用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台的制作方法

本发明涉及一种工作台，具体涉及一种用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台。

背景技术：

随着我国经济、科技的的高速发展，飞机、高速列车、汽车等产量和保有量不断增加，随之能源消耗也逐年递增，目前已出现了能源短缺的现象，为达到节约有限资源与阻止环境日益恶化的目的，发展飞机、高速列车、汽车等轻量化技术已是实现节能减排的重要途径。而螺纹连接作为其中最常用的一种连接方式，使用数量极多，且一般用来连接极其重要的紧固连接件和结构件，其性能的优劣直接关系到飞机、高速列车、汽车、核工业装备等的安全和使用寿命，这对设计人员提出了新的挑战，要求设计的内螺纹零件同时满足性能可靠、使用寿命长、结构简单与重量较轻。目前螺纹零件的加工，特别是精度高、形状复杂与难加工材料的螺纹加工，普遍存在制造精度低、生产效率低、周期长、成本高与劳动强度大等问题，严重影响其性能与使用寿命。

材料成形工艺中，冷挤压加工成形是净成形性能最好的工艺之一。冷挤压加工成形的零件质量稳定，精度高，适合于大批量生产。随着内螺纹加工向低成本、高性能、低能耗方向的发展，采用内螺纹冷挤压成形工艺是当今飞机、核工业、高速列车、汽车等内螺纹零件抗疲劳制造的发展趋势。内螺纹冷挤压技术是一种新的内螺纹加工技术，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。内螺纹冷挤压成形制造的内螺纹产品，表面质量、尺寸精度、材料利用率及机械性能都大大优于传统加工方式，它是抗疲劳加工技术的重要组成部分。

虽然对内螺纹冷挤压加工技术开展了一定的研究工作，但国内外在此领域的研究仍处于起步和探索阶段，很多问题尚待研究，例如一些有色金属及其合金、低碳钢及硬度较低的调质钢、合金钢、不锈钢，难以满足高强度材料加工的需要。

技术实现要素：

本发明针对上述问题提出了一种用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，提高加工精度和表面质量，装配方便，稳定性好。

具体的技术方案如下：

用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，包括框架、攻丝机构和旋转机构，所述框架包括底座、顶梁和侧梁，侧梁的数量为两个、垂直的固定在顶梁和底座之间；

所述旋转架构包括滑轨、旋转固定平台、回转气缸和气动夹爪，滑轨的数量为两个，两个滑轨固定在底座上，固定平台可滑动的固定在滑轨上，回转气缸固定在固定平台的中心处，气动夹爪固定在回转气缸上；

所述攻丝机构包括固定基座、滑动基座、气缸、扭振机构和丝锥；所述固定基座为长方体结构，固定基座上设有第一穿线腔、第二穿线腔和第一调节槽，第一调节槽设置在固定基座的中心处，第一穿线腔和第二穿线腔对称的设置在第一调节槽的两侧，第一穿线腔和第二穿线腔的上方分别设有一个第一导槽和第二导槽，第一导槽和第二导槽分别与第一穿线腔和第二穿线腔相连通，第一导槽和第二导槽的截面形状均为倒t形结构；所述滑动基座为长方体结构，滑动基座的中心处设有第二调节槽，第二调节槽的位置与第一调节槽的位置相对应，第二调节槽两侧分别设有一个第一导条和一个第二导条，第一导条和第二导条分别与第一导槽和第二导槽间隙配合、使滑动基座可上下滑动的固定在固定基座上，第二调节槽底部设有调节块，气缸固定在固定基座顶部，气缸的推杆穿过第一调节槽与调节块固定连接，气缸控制滑动基座进行上下移动；

所述扭振机构包括主轴、第一平衡杆、第二平衡杆、第一连杆、第二连杆、第一激振器和第二激振器，主轴通过支撑座可转动的固定在滑动基座上，第一平衡杆和第二平衡杆均包括固定部件和激振部件，固定部件上设有圆柱体结构的第一固定通道，第一固定通道的两侧对称的各设置一个固定耳固定通道，第一固定通道与主轴间隙配合，固定部件和激振部件的连接处设有一个圆柱体结构的第二调节通道，第二调节通道向固定部件方向设有第一开口通道，第一开口通道相固定部件分割成可开合的两个部分，主轴上纵向设有两组固定耳组，每组固定耳组包括两个对称设置的固定耳，第一平衡杆和第二平衡杆分别包覆在主轴外部、使主轴穿过第一固定通道且相应的两个固定耳均位于固定耳固定通道中，再通过螺栓加以固定，第一平衡杆和第二平衡杆的激振部件反向设置，第二平衡杆位于第一平衡杆的下方，第一连杆固定在第一平衡杆的激振部件上，第二连杆固定在第二平衡杆的激振部件上，第一激振器固定在滑动基座上与第一连杆相连接，第二激振器固定在滑动基座上与第二连杆相连接；

