专利名称：内螺旋槽拉铣机的制作方法
技术领域：
本发明属于机械加工设备技术领域，具体涉及一种在工件内壁上加工出螺旋槽的 设备。
背景技术：
在长度较长的工件，例如在螺杆钻具马达的定子壳内壁上加工出螺旋槽，一般采用两种方法。一种是采用大型数控设备，该设备结构复杂，造价很高，操控麻烦，由丝杠提供 动力，受丝杠的强度和刚度的限制，切削进给量小，导致加工效率低和加工成本高。另一种 方法是采用电解法，该方法效率低，耗能大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种结构简单、制作成本低的内 螺旋槽拉铣机。为解决上述技术问题，本发明提供了一种如下结构的内螺旋槽拉铣机，包括机身， 其结构特点是所述机身的一端装有工件夹具，另一端装有推拉装置，推拉装置通过移动转 动转换器连接有刀杆，刀杆的端部连接有刀座，刀杆的表面上设有螺旋限位槽，机身上固接 有限位架，限位架上连接有伸入螺旋限位槽内的限位机构，限位机构与螺旋限位槽相配合 使刀杆在移动过程中实现转动。所述推拉装置为油缸，油缸的活塞杆与移动转动转换器连接。所述推拉装置为滑动连接在机身上的滑架，滑架与移动转动转换器连接，滑架由 动力装置驱动。所述移动转动转换器包括用于与推拉装置连接的外壳和用于与刀杆连接的转轴， 转轴转动连接在外壳内。所述刀杆内设有过液孔，刀杆表面上设有与过液孔连通的进液孔，刀座上设有与 过液孔连通的出液孔。所述刀杆包括与刀座连接的拉杆以及与移动转动转换器连接的导杆，过液孔和进 液孔设在拉杆上，螺旋限位槽设在导杆上。所述机身上连接有支撑拉杆的托辊，移动转动转换器或/和刀杆上连接有能沿机 身滑动的托架。所述工件夹具包括固接在机身上的支架、铰接在支架上的扣板和固接在机身上的 工件挡板。所述限位机构为固接在限位架上的限位块或转动连接在限位架上的限位轮。所述限位架上固接有限位油缸，限位轮转动连接在限位油缸的活塞杆上，限位块 固接在限位油缸的活塞杆上。所述刀座上设有安装切削刀具的多个刀具装夹位。本发明以机身为载体，通过推拉装置、移动转动转换器、刀杆、工件夹具、设置在刀杆上的刀座和螺旋限位槽以及与螺旋限位槽相配合的限位机构等几个有限部件的有机组合就能实现内螺旋槽的加工，因此具有结构简单、制作成本低、加工效率高的优点。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明图1是本发明的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1的A-A线剖视图；图4是一种移动转动转换器的结构示意图；图5是另一种移动转动转换器的结构示意图；图6是第三种移动转动转换器的结构示意图；图7是刀座的结构示意图；图8是图7的左视图；图9是本发明另一种推拉装置的结构示意图；图10是另一种限位机构的结构示意图。
具体实施例方式如图1和图2所示，内螺旋槽拉铣机包括机身1，机身1的一端装有工件夹具，工 件夹具包括支架6、扣板7和挡板8，支架6和挡板8固接在机身1上，扣板7的一端铰接在 支架6的一侧，扣板7的另一端通过螺栓可锁定在支架6的另一侧上，支架6用于支撑工件 9，支架6和扣板7相配合就可把工件9锁定，挡板8的作用是阻挡拉削过程中工件9的轴 向移动，挡板8上设有供刀杆及刀座进入工件9内腔的通孔。机身1的另一端装有推拉装 置，推拉装置为油缸10，油缸10的活塞杆上连接有移动转动转换器11，移动转动转换器11 上连接有刀杆2，刀杆2的端部连接有刀座3，刀杆2的表面上设有螺旋限位槽4。刀杆2可 以为一体式结构，但最好为由两段构成的可分式结构，实施例以后者为例进行描述。刀杆2 由通过连接轴21连接在一起的两段构成，一段为与刀座3连接的拉杆22，另一段为与移动 转动转换器11连接的导杆23，刀座3连接在拉杆22的端部，拉杆22内设有过液孔24，拉 杆22的表面上设有与过液孔24连通的进液孔25，刀座3上设有与过液孔24连通的出液孔 37。参照图7和图8，刀座3包括刀盘拆装座31和刀盘32，刀盘拆装座31用于与拉杆 22连接，刀盘32其一端插装在刀盘拆装座31内且二者能实现转动的动力连接，刀盘32的 插装端的横截面为非圆截面，刀盘拆装座31的插装端内腔的横截面也为与前述非圆截面 相应的非圆截面，例如，截面形状可以为方形或六边形等非圆截面，刀盘拆装座31的插装 端上设有插销孔34，刀盘32的插装端上设有位置与插销孔对应的插槽33，刀盘拆装座31 和刀盘32通过穿过插销孔34且插进插槽33内的插销35实现二者的轴向移动的动力连接； 刀盘32的另一端环其外周设有多个刀具装夹位，刀具装夹位为设置在刀盘32外周上、用于 插装切削刀具的插装孔，插装孔内插装有切削刀具36，图中示出的切削刀具36为六把，也 就是说刀盘32上设有六个位置不同的插装孔，刀盘32上靠近插装孔处设有出液孔37，出 液孔37可通过设在刀盘拆装座31和刀盘32内的过液通道30与拉杆22内的过液孔24连通；相对于每个插装孔，刀盘32上还设有将插装在其内的切削刀具36锁定的锁紧螺钉38 和调节切削刀具36进给量的调节螺钉39。