Davenport^多轴自动螺纹切削机和用在其中的后蜗杆传动轴的制作方法

专利名称：Davenport^多轴自动螺纹切削机和用在其中的后蜗杆传动轴的制作方法
技术领域：
本发明全部涉及Davenport 多轴自动螺紋切削机，更具体地说，
涉及装有易更换后蜗杆传动轴的改进的03￥61^0"@螺紋切削机，和
涉及用在其中的改进的蜗杆传动轴。
背景技术：
螺紋切削机是一种机床，其中，刀具有选择地运动，以与转动工 件相啮合。
Davenport 多轴自动螺紋切肖'J机(Davenport 是Davenport Machine, Inc.，167 Ames Street, Rochester, New York 14611的注册商 标，并且这种机器可从该公司买到)通常具有五个从台到台可转动 地可转位的工件保持轴。在每个台处，刀具适于有选择地运动，以 与邻近轴中保持的转动工件相啮合。刀具由枢转安装在螺紋切削机 的回转刀架盖上的刀具臂携带。这些刀具臂适于有选择地相对于每 个台的刀架盖运动，以使保持在其中的具体刀具对相对转动的工件 进行特定加工操作。由于它们的普遍性、通用性及适应性，这些机 器当今仍被广泛地使用，并且被频繁地重新建造或改进，以继续、 恢复和/或提高它们的性能。
在这种03￥61^01^@机器中，后蜗杆传动轴用来将动力和运动从 主驱动电动机传送到在机器中转动凸轮轴的前和后蜗轮。至今，非
常细长的整体轴已经用作后蜗杆传动轴。这种轴具有大约33:1数量 级的长度直径比，制造成本高，而且由兼顾在轴的不同区域所需的 性能的材料制成。事实上，在这种大的长度直径比情况下，现有技 术的轴必须在一种瑞士车床上制造。另外，轴从棒状或圆形坯料车
削。为了提供整体向外延伸的环形法兰，超过三分之二的原始坯料 必须除去。而且，当轴损坏(例如，由于扭曲)时，轴的一部分需 要更换，而其它部分未受具体损坏源的影响。因此，轴的制造和成 形困难，并且成本高。
另一个问题在于，这种轴在Davenport⑧螺紋切削机中的安装。 更换现有技术的单一后蜗杆传动轴可能需要长达约八小时。在轴损 坏的情况下该轴必须更换。然而，在现有技术配置下，为了维修在 轴上安装的或其它与其啮合的各种增加元件(即卡盘装置、高速离 合器等)，该轴还必须从机器上拆下。如果这些元件未被及时维修， 则整个机器的生产率可能降低。而且，这种现有技术的轴通常由高 碳合金钢制成。曾选择这种材料，以便以与其它结构接触的各个点 的硬度来平衡抗扭强度。换句话说，选择这种材料，是因为它们在 抗扭强度与硬度之间实际兼顾。
因此，很久就需要提供一种用在这种Davenport⑧机器中改进的 后蜗杆传动轴，该后蜗杆传动轴制造成本较低；只需要较简单的制 造机械；在较短时间内可从机器上拆下或安装在上面，而与是否由 于轴的损坏或由于必须使用螺栓固定元件强制进行这种拆卸无关； 并且使能只是轴的损坏部分更换。

发明内容
对公开实施例的对应零件、部分或表面的附带(括号)说明，仅 为举例说明而不是作为限制，本发明概括地提供一种装有改进的后 蜗杆传动轴的改进的Davenport⑧多轴自动螺紋切削机和一种用在这 种机器中的后蜗杆传动轴。
在一个方面，本发明概括地提供一种用于Davenport③多轴自动 螺紋切削机的后蜗杆传动轴(60),该后蜗杆传动轴(60)包括轴 第一零件(61 )，其具有拥有第一硬度的部分(44 );轴第二零件(62 ), 其具有拥有第二硬度的部分(21、 23、 24、 25、 26、 28)，第二硬度 大于第一硬度；以及联轴器(63)，其适于以轴向对准关系联接或
接合轴第一零件和第二零件并且防止它们之间相对转动。
第一零件部分(61)可以具有洛氏"C，，级大约15-20的硬度，并 且可以用适当的低碳碳素钢制成。
