专利名称：一种用少齿差传动实现复合运动的振动攻丝机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于螺纹机械加工技术领域，涉及一种采用少齿差传动实现复合运动的振动攻丝机。
背景技术：
振动攻丝工艺的实验和研究始于二十世纪六十年代初，由于振动攻丝具有攻丝扭矩小，切屑排出顺利，丝锥寿命长，螺纹质量好等一系列优点，自该工艺产生以来，吸引了国内外许多切削工作者投入研究，其中最具代表性的是日本的隈部淳一郎，他在上世纪六七十年代就研制出首台振动攻丝机，此后又采用重叠振动攻丝方法对陶瓷和橡胶等振动攻丝实验，取得了良好的工艺效果。此外，前苏联、印度、波兰等国在振动攻丝方面也进行了大量实验研究工作，均获得了类似的工艺效果。我国关于振动攻丝的研究始于80年代，北京航空航天大学的苟琪、大连理工大学的鲍绍基等人先后采用步进电机振动攻丝的方法，研究了普通材料、难加工材料如钛合金等的振动攻丝工艺效果，都获得了攻丝扭矩降低30％左右，切削液润滑效果改善，螺纹精度提高，刀具寿命延长等效果。虽然，振动攻丝在国内已有一定的研究基础，但还远远不能满足生产实践的要求，目前国内外所开发的振动攻丝机主要的结构形式有三种——步进电机式、两路运动合成式和行星式，这三种形式的振动攻丝装置各自特点与不足之处分别为步进电机式结构简单，运动参数便于调整，缺点是功率较小，需要配置专门的电器控制系统，成本较高；两路运动合成式通过两条传动链分别实现所需的低速旋转和高速旋转运动，然后再将两个运动进行合成，最后由输出机构实现旋转和扭转振动复合运动的输出，这种方法的特点是可实现大速比的复合运动，即低速回转与高频扭振的合成，缺点是传动链长，结构复杂，体积大，合成机构装配和制造结构工艺性差；行星式运动合成机构省略了两条传动链和合成机构，直接通过行星传动将自转和公转合成到行星轮上，结构复杂性得到大大简化，但低速回转与高频扭振的速比受到很大限制，影响了振动攻丝的工艺效果。在本发明以前的现有技术中，CN85104259号专利公开了一种三角凸轮振转主轴箱；CN86106470号专利公开了一种采用两套转轴轮系传动路线的钻与振铰主轴箱；CN01240462.4号专利申请公开了一种凸轮连杆式主轴驱动器；上述技术虽然都实现了旋转与振动的复合运动，但是均为采用一个或两个动力源通过两条传动路线来实现的。这几种技术的结构不仅笨重，传动路线复杂，而且结构工艺性差。可以看出在实现振动攻丝所需旋转和扭转振动复合的运动方式方面还存在许多问题，从而使得振动攻丝产品的开发受到诸多限制。
发明内容
针对上述振动攻丝产品开发中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种采用少齿差传动实现低速旋转和高频扭转振动复合运动的振动攻丝机，以作为内螺纹加工的专用设备独立完成振动攻丝作业。
现将本实用新型技术解决方案叙述如下本实用新型基于少齿差传动的振动攻丝机，运用单一动力源，通过一条运动路线将高速旋转运动输入到少齿差传动机构，实现将旋转运动转换成低速公转和高速自转平面运动两种运动复合的运动形式，然后再通过偏心槽轮输出机构，将上述两种复合运动转化成旋转和扭转振动复合的运动形式输出。其结构示意图如图1、2所示，具有动力源电机30、安装在立柱32上的工作台33和主轴箱体24，动力源电机30通过带传动与主轴箱体24内偏心输入元件1相连接；其特征在于偏心输入元件1下端的偏心轴颈上套有球轴承17，球轴承17外套有与端盖4固联在一起的外齿轮16；外齿轮16与内齿轮19相互咬合且下端固定一拨叉销5；内齿轮19与支撑座20固联成一体，并固定于机床主轴箱体24；拨叉销5装配在槽轮元件23的拨叉槽中且与端盖4固联成一体；槽轮元件23通过球轴承22安装于支撑座20中；四方轴7一端与槽轮元件23固联，另一端与零件25相接且与零件25的方孔之间为精密滑动配合；零件25固定于主轴12上；主轴12通过滚针轴承13安装于滑套8中且与滚针轴承13之间为精密滑动配合；弹簧10和弹簧11支撑主轴12浮动于滑套8中；主轴12前端通过带方孔的构件27、三瓣锥形斜块15和螺母28完成丝锥29的装卡。
本实用新型与现有的技术相比具有突出优点(1)该产品结构紧凑，重量轻，可方便、快捷地完成内螺纹振动攻丝作业。(2)振动攻丝特有冲击效应和熨压效果，使振动攻丝瞬时切削力峰值低于普通攻丝，振动攻丝切削力均值为普通攻丝的1/3～1/5左右。(3)丝锥特有的往复运动可增强攻丝过程切削液的渗透和润滑效果，工艺系统在波形化切削力作用下具有刚性化效果，从而提高丝锥寿命，减少丝锥折断率，改善螺纹加工质量。