切削刀具36与刀座3的连接方式不限于上述插 装的方式，也可以将切削刀具36直接固接(例如焊接)在刀座上，或采用其它本领域技术 人员所熟知的连接方式。 参照图1和图3，导杆23上均布有六道参数相同螺旋限位槽4，机身1上固接有限 位架5，限位架5上连接有伸入螺旋限位槽4内的限位机构，限位机构为限位轮51，限位轮 51转动连接在限位油缸52的活塞杆上，限位油缸52固接在限位架5上，限位轮51轮体的 一部分位于螺旋限位槽4内；限位轮51为三个，分别与相间隔的三道螺旋限位槽4配合； 导杆23在移动过程中，如果以导杆23本身为参照物，限位轮51只能沿螺旋限位槽4滑动， 但是，由于限位轮51的位置固定不变，导杆23在限位轮51的约束下就可实现转动，也就是 说，限位轮51与螺旋限位槽4相配合使刀杆2在移动过程中实现转动；当然，导杆23上可 以设有一道螺旋限位槽4，限位架5上也只设有一个限位轮51，通过一个限位轮51与一道 螺旋限位槽4的配合就能实现导杆23移动过程中的转动，但为了防止导杆23在转动过程 中受力不均发生弹性弯曲，最好采用上述三个限位轮51与三道螺旋限位槽4相配合的方 式。如图10所示，限位机构也可以为连接在限位油缸52活塞杆上且伸入螺旋限位槽4内 的限位块53，但是限位块53与螺旋限位槽4产生纯滑动摩擦，对导杆23和限位块53的磨 损较大，影响使用寿命，最好采用限位轮作为限位机构。采取限位轮51或限位块53装在限 位油缸52活塞杆上的连接方式，是为了便于快速方便的调节限位轮51或限位块53与螺旋 限位槽4的槽壁接触的紧密程度，当然也可以将限位轮51或限位块53连接在滑块上，滑块 滑动连接在限位架5上，滑块通过连接在限位架5上的调节机构(例如螺栓)的驱动实现 滑动和被锁定。限位轮51或限位块53与限位架5的连接方式也可以采用不可调节的连接 方式，即限位轮51或限位块53伸入螺旋限位槽4后，其与螺旋限位槽4接触的紧密程度固 定不变，也可以采用除通过上述限位油缸或滑块外的其它可调节的连接方式。移动转动转换器的含义为两部件通过其连接后，其中的一部件随另一部件的移 动过程中，还可实现自身的转动。参照图4，移动转动转换器11包括外壳100和转轴101， 转轴101通过装在其轴肩两侧的轴承102转动连接在外壳100内，转轴101由螺接在外壳 100上的锁紧套103轴向锁定在外壳100内，转轴101用于与刀杆2连接，外壳100用于与 推拉装置连接。移动转动转换器11的另一种结构如图5所示，包括用于与刀杆2连接的连 接套104和用于与推拉装置连接的拉杆105，连接套104的内腔设有环台，拉杆105伸入连 接套104的内腔，拉杆105伸入端具有一头部106，头部106和环台的内侧面之间设有钢珠 107，拉杆105上装有顶靠在环台的外侧面上的推力轴承108，推力轴承108由螺接在拉杆 105外伸段上的锁紧套装置109锁定。移动转动转换器11的第三种结构如图5所示的基本 相同，不同之处在于拉杆105的外伸段具有一将顶靠在环台的外侧面上的推力轴承108锁 定的头部106，拉杆105上还装有一个顶靠在环台的内侧面上的推力轴承108，推力轴承108 由螺接在拉杆105内伸段上的锁紧套装置109锁定。参照图1，为了增加刀杆2的刚性，防止刀杆2的弯曲，在靠近工件夹具处的机身1 上连接有支撑拉杆22的托辊16，移动转动转换器11底部连接有能沿机身1滑动的托架17， 连接轴21底部也连接有能沿机身1滑动的托架17，托架17也可以只设置在移动转动转换 器11和刀杆2 二者之一上，但最好二者之上都设置。
