大行程高速电动攻丝机的制作方法

本发明涉及攻丝机领域，特别涉及一种大行程高速电动攻丝机。

背景技术：

目前，常见的电动攻丝机的主轴的正转或反转，通常是采用双向电动机，通过交流接触器或倒顺开关控制双向电动机的正、反转来实现主轴旋转，达到攻丝或退丝的目的，由于双向电动机在正、反转的换向过程中会存在瞬时电流增大、换向惯性振动大，一旦电动机转速快了，就会烧电动机，故这种电动攻丝机的攻丝转速通常不会超过300转/分钟，其工作效率较低，一般只适合小件加工；并且在进行小孔攻丝时，由于振动大还容易堵转造成丝锥断裂，导致工件报废，故攻丝的行程短，通常行程在50mm左右。

另外也有在攻丝机主轴上设置正转摩擦锥轮组和逆转摩擦锥轮组，正转摩擦锥轮组和逆转摩擦锥轮组旋转方向由同一电动机带动一扭曲传动的传动带来实现，电机轮的旋转方向始终不变，由主轴上连接的拨叉以及给进曲柄连杆组件的拉簧控制正转摩擦锥轮组或逆转摩擦锥轮组的内、外锥轮结合或分离，实现主轴的正转或逆转的攻丝机。工作时，转动进给曲柄连杆组件，带动拨叉使主轴向下作进给运动，当丝锥抵住工件，攻丝轴向力F推动主轴使反转内、外锥轮脱开而正转内、外锥轮接合，完成主轴旋转方向的改变，从而达到攻丝功能。攻丝结束时，放开曲柄，在拉簧的作用下，空套在主轴上的正转内锥轮和反转内锥轮上移而主轴被丝锥吊在工件上，结果就是正转内、外锥轮脱开而反转内、外锥轮接合，主轴逆向转动完成退刀动作。这种利用摩擦锥轮组实现正、反转达到攻丝目的的攻丝机。而这种类型攻丝机的主轴部分的零部件多，结构复杂，也相对导致主轴动作的稳定和顺畅受到一定影响。其缺点是攻丝的精度不高，功效慢，行程短，其攻丝行程一般只有50mm，通常只适合在一个平面上丝孔加工。

由于螺纹孔尤其是孔深大于50mm的深孔攻丝加工，攻丝行程大和攻丝速度快之间存在长期未能解决的矛盾，怎样实现大行程高速攻丝加工，在攻丝机领域一直是难以解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的不同，提供一种大行程高速电动攻丝机。它在电动机与给进机头之间设置离合传动箱，离合传动箱内并排竖立设置离合器转轴和传动轴，在离合器转轴上下端分别设置电磁离合器，由电动机保持一个方向的高速旋转带动离合器转轴旋转，在控制下由两个电磁离合器交替传递动力，分别经各自的传动路线控制机头主轴的正反旋转方向，并由给进机头的主轴圆柱段上轴定位滑动配合的行程套筒在主轴给进的同时，带动齿轮轴转动，通过操纵齿轮轴上安装的操控手柄和开关拨叉控制行程开关，由此控制两电磁离合器通断电，使机头主轴实现正向旋转或反向旋转，完成攻丝或退丝，实现在高速旋转下的大行程攻丝。

本发明的目的是这样实现的：一种大行程高速电动攻丝机，包括具有立柱和工作台的机座，立柱上安装机头座，所述机头座头端安装给进机头，尾端安装电动机，电动机与给进机头之间设置离合传动箱，离合传动箱内并排竖立设置一离合器转轴和一传动轴，所述离合器转轴上周向固定的从动总带轮通过总传动带与电动机安装的输出带轮相连，两个电磁离合器设置在离合传动箱内，且分别位于离合器转轴的上、下端，两个电磁离合器的动盘均与离合器转轴周向固定连接，两电磁离合器的衔铁均空套在离合器转轴上，其中，第一电磁离合器的衔铁与离合器转轴上滑动配合的第一分动带轮固定连接，第二电磁离合器的衔铁与离合器转轴上滑动配合的换向主动齿轮固定连接，所述传动轴上周向固定有换向从动齿轮和第二分动带轮，该换向从动齿轮与换向主动齿轮啮合；所述机头座头端通过轴承支撑一内花键套，该内花键套上周向固定第一、第二从动带轮，第一从动带轮通过第一传动带与第一分动带轮相连，第二从动带轮通过第二传动带与第二分动带轮相连；一给进机头的主轴上段设为花键段，该花键段的长度大于攻丝给进距离，所述花键段与内花键套花键配合，主轴下段设为圆柱段，该圆柱段上轴定位滑动配合一行程套筒，所述行程套筒外壁沿轴向设置齿条，所述齿条的长度大于攻丝给进距离，该齿条与支撑于机头座的一齿轮轴啮合，所述齿轮轴上安装操控手柄和开关拨叉，所述开关拨叉与机头座上设置的用于控制两电磁离合器通断电的行程开关对应，用于触动行程开关控制攻丝、退丝的转换。

