所述的主轴1A的另一端连接有能使主轴1A产生低频扭转激振的摆臂摇杆机构2，摆臂摇杆机构2与驱动机构相连，主轴1A的低频扭转传递到挤压丝锥3C上，如图1所示；主轴1A中安装有用于防止锥形夹持柄3A下落的拉紧杆1I，拉紧杆1I的下端与夹持柄3A通过螺纹相连，拉紧杆1I的上端安装在卡头保持架1K中，卡头保持架1K中安装有三爪卡头1H，三爪卡端1H的一端插入主轴1A上的定位孔中从而实现与主轴1A的连接，在拉紧杆1I的上端旋装有拉紧螺母1J，拉紧螺母1J以三爪卡头1H为基座（基座上可加装垫片、垫套等过渡件，如图2中所示）将拉紧杆1I拉紧定位在主轴1A中，如图2主轴1A的扭转激振同时通过三爪卡头1H传动到拉紧杆1I上，拉紧杆11也将主轴的低频扭转叠加传递到挤压丝锥3C，从而实现双作用式低频扭转振动挤压加工。具体实施时，所述的摆臂摇杆机构2可通过连接套筒1B与主轴1A相连（图2、3），连接套筒1B与主轴1A通过内外花键连接。所述的上角接触球轴承1E和下角接触球轴承1F之间通过轴套1D相隔，上角接触球轴承1E通过轴承压紧螺母1C和轴套1D实现轴向实位，如图2。所述的拉紧杆1I上套装有定心用的压片1G，压片1G叠装在主轴中的压片座1M上。所述的摆臂摇杆机构2的数量为二个，如图3，它们对称安装在主轴上，其中一个摆臂摇杆机构2的悬臂端与曲柄动力机构5铰接相连以产生低频扭转，曲柄动力机构5由图4、5所示的动力机构驱动，图4、5所示的动力机构还连接有图6、7所示的变速机构及拨叉结构。另一个摆臂摇杆机构2的悬臂端与图8所示的弹性扭矩平衡机构4相连以实现低频扭转的复位。 [0023] 详述如下：本发明的低频扭转激振装置包括振动主轴机构1（如图2）、摆臂摇杆机构2（如图3）、挤压丝锥夹持柄3（如图3）、扭矩平衡机构4（如图8）、曲柄动力机构5（如图4、5）和动力变矩机构6（如图6、7），装配结构如图1所示。其中：振动主轴机构1包括主轴1A、连接套筒1B、轴承压紧螺母1C、轴套1D、上角接触球轴承1E、下角接触球轴承1F、压片1G、三爪卡头1H、拉紧杆1I、拉紧螺母1J、卡头保持架1K、卡头紧固螺钉1L、压片座1M、夹持柄导向套筒1N。摆臂摇杆机构2包括右摇臂2A、左摇臂2B、紧定螺栓组件2C。挤压丝锥夹持柄3包括标准BT40刀柄3A、快换套3B和挤压丝锥3C。扭矩平衡机构4包括上压杆4A、弹簧上套4B、强力弹簧 4C、弹簧下套4D、下压杆4E、左保持架4F、右保持架4G和主支架4H。曲柄动力机构5包括连杆 5A、右曲轴5B和左曲轴5C。动力变矩机构6：包括同步带轮6A、齿轮6B-6I、主动力轴6J、传力轴6K、轴6L、换挡轴6M、轴6N、右拨叉6O和左拨叉6P。 振动主轴机构1中，夹持柄拉紧组件(1G-1J)置于主轴1A中，包括有拉紧螺母1J、拉紧杆1I、压片1G和三爪卡头1H；主轴1A设置有 120°相交的腰形孔，通过腰形孔与三爪卡头1H配合连接主轴1A；夹持柄拉紧组件(1G-1J)中拉紧杆1I设置有螺纹，通过螺纹配合拉紧杆1I连接挤压丝锥夹持柄3(3A-3C)；摆臂摇杆机构2和振动主轴机构1通过连接套筒1B、紧定螺栓组件2C固定在一起；连接套筒1B设置内花键，主轴1A设置外花键，连接主轴1A和连接套筒1B；通过紧定螺栓组件2C连接左(右)摇臂2A(2B)。摆臂摇杆机构2外接驱动动力源，将主驱动力传递给主轴1A，以产生沿轴线方向上的扭转振动。主轴1A的沿轴线的扭转振动，通过置于主轴1A中的夹持柄拉紧组件(1G-1J)，传递给挤压丝锥夹持柄3，再通过快换套3B传递给挤压丝锥3C，作用于工件。扭矩平衡机构4和摆臂摇杆机构2通过压杆颈销2E链接在一起。曲柄动力机构5和摆臂摇杆机构2通过连杆颈销2D链接在一起，将连杆动力传递给左摇臂，进而带动摆臂摇杆机构运行。动力变矩机构6通过齿轮6B-6I、主动力轴6J、传力轴6K、轴6L、换挡轴6M、轴6N，将同步带轮的外动力进行传递，进而通过一系列的变换，将外动力传递给曲柄动力机构5。上角接触球轴承1E、下角接触球轴承1F内圈连接于主轴1A上，外圈固定在机床主轴箱轴承座中，起固定本装置作用，如图 2。扭矩平衡机构4和摆臂摇杆机构2通过压杆颈销2E链接在一起。曲柄动力机构5和摆臂摇杆机构2通过连杆颈销2D链接在一起，将连杆动力传递给左摇臂，进而带动摆臂摇杆机构运行，如图3。动力变矩机构6通过齿轮6B-6I、主动力轴6J、传力轴6K、轴6L、换挡轴6M、轴6N，将同步带轮的外动力进行传递，进而通过一系列的变换，将外动力传递给曲柄动力机构5，如图4、5所示。 [0024] 在加工过程中，挤压丝锥扭转振动，工件旋转运动，丝锥3C对工件进行加工，引扣后，工件会对丝锥作用面产生平行于轴线方向的作用力，丝锥不断引导进行螺纹加工。 [0025] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。 |
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