一种轴上安装变导程螺旋叶片的加工装置的制作方法

1.本发明涉及机加工技术领域，特别是一种轴上安装变导程螺旋叶片的加工装置。


背景技术：

2.螺旋蛟龙及螺旋叶片作为输送运料机构，在生产资料中经常会用到。其中一部分机械采用螺旋叶片送料时的特点，采取变导程的螺旋叶片，实现密封或者挤压的作用。常见的如，养殖场的粪便处理时，利用导程的变化实现将粪便挤压实现固液分离；在轮胎炼油行业，反应釜进料口采用变导程的螺旋进料机构实现进料口的密封，防止油气泄露产生爆炸。在螺旋叶片工作过程中，螺旋导程的变化越均匀，其压缩、挤压亦或是密封的性能越好。现有技术中，对于这种变导程的螺旋叶片，有的是先采用手动划线的方式定位，用以打定位孔，然后将独立的切割开的环形铁片套上，在利用夹具将每个环形铁片拉开并首位焊接形成螺旋状，随后沿着划线轨迹与主轴进行焊接在一起，至此，一个成品制作完成。在此过程中，最突出的问题是，手动划线精度较差，应力集中在打孔部位，且易变形，一旦出现损坏，主轴及螺旋状叶片全部作废，误工误事；打孔时，大部分钻机采用的是平常的钻机，每钻一个孔都需要重新夹持定位主轴，并不能保证所有的安装孔都处于所需要的变导程螺旋线上，同样的也会影响成品的强度。
3.在上述过程中，精度与效率相互矛盾，且受人为影响也较大，钻头容易出现偏颇，导致钻头断裂；对于不同型号的螺旋叶片的打孔，需要重新计算、定位，不但操作繁琐，效率低下，精度还无法保证，且更为重要的是，制作出来的成品的质量参差不齐，劣品率较大，不利于对产品质量的控制。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种轴上安装变导程螺旋叶片的加工装置，有效的解决了现有技术中变导程的螺旋叶片在制作过程中出现的导程变化不均匀，螺旋叶片的强度不足，需要反复定位，精度太低，产品的质量受人为因素影响较大的问题。
5.其解决的技术方案是，包括机架，机架内安装有水平状且能转动的丝杠，丝杠上套装有能转动的第一齿轮，丝杠与第一齿轮之间经螺纹连接，丝杠后侧有与其平行且能转动的转轴，转轴上套装有与其同轴的圆筒，圆筒与转轴经多个固定杆固定在一起，圆筒外缘面上设置有与第一齿轮啮合的齿牙，机架左侧板上转动固定有与转轴同轴的转筒，转筒左侧有与转轴同轴固定的第一摩擦盘，转筒左端固定有与其同轴的第二摩擦盘，第一摩擦盘与第二摩擦盘之间有间隔，第一摩擦盘与第二摩擦盘相互靠近的端面上均有环形槽，环形槽的截面为半圆状，第一摩擦盘与第二摩擦盘之间有竖直且能主动转动的转杆，转杆上端转动固定有小摩擦轮，小摩擦轮处于环形槽内，第二摩擦轮经小摩擦轮能带动第一摩擦轮转动，转杆带动小摩擦轮在前后方向转动能控制第一摩擦盘与第二摩擦盘之间的传动比；丝杠左端固定有第二齿轮，转筒上固定有与第二齿轮啮合的第三齿轮；
所述的机架上端固定有与丝杠平行的导杆，导杆上套装有能沿其滑动的滑套，第一齿轮左侧上固定有与其同轴的固定筒，滑套下端固定有竖板，固定筒贯穿竖板，固定筒与竖板之间安装有轴承，竖板上固定有第一电机，第一电机上连接有铣刀；机架内下侧有与丝杠平行且能转动的工件，工件处于铣刀的正下方。
6.本发明结构巧妙，能够尽可能的使螺旋叶片的导程均匀变化，使得螺旋线上的安装孔处于核实位置，不需要频繁装夹、测量、定位，且能保证安装孔的垂直度，尽量避免钻头崩裂损坏，利于产品的质量管控，减少人为失误，操作简单，适应性强。
附图说明
7.图1为本发明主视剖视图。
8.图2为本发明侧视图。
9.图3为本发明俯视剖视图。
10.图4为本发明侧视剖视图。
11.图5为本发明加工的第一种工件。
12.图6为本发明加工的第二种工件。
13.图7为本发明加工的第三种工件。
14.图8为本发明改装后标记笔在工件主轴上标记的轨迹。
具体实施方式