第二零件部分(62)可以具有洛氏"C，，级大约32的硬度，并且 可以用适当高碳合金钢制成。第二零件部分可以是第二零件的表面， 该表面已经硬化，如通过火焰淬火、感应淬火、表面淬火、镀敷或 其它类似处理。
第一和第二零件可以具有配合键槽(66、 73),并且键可操作地 设置在这些键槽中，以防止在轴第 一和第二零件之间相对转动。
第一和第二零件中的每一个可以具有不超过大约20:1的长度直 径比。
在另一方面，本发明提供一种具有多件后蜗杆传动轴的改进的 Davenport 多轴自动螺紋切削机，该传动轴被构造和设置成使轴能 在大约半小时内从螺紋切削机上拆下。在优选实施例中，传动轴分 段构成，并且更换这种分段传动轴所需的时间少于更换相同材料尺 寸的非分段整体传动轴所需的时间的大约十分之一，并在某些情况 下低到十六分之一。
因此，本发明的总的目的是提供一种改进的Davenport⑧多轴自 动螺紋切削机。
本发明的另一个目的是提供一种用在Davenpoi^多轴自动螺紋 切削机中改进的后蜗杆传动轴。
本发明的另一个目的是提供一种用在Davenpoi^多轴自动螺紋 切削机中改进的分段后蜗杆传动轴，这样使该传动轴的更换能少于 更换相同材料尺寸的非分段整体传动轴所需的时间的大约十分之 一，并在某些情况下低到大约十六分之一。
本发明的另一个目的是提供一种用在Davenport⑧多轴自动螺紋 切削机中改进的分段后蜗杆传动轴，该传动轴制造成本较低，并且 使能只替换该轴的损坏部分。
这些和其它目的及优点通过以上和正在书写的说明书、附图及附 属权利要求书将变得一目了然。


图1是用在Davenport⑧多轴自动螺纹切削机中现有技术后蜗杆
传动轴的侧视立面图。
图2是图1中所示后蜗杆传动轴的左端立面图。
图3是图1中所示后蜗杆传动轴的右端立面图。
图4是图1中所示后蜗杆传动轴的仰视图。
图5是左侧凹槽的放大详图，该图取自图4的指示区。
图6是右侧凹槽的放大详图，该图取自图4的指示区。
图7是用在Davenpoi^多轴自动螺紋切削机中改进的后蜗杆传
动轴的第二零件的侧视立面图。
图8是图7中所示传动轴第二零件的左端立面图。 图9是图7中所示传动轴第二零件的右部立面图。 图IO是图7中所示传动轴第二零件的仰视平面图。 图ll是传动轴第二零件的左侧凹槽的放大详图，该图取自图10 的指示区。
图12是用在Davenport 多轴自动螺紋切削机中改进的后蜗杆传 动轴的第一零件的侧视立面图，该图以与图7中所示传动轴第二零 件的分解对准关系表示。
图13是图12中所示传动轴第一零件的左端视图。 图14是图12中所示传动轴的右端视图。 图15是图12中所示传动轴的仰视平面图。 图16是右侧凹槽的放大详图，该图取自图15的指示区。 图17是用于接合第一和第二轴零件的夹壳联轴器的第一形式的 透视图。
图18是图17中所示夹壳联轴器的左端立面图。
图19是大概于沿图18中线19-19截取的其竖直剖视图。
具体实施例方式
首先，应该清楚地理解，相同的附图标记在全部各自的附图中均 始终如一地表示相同的结构元件、部分或表面，因为这种元件、部 分或表面可能通过整个书面说明书进一步描述或说明，其中这种详 细描述是构成整体所必要的部分。除非另有说明，附图表示与说明 书一起阅读(例如剖面线、零件的布置、比例、度数等)，并且认 为是本发明整个书面描述的一部分。如在以下描述中使用的术语"水 平"、"竖直"、"左"、"右"、"上"和"下"，及其形容词和副词4汙生词 (例如"水平地"、"向右"、"向上"等)，只是指当具体附图面对读者 时表示结构的方位。类似地，合适时，术语"向内"和"向夕卜，，通常指表 面相对于其延长的轴线或转动的轴线的方位。
本发明概括地提供一种装有改进的后蜗杆传动轴的改进的