所述丝锥可拆卸的固定在主轴下方。

上述用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，其中，所述丝锥包括丝锥主体和卡接固定头，丝锥主体上部为光杆部、丝锥主体下部为攻丝部，攻丝部的外表面为磨砂结构，攻丝部分为上攻丝部和下攻丝部，上攻丝部为圆柱体结构，下攻丝部为圆台形结构，下攻丝部的侧壁与竖直方向的倾斜角度a为5-7°；下攻丝部上纵向设有若干第一丝锥牙，下攻丝部上纵向设有若干第二丝锥牙；第一丝锥牙呈螺旋状固定在下攻丝部的外壁上，第一丝锥牙的截面形状成锐角三角形结构，第一丝锥牙上壁与水平方向的夹角b为11°、与下攻丝部侧壁之间的夹角c为85°，第一丝锥牙下壁与水平方向的夹角d为11°、与下攻丝部侧壁之间的夹角e为73°；第二丝锥牙呈螺旋状固定在上攻丝部的外壁上，第二丝锥牙的截面形状成等腰三角形结构，第二丝锥牙上壁与上攻丝部侧壁之间夹角f为79°，第二丝锥牙下壁与上攻丝部侧壁之间夹角g为79°。

上述用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，其中，所述第一穿线腔和第二穿线腔均的截面形状均为等腰梯形结构。

上述用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，其中，所述主轴上纵向设有两个限位平衡杆，限位平衡杆位于第二平衡杆的下方。

上述用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，其中，所述滑动基座上设有消音孔。

上述用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，其中，所述顶梁为中空的长方体框架结构，顶梁的两个侧壁上分别设有若干第一隔板，顶梁的两个侧壁上的第一隔板交错设置，第一隔板的截面为t行结构，顶梁的顶壁和底壁上分别对称的设有一个第二隔板，第二隔板为长方体结构。

本发明的有益效果为：

本发明使用时，丝锥随着主轴一边扭振一边向下运动，工件通过气动夹爪加以固定，并随着回转气缸一起在平面内转动，通过丝锥在工件上冷挤压形成内螺纹；

本发明提高了加工精度和加工效率、优质低耗，滑动基座在气缸的作用下实现上下移动，且通过激振器与激振机构的配合，将直线伸缩运动转变为扭振运动，使固定在主轴上的丝锥随其进行扭振，实现丝锥冷挤压加工内螺纹，提高加工精度和表面质量，装配方便，稳定性好；

丝锥的结构设计，实现了无屑或少屑加工，大大节约了原材料，节约能源，工作环境得到较大改善；

可开合设置的第一平衡杆和第二平衡杆的结构设置，安装拆卸更加方便，稳定性好；

顶梁的结构设置，既减轻了自重，又增加了强度，还可以通过第一隔板进行辅助整线，更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为本发明顶梁侧视图。

图3为本发明攻丝机构结构图。

图4为本发明滑动基座俯视图。

图5为本发明固定基座俯视图。

图6为本发明第一平衡杆与主轴连接状态剖视图。

图7为本发明丝锥结构图。

图8为本发明图7中a部放大图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

附图标记

框架1、攻丝机构2、旋转机构3、底座11、顶梁12、侧梁13、第一隔板14、第二隔板15、滑轨31、旋转固定平台32、回转气缸33、气动夹爪34、固定基座21、滑动基座22、气缸23、丝锥24、第一穿线腔25、第二穿线腔26、第一调节槽27、第一导槽28、第二导槽29、第二调节槽210、第一导条211、第二导条212、调节块213、主轴214、第一平衡杆215、第二平衡杆216、第一连杆217、第二连杆218、第一激振器219、第二激振器220、固定部件221、激振部件222、第一固定通道223、固定耳固定通道224、第二调节通道225、第一开口通道226、固定耳227、螺栓228、限位平衡杆229、消音孔230、丝锥主体231、卡接固定头232、光杆部233、攻丝部234、上攻丝部235、下攻丝部236、第一丝锥牙237、第二丝锥牙238、支撑座239。

如图所示

用于合金钢内螺纹加工的夹持工作台，包括框架1、攻丝机构2和旋转机构3，所述框架包括底座11、顶梁12和侧梁13，侧梁的数量为两个、垂直的固定在顶梁和底座之间；所述顶梁为中空的长方体框架结构，顶梁的两个侧壁上分别设有若干第一隔板14，顶梁的两个侧壁上的第一隔板交错设置，第一隔板的截面为t行结构，顶梁的顶壁和底壁上分别对称的设有一个第二隔板15，第二隔板为长方体结构；