15.以下结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。
16.由图1至图8给出，本发明包括机架1，机架1内安装有水平状且能转动的丝杠2，丝杠2上套装有能转动的第一齿轮3，丝杠2与第一齿轮3之间经螺纹连接，丝杠2后侧有与其平行且能转动的转轴4，转轴4上套装有与其同轴的圆筒5，圆筒5与转轴4经多个固定杆固定在一起，圆筒5外缘面上设置有与第一齿轮3啮合的齿牙，机架1左侧板上转动固定有与转轴4同轴的转筒，转筒左侧有与转轴4同轴固定的第一摩擦盘6，转筒左端固定有与其同轴的第二摩擦盘7，第一摩擦盘6与第二摩擦盘7之间有间隔，第一摩擦盘6与第二摩擦盘7相互靠近的端面上均有环形槽，环形槽的截面为半圆状，第一摩擦盘6与第二摩擦盘7之间有竖直且能主动转动的转杆9，转杆9上端转动固定有小摩擦轮8，小摩擦轮8处于环形槽内，第二摩擦轮经小摩擦轮8能带动第一摩擦轮转动，转杆9带动小摩擦轮8在前后方向转动能控制第一摩擦盘6与第二摩擦盘7之间的传动比；丝杠2左端固定有第二齿轮24，转筒上固定有与第二齿轮24啮合的第三齿轮25；所述的机架1上端固定有与丝杠2平行的导杆10，导杆10上套装有能沿其滑动的滑套11，第一齿轮3左侧上固定有与其同轴的固定筒12，滑套11下端固定有竖板13，固定筒12贯穿竖板13，固定筒12与竖板13之间安装有轴承，竖板13上固定有第一电机14，第一电机14上连接有铣刀；机架1内下侧有与丝杠2平行且能转动的工件15，工件15处于铣刀的正下方。
17.为了实现小摩擦轮8在前后方向上的转动，所述的转杆9下端连接有第二电机16，第二电机16固定在机架1上，第二电机16经转杆9带动小摩擦轮8在前后方向上转动。
18.为了安装工件15，所述的机架1右侧板上有开口向左的圆柱形壳体17，壳体17右端连接有第三电机18，第三电机18固定在机架1右侧板上，壳体17扣装在工件15右端，壳体17
侧壁上开设有多个槽口，槽口内铰接有半圆形的夹片19，夹片19的端部与槽口铰接，壳体17外侧套装有环形筒，环形筒与壳体17之间经螺纹连接，旋拧环形筒并使环形筒向左移动时，环形筒能将多个夹片19同时向工件15靠拢并夹紧工件15；所述的机架1左侧板上贯穿有圆柱块20，圆柱块20右端面上开设有矩形孔，矩形孔内插装有能左右移动的顶杆21，顶杆21右端伸出矩形孔，顶杆21右端固定有锥形块22，锥形块22右端顶住工件15；圆柱块20左端贯穿有顶紧螺钉，顶紧螺钉与矩形块之间经螺纹连接，顶紧螺钉右端与顶杆21左端接触，旋拧顶紧螺钉能使顶杆21向右将工件15顶紧。
19.为了实现丝杠2主动转动，所述的丝杠2右端连接有第四电机23，第四电机23固定在机架1右侧板上。
20.值得注意的是，相对于传统打孔安装的工艺，精度不足、应力易集中的情况，本发明是采用铣刀对工件15上加工一个预装轨迹的槽，然后将螺旋叶片的根部卡装预装槽内，最后进行焊接，能保证螺旋叶片与主轴之间的连接强度，也由于导程变化均匀，所以盈利也不容易集中，提高整个工件15的工作稳定性。
21.即使采用传统的先划线、再打孔、后安装焊接的工艺，只需将本装置中的第一电机14及铣刀更换成相应的钻头即可，打出的多个安装孔均处于同一条导程均匀变化的螺旋线上，相对于传统的划线、测量打孔，精度上明显占优。
22.按上述思路，同理可推出，即使是传统的先划线、再打孔、后安装焊接的工艺，在划线环节，本装置也能轻松胜任，只需将本装置中的第一电机14及铣刀换成标记笔即可。