Davenport 多轴自动螺紋切削机和一种用在这种机器中改进的后蜗 杆传动轴本身。然而，在进行之前，认为合理的是，审阅整体成形 的现有技术后蜗杆传动轴的结构。 现有技术后蜗杆传动轴(图1-6)
现在参照附图，更具体地说，参照其图1-6，现有技术整体成形 的后蜗杆传动轴全部以20表示。这种传动轴曾用单件棒料制成，通 常是合适的高碳合金钢。超过三分之二重量和体积的原件棒料被除 去，以形成图1中所示的整体传动轴20。
传动轴20示出具有环形竖直左端面21、环形竖直右端面22和 外表面，该外表面顺序地包括(在图1和4-6中从左向右)从左端面 21的外边缘向右延伸的水平圆柱面23、环形槽24、面向左的环形竖 直表面25、面向外的水平圆柱面26、面向右的环形竖直表面28、另 一环形槽29、水平圆柱面30、面向右和面向外的平截头圆锥表面31、 水平圆柱面32、浅环形凹槽33、外螺紋部分34、另一浅环形凹槽35、 水平圆柱面部分26、面向右的环形竖直轴肩38、水平圆柱面39、面 向左的环形竖直表面41、水平圆柱面42、环形凹槽43、水平圆柱面 44、面向右的环形竖直表面45、以及从其中向右延续以接合右端面22的外边缘的外螺紋部分46。盲孔48、 49分别从其左和右端面21、 23轴向延伸到轴中，以便于当形成轴时将所述工件安装在瑞士车床 上。
轴的全长相当于大约33.34英寸。中央圆柱面36的直径大约1 英寸。因此，该轴具有大约33:1数量级的长度直径比，这要求能在 加工这样细长工件的瑞士车床上制成。形成向外延伸环形法兰的表 面25、 26、 28全部用50表示。两个完全相反的键槽分别用51表示， 该键槽沿部分30、 31延伸，以容纳键(未示出)，通过该键轴可转 动地联接到其它结构(未示出)上。法兰示出具有两个分别用52表 示的完全相反的矩形凹口，该矩形凹口通常与键槽51、 51对准。用 53表示的另一键槽从其右端面向左延伸到轴中，并且通到轴表面42。
如前所述，这种特殊形式的后蜗杆传动轴很难用单件棒料制造而 且成本高。首先，要求用专用机械(即瑞士车床)，以适应33:1的 长度直径比。其次，因为法兰50的横向尺寸，必须从棒料上除去较 大量的材料，以便留下最后得到的形式。 改进的后蜗杆传动轴(图8-16)
本发明概括地提供一种通常用60表示用在Davenport⑧多轴自动 螺紋切削机中改进的后蜗杆传动轴。改进的后蜗杆传动轴具有第一 零件61和第二零件62。这两个零件通过联轴器63接合并可操作地 联接。
在以下描述中，相同的附图标记将再次用来表示以前所述的结构。
轴第二零件62示出作为沿轴线x-x水平细长的实心部件。尽管 现有技术轴20是大约33:1的大长度直径比，但轴第二零件62的长 度直径比大约为13:1。这使轴第二零件能在普通车床和车削设备上 制造。而且这里，轴第二零件62通过车削适当尺寸的棒形或圆形坯 料件制成。轴第二零件62示出具有环形竖直左端面21、环形竖直右 端面64和外表面，该外表面顺序地包括(从左向右)从左端面21 向右延伸的水平圆柱面23、环形凹槽24、面向左的环形竖直表面25、水平圆柱面26、面向右的环形竖直表面28、另一环形凹槽29、圆柱 面部分30、面向外和面向右的平截头圆锥表面31、水平圆柱面32、 环形凹槽33、外螺紋部分34、另一环形凹槽35、以及从其中向右延 续以接合右端面64的表面36。盲孔48、 65从其左和右端面21、 64 分别延伸到轴第二零件中，以便在镟床或车床上定位轴第二零件时 使用。
在其左端，轴第二零件具有分别用51表示的一对直径上相对的 键槽，该键槽贯穿部分30，并且与直径上相对的矩形狭槽52、 52对 准。用66表示的另一键槽示出从其右端面64向左延伸到轴第二零件 62中。键槽66的功能是容纳和适应键的一部分(未示出)，利用这 种方式使轴第一和第二零件可转动地联接。表面25、 26、 28限定它 们之间的法兰50。
