内螺纹旋风成型方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于制造装备技术领域，涉及一种内螺纹旋风成型方法及装置。
【背景技术】
[0002]先说明一下工件的情况，工件的外形为圆柱形，内有圆孔，圆孔中做有沿圆柱螺旋线具有固定螺距的螺纹槽，圆柱螺旋线有一轴线，在过轴线的剖切面上，螺纹槽可以呈不同形状，比如梯形、圆弧形等。例如在传动元件滚珠丝杠副的滚珠螺母中，内螺纹滚道的截面形状是双圆弧形。
[0003]目前也有螺纹旋风铣工艺用于加工螺纹，但是通常的螺纹旋风铣是在普通车床上配套高速铣削螺纹装置，或者采用专门的高效螺纹加工机床，用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹。尽管铣削速度高，加工效率快，但在实际中却受到种种限制。例如对内螺纹，特别是轴向较长，或内径较小而有截面形状的内螺纹，难以加工。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种内螺纹旋风成型方法及装置，对于用传统工艺难以加工的内螺纹，特别是滚珠螺母内螺纹滚道，本发明的内螺纹旋风成型方法及装置，实现高效、精确加工。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下:一种内螺纹旋风成型方法，该方法按照以下步骤实施:将工件安装在机床的工件驱动轴上，使刀具轴线与工件轴线平行，并且根据螺纹槽底半径Rw和刀具刃顶回转半径Rt设置刀具回转轴线相对工件轴线的偏置距尚 A，其中 A = Rw-Rt ；
[0006]刀具绕自身轴线单方向高速旋转，转速为1000-3000转/分钟，同时刀具沿轴线做往复直线运动，刀具每旋转一圈，在空间的运动轨迹是固定的封闭空间曲线，其中在切削工件处有一段与工件内螺纹一致的螺旋线；
[0007]工件在工件驱动轴上绕自身轴线单方向慢速反向旋转，转速为1-10转/分钟，同时沿轴线做单方向直线运动，工件每旋转一圈，直线运动距离为I个螺距；
[0008]刀具每旋转一圈，在工件上切削出一微小段螺旋线;假设工件内螺纹轴向长度有η个螺距，η为正整数，刀具持续高速旋转和沿轴线往复直线运动，则工件旋转η圈就可完成整个内螺纹切削加工。
[0009]—种内螺纹旋风成型装置，该装置安装在机床上，它由刀具装置和驱动装置组成；其中，刀具装置安装在驱动装置上，驱动装置用于驱动刀具装置；
[0010]所述刀具装置包括:刀具、刀具头、机壳支撑筒、刀具机壳、滚针轴承、刀具轴、轴承压环、第一锁紧环、法兰结构、第一离合器、第一滚动轴承、轴套、压紧螺母;其中，
[0011 ]所述刀具头固定在刀具上，刀具一体成型在刀具轴的前端；刀具机壳的前部一体成型有机壳支撑筒；
[0012]所述刀具轴的前部通过滚针轴承支撑在机壳支撑筒的前端；
[0013]所述刀具轴的后部通过滚珠轴承支撑在刀具机壳前端；刀具轴的后部有一台阶，其上具有与压紧螺母相配合的外螺纹;轴套通过压紧螺母压紧滚珠轴承的内圈后侧面;滚珠轴承的外圈装在刀具机壳前端的轴孔中，外圈前侧面靠紧轴孔台阶;轴承压环固定安装在刀具机壳的一个侧面上，用于压紧滚珠轴承的外圈的后侧面;所述轴承压环由上半环和下半环组成；
[0014]第一离合器的后部有离合爪，用于与旋转运动的驱动装置耦合;第一离合器的前部轴孔的外面为圆锥形并且具有径向弹性，第一锁紧环有一对应的圆锥孔，通过第一锁紧环的圆锥孔锁紧第一离合器的圆锥形，使第一离合器联结在刀具轴的尾部；
[0015]所述刀具机壳的后部一体成型有法兰结构，该法兰结构用于与驱动装置相连；
[0016]所述驱动装置包括:花键轴套、直线电机动子、直线电机定子、皮带轮、支撑座、第二离合器、刀具驱动轴、连接壳体、第二锁紧环、第一压环、机箱、轴承座、第二滚动轴承、第三滚动轴承、第二压环、直线电机、旋转电机；