所述旋转架构包括滑轨31、旋转固定平台32、回转气缸33和气动夹爪34，滑轨的数量为两个，两个滑轨固定在底座上，固定平台可滑动的固定在滑轨上，回转气缸固定在固定平台的中心处，气动夹爪固定在回转气缸上；

所述攻丝机构包括固定基座21、滑动基座22、气缸23、扭振机构和丝锥24；所述固定基座为长方体结构，固定基座上设有第一穿线腔25、第二穿线腔26和第一调节槽27，第一调节槽设置在固定基座的中心处，第一穿线腔和第二穿线腔对称的设置在第一调节槽的两侧，第一穿线腔和第二穿线腔的上方分别设有一个第一导槽28和第二导槽29，第一导槽和第二导槽分别与第一穿线腔和第二穿线腔相连通，第一导槽和第二导槽的截面形状均为倒t形结构；所述滑动基座为长方体结构，滑动基座的中心处设有第二调节槽210，第二调节槽的位置与第一调节槽的位置相对应，第二调节槽两侧分别设有一个第一导条211和一个第二导条212，第一导条和第二导条分别与第一导槽和第二导槽间隙配合、使滑动基座可上下滑动的固定在固定基座上，第二调节槽底部设有调节块213，气缸固定在固定基座顶部，气缸的推杆穿过第一调节槽与调节块固定连接，气缸控制滑动基座进行上下移动；

所述扭振机构包括主轴214、第一平衡杆215、第二平衡杆216、第一连杆217、第二连杆218、第一激振器219和第二激振器220，主轴通过支撑座239可转动的固定在滑动基座上，第一平衡杆和第二平衡杆均包括固定部件221和激振部件222，固定部件上设有圆柱体结构的第一固定通道223，第一固定通道的两侧对称的各设置一个固定耳固定通道224，第一固定通道与主轴间隙配合，固定部件和激振部件的连接处设有一个圆柱体结构的第二调节通道225，第二调节通道向固定部件方向设有第一开口通道226，第一开口通道相固定部件分割成可开合的两个部分，主轴上纵向设有两组固定耳组，每组固定耳组包括两个对称设置的固定耳227，第一平衡杆和第二平衡杆分别包覆在主轴外部、使主轴穿过第一固定通道且相应的两个固定耳均位于固定耳固定通道中，再通过螺栓228加以固定，第一平衡杆和第二平衡杆的激振部件反向设置，第二平衡杆位于第一平衡杆的下方，第一连杆固定在第一平衡杆的激振部件上，第二连杆固定在第二平衡杆的激振部件上，第一激振器固定在滑动基座上与第一连杆相连接，第二激振器固定在滑动基座上与第二连杆相连接，所述第一穿线腔和第二穿线腔均的截面形状均为等腰梯形结构，所述主轴上纵向设有两个限位平衡杆229，限位平衡杆位于第二平衡杆的下方，所述滑动基座上设有消音孔230；

所述丝锥可拆卸的固定在主轴下方；

所述丝锥包括丝锥主体231和卡接固定头232，丝锥主体上部为光杆部233、丝锥主体下部为攻丝部234，攻丝部的外表面为磨砂结构，攻丝部分为上攻丝部235和下攻丝部236，上攻丝部为圆柱体结构，下攻丝部为圆台形结构，下攻丝部的侧壁与竖直方向的倾斜角度a为5-7°；下攻丝部上纵向设有若干第一丝锥牙237，下攻丝部上纵向设有若干第二丝锥牙238；第一丝锥牙呈螺旋状固定在下攻丝部的外壁上，第一丝锥牙的截面形状成锐角三角形结构，第一丝锥牙上壁与水平方向的夹角b为11°、与下攻丝部侧壁之间的夹角c为85°，第一丝锥牙下壁与水平方向的夹角d为11°、与下攻丝部侧壁之间的夹角e为73°；第二丝锥牙呈螺旋状固定在上攻丝部的外壁上，第二丝锥牙的截面形状成等腰三角形结构，第二丝锥牙上壁与上攻丝部侧壁之间夹角f为79°，第二丝锥牙下壁与上攻丝部侧壁之间夹角g为79°。

进一步的，所述第一丝锥牙和第二丝锥牙的外表面上均涂覆一层润滑油；

所述润滑油的制备方法如下：

(1)将亚磷酸三苯酯12份、丙酮16份、乙酸钠9份、十二醇酯2份、烷基化二苯胺12份在常温下混合搅拌30min后得混合物a；

(2)将石蜡基基础油100份、石墨烯3份和混合物a加入乳化机中，在60-80℃的温度下分散50min，100-120℃的温度下分散70min；

(3)乳化分散后进行过滤，去除杂质；

(4)重复步骤(2)(3)5次后得到润滑油；

(5)将丝锥攻丝部浸润在润滑油中4min即可。