图1本实用新型振动攻丝机总体结构示意图图2本实用新型振动攻丝机主轴箱体装配结构图其中图130动力源电机 32立柱 33工作台 24主轴箱体图21运动输入元件 2支撑套 3隔套 4端盖 5拨叉销 6隔套 7四方轴 8滑套 9垫 10弹簧 11弹簧 12主轴 13滚针轴承 14尼龙垫 15锥形斜块 16外齿轮 17球轴承 18隔套 19内齿轮 20支撑座 21隔套 22球轴承 23槽轮元件24机床主轴箱 25方孔构件 26主轴端盖 27防转块 28压紧螺母 29丝锥构成。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步说明参见图1本实用新型振动攻丝机总体结构具有动力源电机30、安装在立柱32上的工作台33和主轴箱体24；主轴箱体24内偏心输入元件1与动力源电机30相连接；机床进行螺纹攻丝作业时，其工作原理除主轴运动方式不同于普通台式攻丝机外，其余操作方法与普通攻丝机完全一样。
参见图2本实用新型用单一动力源实现复合运动的少齿差传动振动攻丝机中的1为带偏心轴颈的运动输入元件，通过该零件实现将高速旋转运动输入到外齿轮16和内齿轮19构成的少齿差传动机构，所采用的运动输入方式为三角带传动；在少齿差传动机构中，内齿轮19和支撑座20固联成一体，并固定于机床主轴箱体24，这样，转速为n(rpm)的输入旋转运动通过少齿差传动就转化成转速为n/i(rpm)低速公转和转速为n(rpm)、回转半径为e1的高速旋转平面运动，且两个运动被同时复合在外齿轮16上，外齿轮16上任意一点的运动就表现为低速公转和高速旋转平面运动相复合的运动轨迹；同时，端盖4与外齿轮16固联在一起，而拨叉销5又与端盖4固联成一体，因此，拨叉销5也具有与外齿轮16同样的复合运动；构件23为带拨叉槽的复合运动输出元件，当拨叉销5与构件23的拨叉槽按图2所示关系装配在一起时，拨叉销5的低速公转直接输出为构件23的低速旋转，而拨叉销5的高速旋转平面运动又可分解成径向和切向两个垂直方向的振动，其中径向振动被释放掉，不产生输出，而切向振动被转换成槽轮元件23的扭转振动。从而在槽轮元件23上获得了振动攻丝所需的旋转和扭振复合运动；槽轮元件23通过球轴承22安装于支撑座20中，槽轮元件23所具备的上述复合运动，再通过四方轴7传递给固定于主轴12上带方孔的零件25，四方轴7的一端与槽轮元件23固联，另一端与零件25的方孔是精密滑动配合，这样振动攻丝机的主轴12就具备了振动攻丝所需的低速旋转和高频扭振复合运动；为了实现振动攻丝所需轴向补偿，攻丝机的主轴12可在滑套8中上下自由移动，另外还可与原机床一样，与滑套8一起实现更大行程轴向移动。振动攻丝机的主轴12，其前端通过带方孔的构件27、三瓣锥形斜块15和螺母28完成丝锥的装卡，由于主轴12具备了低速旋转和高频扭振复合运动，因此，该攻丝机可很好完成高效的振动攻丝作业。
权利要求1.一种用少齿差传动实现复合运动的振动攻丝机，具有动力源电机(30)、安装在立柱(32)上的工作台(33)和主轴箱体(24)，动力源电机(30)通过带传动与主轴箱体(24)内偏心输入元件(1)相连接；其特征在于偏心输入元件(1)下端的偏心轴颈外套有球轴承(17)，外齿轮(16)安装在球轴承(17)上，并通过弹簧卡圈和端盖(4)使之轴向定位；外齿轮(16)与内齿轮(19)相互咬合，且与外齿轮(16)固联的端盖(4)下端固定一拨叉销(5)；内齿轮(19)与支撑座(20)固联成一体，并固定于机床主轴箱体(24)；拨叉销(5)装配在槽轮元件(23)的拨叉槽中且与端盖(4)固联成一体；槽轮元件(23)通过球轴承(22)安装于支撑座(20)中；四方轴(7)一端与槽轮元件(23)固联，另一端与零件(25)滑动联接；零件(25)固定于主轴(12)上；主轴(12)前端可装夹丝锥。
2.根据权利要求1所述的用少齿差传动实现复合运动的振动攻丝机，其特征在于主轴(12)通过滚针轴承(13)安装于滑套(8)中且与滚针轴承(13)之间为精密滑动配合；弹簧(10)和弹簧(11)支撑主轴(12)浮动于滑套(8)中；主轴(12)前端通过带方孔的构件(27)、三瓣锥形斜块(15)和螺母(28)完成丝锥(29)的装卡。
3.根据权利要求1所述的用少齿差传动实现复合运动的振动攻丝机，其特征在于四方轴(7)与零件(25)的方孔之间为精密滑动配合。
专利摘要本实用新型涉及一种采用少齿差传动实现复合运动的振动攻丝机，具有动力源电机、立柱、工作台、主轴箱体。其特征在于机床的高速旋转运动通过偏心输入元件、内齿轮和外齿轮构成的少齿差传动机构被转换成低速公转和高速旋转平面运动复合的运动；该运动再由端盖、拨叉销和带拨叉槽的构件组成的输出机构将其转化成低速旋转和高频扭振复合的运动，并通过四方轴将其传递给机床主轴，从而实现振动攻丝的功能。本实用新型与现有的技术相比具有结构紧凑，重量轻，完成内螺纹振动攻丝作业方便快捷，可提高丝锥寿命，改善螺纹加工质量。可广泛用于内螺纹振动攻丝作业。
文档编号B23Q5/00GK2754783SQ20042008650
公开日2006年2月1日 申请日期2004年12月29日 优先权日2004年12月29日
发明者郑建明, 李言 申请人:西安理工大学