所述行程套筒的上下两端分别设有轴承定位槽，行程套筒通过安装在两轴承定位槽中的轴承与机头主轴的圆柱段滑动配合，并通过在圆柱段上分别安装上、下弹簧卡圈将行程套筒上下两端的轴承轴定位在上、下弹簧卡圈之间，形成机头主轴圆柱段与行程套筒的轴定位滑动配合。

所述行程套筒上端面至内花键套下端面之间留有行程套筒的位移行程距离，该位移行程距离为180～200mm，机头座下端设有限位块。

所述机头主轴圆柱段下端设有用于安装丝锥夹头的莫氏锥孔，丝锥夹头采用带莫氏锥度的快换夹头。

所述机头主轴为阶梯轴，机头主轴花键段的直径小于圆柱段的直径，花键段的长度大于内花键套的轴向长度。

所述机头主轴的攻丝转速不低于700转/分钟，退丝转速不低于800转/分钟。

所述开关拨叉为扇形或圆形拨叉，该开关拨叉周向定位在齿轮轴上，通过操控手柄推动开关拨叉与行程开关接触。

所述机头座头端设有轴承座，所述轴承座通过上轴承和下轴承与内花键套滑动配合。

所述第一分动带轮、换向主动齿轮分别通过轴承与离合器转轴滑动配合。

所述工作台为十字滑台。

采用上述方案的优点如下：

1.在电动机与给进机头之间设置离合传动箱，离合传动箱内并排竖立设置一离合器转轴和一传动轴，所述离合器转轴上周向固定的从动总带轮通过总传动带与电动机安装的输出带轮相连，将两个电磁离合器设置在离合传动箱内，且分别位于离合器转轴的上、下端，两个电磁离合器的动盘均与离合器转轴周向固定连接，两电磁离合器的衔铁均空套在离合器转轴上，其中，第一电磁离合器的衔铁与离合器转轴上滑动配合的第一分动带轮固定连接，第二电磁离合器的衔铁与离合器转轴上滑动配合的换向主动齿轮固定连接。所述传动轴上周向固定有换向从动齿轮和第二分动带轮，该换向从动齿轮与换向主动齿轮啮合，所述机头座头端通过轴承支撑一内花键套，该内花键套上周向固定第一、第二从动带轮，第一从动带轮通过第一传动带与第一分动带轮相连，第二从动带轮通过第二传动带与第二分动带轮相连。这种结构能够将高速旋转的电动机动力，通过两个电磁离合器的结合或分离实现动力交替传递或中断，将动力通过第一分动带轮，经第一传动带、第一从动带轮带动内花键套旋转，或者将动力通过换向主动齿轮，经换向从动齿轮、传动轴、第二分动带轮、第二传动带、第二从动带轮带动内花键套旋转，实现一个单向旋转电动机输出的动力，在一个离合器转轴上同轴经两个电磁离合器将动力分别交替传递的结构，并由第一分动带轮带动的第一从动带轮向内花键套传递退丝旋转动力，由换向主动齿轮经传动轴带动的第二从动带轮向内花键套传递攻丝旋转动力，实现换向旋转，其动力传动机构的布局简单，动力传递稳定，解决了现有技术的电动机需正向、反向交替旋转而导致电动机容易损坏，转速慢等问题，使电动机始终保持一个旋向高速运动，攻丝的转速得到提高，并由此提高工作效率。同时，也解决了现有技术在攻丝机主轴上设置正转摩擦锥轮组和逆转摩擦锥轮组，由同一电动机通过一扭曲传动的传动带来实现正反向旋转的这种类型攻丝机，存在的主轴部分的零部件多，结构复杂，主轴动作的稳定性和顺畅性较差，以及功效慢，行程短等难以解决的问题，使攻丝行程可远远大于通常的50mm左右，实现小孔、深孔的大行程高速攻丝加工。

2.所述给进机头的主轴上段设为花键段，该花键段的长度大于攻丝给进距离，所述花键段与内花键套花键配合，主轴下段设为圆柱段，该圆柱段上轴定位滑动配合一行程套筒，所述行程套筒外壁沿轴向设置齿条，所述齿条的长度大于攻丝给进距离，该齿条与支撑于机头座的一齿轮轴啮合，所述齿轮轴上安装操控手柄和开关拨叉，所述开关拨叉与机头座上设置的用于控制两电磁离合器通断电的行程开关对应，用于触动行程开关控制攻丝、退丝的转换。采用这种结构，使主轴能够在内花键套的带动下实现攻丝旋转给进或退丝旋转，在主轴工作过程中，由于只受同一内花键套约束导向，在大行程高速旋转下，能始终保持同轴度，进退稳定，极大地提高攻丝精度。而且，由于行程套筒上齿条的作用，在主轴给进过程中通过齿条带动齿轮轴做同步转动，致使行程走完后，能够通过操作操控手柄，使开关拨叉触动行程开关控制两电磁离合器的通断电转换，从而完成攻退丝之间的转换，操作简单，并且不会导致主轴偏移振动，使加工精度得到保证。