23.值得注意的是，铣刀与第一电机14之间安装专用的铣刀动力头，且第一电机14的动力要与进给量适配；第二电机16为伺服电机，第二电机16带动转杆9绕着转杆9的轴心摆动，转杆9上端的小摩擦轮8随着转杆9的摆动而摆动，最终实现第一摩擦轮与第二摩擦轮之间的传动比；第三电机18为伺服电机，且能带动工件15以恒定的速度转动，第三电机18的转速可以通过自带的控制器调整，方便更改导程的变化速率；第四电机23能带动丝杠2匀速转动；第一电机14、第二电机16、第三电机18、第四电机23需要同时接通电源。
24.当然，丝杠2两端与机架1之间安装有轴承；圆柱块20与机架1左侧板之间安装有轴承；圆柱形壳体17与机架1右侧板之间安装有轴承；滑套11与导杆10之间安装有直线轴承；转筒与转轴4之间安装有轴承，转筒与机架1之间安装有轴承；第一摩擦轮与第二摩擦轮上的环形槽为摩擦面，第一摩擦轮、第二摩擦轮同时与小摩擦轮8保持接触。
25.为了阐述方便，设定图1、图2、图3中所示的状态为初始状态，此时第一摩擦盘6与第二摩擦盘7之间的传动比为1:1，第二齿轮24与第三齿轮25之间的传动比也是1:1，丝杠2与第一齿轮3之间的转速相同，此时第一齿轮3在左右方向上不发生位移。使用时，将工件15，即用以安装螺旋叶片的主轴的右端，置于壳体17内，旋拧环形筒，环形筒向左移动过程中，多个夹片19同时向中间靠拢，并将工件15的右端夹紧，然后旋拧圆柱块20左端的顶紧螺钉，顶紧螺钉向右移动将顶杆21向右压紧，顶杆21右端的锥形块22顶住工件15的轴心，至此，工件15装夹完成；接通电源，第二电机16转动经转杆9带动小摩擦轮8前后摆动，第一摩擦盘6与第二摩擦盘7之间的传动比发生变化，造成丝杠2与转轴4之间的转速不一致，导致第一齿轮3在丝杠2上向左移动，第一齿轮3经过固定筒12带动竖板13向左移动，竖板13带动其上的第一电机14及其上的铣刀向左移动，与此同时，第一电机14带动铣刀转动，铣刀在工件15表面加工出凹槽，该凹槽就是螺旋叶片即将焊接的部位，该凹槽呈导程均匀变化的螺
旋状。
26.上述过程是当第二电机16触发一次，转杆9带动小摩擦轮8往复摆动一个行程，其主要针对图5中的螺旋叶片的加工制作，若是图6或图7的工件15，建议依然采用传统的预打孔方式，但本装置在精度方面依然存在较大优势，但需要对本装置部分零件进行调整，具体如下：以图3视角，第二电机16触发一次，转杆9带动小摩擦轮8先向后摆动，再向前摆动，最后复位；用标记笔代替第一电机14及铣刀。经上述改动，标记笔在工件15上的轨迹如图8所示，实线代表第一齿轮3由右向左移动时标记笔在工件15上的轨迹，虚线代表第一齿轮3由左向右移动时标记笔在工件15上留下的轨迹，然后将钻机安装在第一电机14的位置上，短暂启动电源后，根据加工需求选择在合适的距离上打孔，即可得到图6或者图7工件15所需的预安装孔，然后再将叶片按传统的方式焊接固定在主轴上即可。
27.本发明的突出优点及显著进步：1.本发明中将丝杠2与转轴4之间速度差转化为第一齿轮3在水平方向上的位移速度，并且通过小摩擦轮8的摆动控制第一摩擦盘6与第二摩擦盘7之间的转动速度的相互切换，解决了现有技术中对变导程螺旋叶片加工过程中精度差，强度差的问题，免去了传统加工技术中反复夹装、测量、定位等步骤，有效的保证了打孔的精度与垂直度，使螺旋叶片在工作过程中不易发生应力应变，也能减少钻头的崩裂损坏的机率，大大削弱了人为因素对工件15质量的影响，利于质量管控。
28.2.本发明中可以根据客户需求，可以方便的控制螺旋叶片的导程变化速度，通过调整第三电机18、第四电机23转速，能方便的控制螺旋叶片的总长度，能加工多种变导程的螺旋绞龙，而且能保证螺旋叶片的导程均匀过渡，提高螺旋叶片的强度。
29.本发明结构巧妙，能够尽可能的使螺旋叶片的导程均匀变化，使得螺旋线上的安装孔处于核实位置，不需要频繁装夹、测量、定位，且能保证安装孔的垂直度，尽量避免钻头崩裂损坏，利于产品的质量管控，减少人为失误，操作简单，适应性强。