现在参照图12-16，轴第一零件示出是具有轴线x-x的水平细长 专门构造的实心部件。轴笫一零件61示出具有环形竖直左端面68、 环形竖直右端面22和外表面；该外表面顺序地包括(在图12中从左 向右)从左端面68向右延伸的水平圆柱面部分69 (该部分具有与 表面部分36基本相同的直径)、面向右的环形竖直表面70、环形凹 槽71、水平圆柱面44、面向右的环形竖直表面45、以及从其中向右 延续以接合右端面22的水平圆柱面46。定位盲孔72、 49分别从其 左和右端面68、 22轴向延伸到轴中，以方便将轴安装在合适镟床或 车床上。键槽73从其右端面22延伸到轴中，并且通到轴表面69。 另一键槽74从其右端面22向左延伸到轴中，并且通到表面46、 44 和69。轴第一零件具有大约20的长度直径比。
如图7和12中所示，轴第一零件61的左端适于与轴第二零件 64的右端轴向对准，它们的相应端面彼此邻接。此后，图17-19中 所示的分段联轴器夹紧到两个轴的相邻边缘端部上。
联轴器63是从市场上可买到的夹壳联轴器，其具有上部零件75 和下部零件76。当从端部立面观看时，每个联轴器半部具有基本为 薄壁半圆筒形形状。联轴器上部零件示出具有键槽78。当联轴器安
装在两个相邻轴零件上时，联轴器设置成容纳和接收还容纳在键槽
53中的键(未示出)的一部分。因此，键(未示出)啮合键槽53和 78。此后，设置多个紧固件(未示出)穿过联轴器通道79，并且配 合地容纳在螺紋孔80中。所以，这些紧固件可以有选择地拉紧，以 将两个联轴器半部拉在一起，由此，形成刚性组件。
这样，本申请人已经构成一种分段后蜗杆传动轴，该传动轴包括 轴第一零件、轴第二零件、和将这两个半部接合在一起的联轴器。 在这方面和本身具有某些优点。在现有技术中，更换整体后蜗杆传 动轴要花费相当于大约八小时这么多的时间。尽管拆下整体后蜗杆 传动轴可能花费大约那么长的时间，但是一旦已用改进的多件后蜗 杆传动轴替换，此后仅用大约半小时便可更换。换句话说，更换改 进的后蜗杆传动轴可比更换相同材料尺寸的整体传动轴所需时间的 大约十分之一要少。事实上，更换时间可以是现有技术所需的时间 大约十六分之一。而且，改进的后蜗杆传动轴避免了为形成它要求 采用专用机械(即瑞士车床)的长的长度直径比。另外，尽管整个 整体联接轴曾用单一长度的棒料制成，但本申请人则用两个不同棒 料件制成改进的联接第一和第二零件。第一联接零件可用较小直径 的棒料开始，所以，将从其中必须除去的材料将较少。
另一个优点在于，改进的分段后蜗杆传动轴可用不同材料制成。 在现有技术配置下，整个轴曾用单件高碳合金钢制成。这种材料具 有洛氏"C，，级硬度值大约15-20的硬度。实际上，该轴曾用具有许多 兼顾不同设计标准之间关系的性能的材料制成。 一方面，轴必须具 有足够的抗扭性。另一方面，轴的部分要啮合其它结构。最好是， 这些部分被硬化，以便使磨损最小。
在改进的两件传动轴中，轴第二零件可以用高碳合金钢制成。然 而，轴第二零件的左边缘端部可以感应淬火、火焰淬火或表面淬火、 或者镀敷，以具有洛氏"C"级硬度值大约的35-45的表面硬度。轴第 一零件可以由低碳碳素钢制成以提供较大的抗扭强度，并且具有洛 氏"C，，级硬度值大约15-20的最小硬度或者硬化到具有这种硬度。 因此，本发明概括地提供一种用于0&￥61^01^@多轴自动螺紋切
削机的改进的后蜗杆传动轴，该传动轴概括地包括轴第一零件， 其由一种材料制成并且具有第一硬度的一部分；轴第二零件，其可 能由第二种材料制成并且具有第二硬度的一部分，所述第二硬度大 于所述第一硬度；和联轴器，其适于以轴向对准关系联接轴第一和 第二零件并且防止它们之间相对转动。