[0017]所述旋转电机通过皮带驱动皮带轮旋转，同时带动与皮带轮固定联接的花键轴套;花键轴套通过第三滚动轴承支撑在轴承座上;第三滚动轴承的内圈用第一压环压紧，第一压环固定联接在花键轴套的前侧端面;第三滚动轴承的外圈用第二压环压紧，第二压环固定联接在轴承座的后侧端面;轴承座的凸缘贴在支撑座的前侧端面，并与支撑座固定联接;支撑座固定联接在机床上;在刀具驱动轴的尾部具有与花键轴套相配合的花键，该花键结构使刀具驱动轴在旋转电机的驱动下做旋转运动，同时在花键轴套内做往复直线运动；
[0018]直线电机定子固定安装在机床上，直线电机动子与机箱固定联接，刀具驱动轴的前部通过第二滚动轴承支撑在连接壳体内；第二滚动轴承的内圈通过前弹簧座的前侧面压紧，前弹簧座固定联接在连接壳体的后侧面;连接壳体固定联接在机箱的前壁上；
[0019]第二离合器安装在刀具驱动轴的前端，第二离合器的前部具有离合爪，用于与刀具装置的法兰结构耦合以驱动刀具旋转;第二离合器的后部轴孔的外面为圆锥形并有一定的径向弹性，第二锁紧环有一对应的圆锥孔，通过第二锁紧环的圆锥孔锁紧第二离合器的圆锥形，使第二离合器联接在刀具驱动轴的前端;连接壳体的前端具有法兰结构，刀具装置的法兰结构与连接壳体上的在法兰结构相连。
[0020]进一步的，所述机壳支撑筒的外圆柱轴线与刀具轴的轴线偏置，使机壳支撑筒各角度的壁厚不一样，切削处的壁厚薄，而对面承受载荷处壁厚厚。
[0021]进一步的，还包括第一弹簧、固定座、固定座支撑、第二弹簧、前弹簧座、后弹簧座；其中，所述机箱的前壁的前弹簧座通过第一弹簧与固定座连接，在机箱的后壁的后弹簧座通过第二弹簧与固定座连接，后弹簧座固定联接在机箱的后壁上；固定座穿设在刀具驱动轴上，通过固定座支撑固定联接在机床上。
[0022]进一步的，还包括导向杆、滑块;其中，所述导向杆固定联接在机箱的侧面上，滑块固定联接在机床上，滑块沿导向杆滑动。
[0023]本发明相对于现有技术，其有益效果是:
[0024]1、由于刀具旋转轴线与工件轴线平行，理论上讲可加工工件的轴向长度不受限制，尽管考虑刀具轴刚度等因素，相比传统方法可加工工件的轴向长度仍然显著增大。
[0025]2、刀具与工件的径向偏心距固定，切削时无径向进给运动，一次成型内螺纹，效率尚O
[0026]3、采用细长的刀具支撑和刀具轴，可加工直径较小的内螺纹。
[0027]4、刀具切削工件形成的切肩为碎片状，而不是长带状，有利于排出切肩。
【附图说明】
[0028I图1 (a)是工件的立体示意图；
[0029]图1(b)是工件切去四分之一的立体示意图；
[0030]图1(C)是工件切去一半后展示内螺纹的正面视图；
[0031]图2是本发明的内螺纹旋风成型装置立体示意图；
[0032]图3是本发明的内螺纹旋风成型装置工作时的局部放大图；
[0033]图4是本发明的内螺纹旋风成型刀具装置外形立体示意图；
[0034]图5是本发明的内螺纹旋风成型刀具装置机壳切去四分之一的立体示意图；
[0035]图6是本发明的内螺纹旋风成型刀具装置整体切去二分之一的立体示意图；
[0036]图7是本发明的内螺纹旋风成型刀具装置轴承压环半环示意图；
[0037]图8是本发明的内螺纹旋风成型刀具装置机壳支撑筒偏心示意图；
[0038]图9是本发明的内螺纹旋风成型驱动装置外形立体示意图；
[0039]图10是本发明的内螺纹旋风成型驱动装置整体切去二分之一的立体示意图；
[0040]图11是本发明的内螺纹旋风成型驱动装置皮带轮局部示意图；
[0041]图12是本发明的内螺纹旋风成型驱动装置拆去皮带轮后的花键联接局部示意图；
[0042]图13是本发明的内螺纹旋风成型驱动装置离合器局部示意图；
[0043]图中，工件1、内螺纹滚道2、工件轴线3、工件驱动轴4、机座5、刀具6、刀具头7