另一种推拉装置如图9，推拉装置为滑动连接在机身1上的滑架12，滑架12可以 通过固接在其上的滑座与固接在机身1上的轨道的配合从而实现与机身1的滑动连接；滑 架12与移动转动转换器11连接，滑架12由动力装置驱动，动力装置为固装在滑架12上的 电机13，机身1上固装有齿条15，滑架12上转动连接有与电机13动力连接的传动轴18，传 动轴18上固装有与齿条15啮合的齿轮14。实现滑架12滑动的方式不限于上述电机驱动 齿轮沿齿条滚动的方式，现有技术中有好多，例如可以采用丝杠驱动滑架12，在此不再一一 细述。上述结构的内螺旋槽拉铣机的动作过程如下启动推拉装置推动刀杆2向工件9 前进直至刀座3从工件9内腔后端穿出，然后把一把切削刀具装在刀座上，接着再启动推拉 装置，通过刀杆2把刀座3拉出工件9内腔前端，便完成一次切削，完成一次切削后再通过 推拉装置使刀座3从工件9内腔后端穿出，然后适当调节切削刀具的进给量后进行下一次 切削，切削刀具在工件9内腔中随刀杆2移动的同时也转动，切削刀具走的路径为与螺旋限 位槽4 一致的螺旋线；不断重复上述过程，切削刀具就能在工件9内腔壁上加工出一道符合 设计要求的螺旋槽。改变切削刀具在刀座3上的位置，就能加工出第二道螺旋槽、第三道螺 旋槽直至加工出符合设计要求数目的螺旋槽。上述为单刀逐道加工螺旋槽的方式，也可以 在刀座上同时装多把切削刀具，就可实现多道螺旋槽的同时加工。所述的油缸10或/和限位油缸52的动作由液压控制系统控制，所述电机13的动 作由控制电路控制，液压控制系统和控制电路为本领域技术人员所熟知的公知技术，在此 不再详述。
权利要求
内螺旋槽拉铣机，包括机身(1)，其特征是所述机身(1)的一端装有工件夹具，另一端装有推拉装置，推拉装置通过移动转动转换器连接有刀杆(2)，刀杆(2)的端部连接有刀座(3)，刀杆(2)的表面上设有螺旋限位槽(4)，机身(1)上固接有限位架(5)，限位架(5)上连接有伸入螺旋限位槽(4)内的限位机构，限位机构与螺旋限位槽相配合使刀杆(2)在移动过程中实现转动。
2.根据权利要求1所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述推拉装置为油缸，油缸的活 塞杆与移动转动转换器连接。
3.根据权利要求1所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述推拉装置为滑动连接在机 身(1)上的滑架，滑架与移动转动转换器连接，滑架由动力装置驱动。
4.根据权利要求1所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述移动转动转换器包括用于 与推拉装置连接的外壳和用于与刀杆(2)连接的转轴，转轴转动连接在外壳内。
5.根据权利要求1所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述刀杆(2)内设有过液孔，刀 杆表面上设有与过液孔连通的进液孔，刀座(3)上设有与过液孔连通的出液孔。
6.根据权利要求1所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述刀杆(2)包括与刀座(3)连 接的拉杆以及与移动转动转换器连接的导杆，过液孔和进液孔设在拉杆上，螺旋限位槽(4) 设在导杆上。
7.根据权利要求6所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述机身(1)上连接有支撑拉 杆的托辊，移动转动转换器或/和刀杆(2)上连接有能沿机身(1)滑动的托架。
8.根据权利要求1所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述工件夹具包括固接在机身 (1)上的支架、铰接在支架上的扣板和固接在机身(1)上的工件挡板。
9.根据权利要求1所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述限位机构为固接在限位架 (5)上的限位块或转动连接在限位架(5)上的限位轮。
10.根据权利要求9所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述限位架(5)上固接有限位 油缸，限位轮转动连接在限位油缸的活塞杆上，限位块固接在限位油缸的活塞杆上。
11.根据权利要求1至10任一项权利要求所述的内螺旋槽拉铣机，其特征是所述刀 座(3)上设有安装切削刀具的多个刀具装夹位。
全文摘要
本发明公开了一种内螺旋槽拉铣机，包括机身，机身的一端装有工件夹具，另一端装有推拉装置，推拉装置通过移动转动转换器连接有刀杆，刀杆的端部连接有刀座，刀杆的表面上设有螺旋限位槽，机身上固接有限位架，限位架上连接有伸入螺旋限位槽内的限位机构，限位机构与螺旋限位槽相配合使刀杆在移动过程中实现转动。该机具有结构简单、制作成本低、加工效率高的优点。
文档编号B23D37/16GK101856748SQ20101016268
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者李晓彬 申请人:潍坊晓晨石油机械有限公司