如前所述，更换改进的轴的时间与用于现有技术配置的八小时相 比约为半小时。而且，改进的轴制造较容易而且费用较低，并且不 需要使用专用设备。另外，两个零件可分别用专门适合它们各个相 应用途和功能的材料制成。 修改
本发明预期可以进行许多变更和修改。例如需要时，首先可以变 更或修改构造材料。其次，尽管通常希望多件传动轴模拟整体后蜗 杆传动轴，但在需要时，可以不同地构造改进的传动轴零件。任一 个轴零件的部分可以适当地石更化，如通过感应淬火、火焰淬火、表
面淬火、镀敷或其它类似处理，以提供较高水平的表面硬度。
举例说明的联轴器形式仅是一种具有或没有键槽连接的适合联
轴器中较为广泛通用类别的具体形式示例。
因此，尽管已经示出和描述了改进的后蜗杆传动轴的目前优选形
式，并且讨论了对其某些修改，但本领域的技术人员将容易地认识
到，在不脱离如下权利要求书所限定和有差异于本发明精神的情况
下，可以进行各种另外的变更和^务改。
权利要求
1.一种用于 多轴自动螺纹切削机的后蜗杆传动轴，包括轴第一零件，其具有带有第一硬度的部分；轴第二零件，其具有带有第二硬度的部分，所述第二硬度大于所述第一硬度；以及联轴器，其适于以轴向对准关系联接所述轴第一零件和第二零件并且防止它们之间的相对转动。
2. 根据权利要求1所述的用于Davenport ,轴自动螺紋切削机 的后蜗杆传动轴，其中，所述第一零件部分具有洛氏C级大约15-20 的硬度。
3. 根据权利要求1所述的用于Davenport⑧多轴自动螺紋切削机 的后蜗杆传动轴，其中，所述第一零件由低碳碳素钢制成。
4. 根据权利要求1所述的用于Davenport ,轴自动螺紋切削机 的后蜗杆传动轴，其中，所述第二零件部分具有洛氏C级大约32的 硬度。
5. 根据权利要求1所述的用于Davenport ;轴自动螺紋切削机 的后蜗杆传动轴，其中，所述第二零件由高碳合金钢制成。
6. 根据权利要求1所述的用于Davenport 多轴自动螺紋切削机 的后蜗杆传动轴，其中，所述第二零件部分是已经硬化的所述第二 零件的表面。
7. 根据权利要求1所述的用于Davenport⑧多轴自动螺紋切削机 的后蜗杆传动轴，其中，所述第一和第二零件具有键槽，并且键可 操作地设置在所述键槽中，以防止所述轴第一零件与所述轴第二零 件之间的相对转动。
8. 根据权利要求1所述的用于Davenport ;轴自动螺紋切削机 的后蜗杆传动轴，其中，所述第一和第二零件中的每一个具有不超 过大约20的长度直径比。
9. 一种具有多部件后蜗杆传动轴的Davenport③多轴自动螺紋切 削机，所述传动轴被构造和设置成允许所述轴在大约半小时内从所 述螺紋切削机上拆下。
10. 根据权利要求8所述的Davenpoi^多轴自动螺紋切削机， 其中，所述传动轴分段形成，并且，更换这种分段传动轴所需的时 间少于更换相同材料尺寸的非分段传动轴所需的时间的大约十分之
11. 根据权利要求9所述的03￥61^0"@多轴自动螺紋切削机，其中，更换所述分段传动轴所需的时间少于更换相同材料尺寸的非 分段传动轴所需的时间的大约十六分之一。
全文摘要
一种用于Davenport^多轴自动螺纹切削机的后蜗杆传动轴(60)，包括轴第一零件(61)，其具有第一硬度的部分；轴第二零件(62)，其具有第二硬度的部分，所述第二硬度大于所述第一硬度；和联轴器(63)，其适于以轴向对准关系接合轴第一零件和第二零件并且防止它们之间相对转动。改进的轴在Davenport^螺纹切削机上可以在大约半小时内更换。
文档编号B23B1/00GK101184569SQ200680018587
公开日2008年5月21日 申请日期2006年4月20日 优先权日2005年5月27日
发明者B·A·格斯, D·R·卡波雷尔, J·休吉克 申请人:布林克曼产品公司