本大行程高速电动攻丝机的加工精度能够达到0.008mm，攻丝转速可达745转/分钟，退丝转速可达868转/分钟，攻丝行程距离可达180～200mm，工作效率能够达到攻一个深度为100mm左右的螺纹孔仅需1.5秒，极大地提高了加工效率，降低了生产成本。

以下结合实施例和附图作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的给进机头剖视结构图；

图3为图2的A向视图。

具体实施方式

参见图1至图3，一种大行程高速电动攻丝机的实施例，该大行程高速电动攻丝机包括具有立柱和工作台的机座，机座的立柱24上安装机头座4，该机头座4呈横梁状安装在立柱24上，机头座4可以采用固定的方式安装在立柱24上，也可以采用可控制的升降方式安装在立柱24上，其可控制的升降方式采用机床常规的实现升降运动的结构装配即可，这样可以实现针对不同加工件的Z坐标方向的工作高度调整。所述工作台（未图示）可设置为十字滑台，使被加工的工件能够通过十字滑台实现坐标X、Y向的快速精确的水平移动，便于对多孔工件依次进行丝孔攻丝。所述机头座4的头端安装给进机头，尾端安装电动机19，电动机19与给进机头之间设置离合传动箱23，所述离合传动箱23内并排竖立设置一离合器转轴14和一传动轴12。所述离合器转轴14、传动轴12分别通过轴承与离合传动箱23滑动配合，离合器转轴14上周向固定的从动总带轮16通过总传动带17与电动机19安装的输出带轮18相连，该从动总带轮16通过键、销或过盈配合等方式周向固定在离合器转轴14中段。两个电磁离合器设置在离合传动箱23内，且分别位于离合器转轴14的上、下端，两个电磁离合器的磁轭组件固定在离合传动箱上，可通过螺栓直接固定在离合传动箱箱体上，也可通过螺栓固定在离合传动箱内设置的支座上。所述两个电磁离合器的动盘均与离合器转轴周向固定连接，其周向固定方式可采用单键或花键；所述两电磁离合器的衔铁均空套在离合器转轴14上，其中，第一电磁离合器13的衔铁与离合器转轴14上滑动配合的第一分动带轮15通过螺钉固定连接，第二电磁离合器21的衔铁与离合器转轴14上滑动配合的换向主动齿轮20通过螺钉固定连接，所述第一分动带轮15、换向主动齿轮20可以分别通过自身的轴孔与离合器转轴14滑动配合，也可以通过轴承与离合器转轴14滑动配合，所述第一分动带轮15、换向主动齿轮20分别通过轴承与离合器转轴14滑动配合的效果更佳。所述传动轴12上周向固定有换向从动齿轮22和第二分动带轮11，换向从动齿轮22和第二分动带轮11分别通过单键或花键与传动轴12周向固定，也可采用过盈配合固定在传动轴上。所述换向从动齿轮22与换向主动齿轮20啮合，所述机头座4头端通过轴承支撑一内花键套25，该内花键套25上周向固定第一、第二从动带轮，所述第一从动带轮7、第二从动带轮6分别与内花键套25通过键连接固定，其中，第一从动带轮7通过第一传动带10与第一分动带轮15相连，第二从动带轮6通过第二传动带9与第二分动带轮11相连。一给进机头的主轴8上段设为花键段，该花键段的长度大于攻丝给进距离，所述花键段与内花键套25花键配合。所述主轴8下段设为圆柱段，该圆柱段上轴定位滑动配合一行程套筒26。为便于安装，所述行程套筒26的上下两端分别设有轴承定位槽，行程套筒26通过安装在两轴承定位槽中的轴承与机头主轴8的圆柱段滑动配合，并通过在圆柱段上分别安装上、下弹簧卡圈将行程套筒26上下两端的轴承轴定位在上、下弹簧卡圈之间，形成机头主轴8圆柱段与行程套筒26的轴定位滑动配合。所述行程套筒26上端面至内花键套25下端面之间留有行程套筒26的位移行程距离L，该位移行程距离L为180～200mm，能保证攻丝的给进最大行程至少可以达到180 mm。而且，所述机头主轴8的攻丝转速不低于700转/分钟，退丝转速不低于800转/分钟，本实施例的攻丝速度可达745转/分钟，退丝速度可达868转/分钟，这种速度是现有的攻丝机无法达到的。所述机头座4下端设有限位块，可用于限制行程套筒26过度轴向位移。所述行程套筒26外壁沿轴向设置齿条，所述齿条的长度大于攻丝给进距离，该齿条与支撑于机头座4的一齿轮轴27啮合，所述齿轮轴27一端安装操控手柄3和开关拨叉29，另一端安装回位弹簧30，该回位弹簧30采用蝶型弹簧为佳，所述开关拨叉29与机头座4上设置的用于控制两电磁离合器通断电的行程开关28对应，用于触动行程开关28控制攻丝、退丝的转换。所述开关拨叉29为扇形或圆形拨叉，该开关拨叉29周向定位在齿轮轴27上，能保证开关拨叉在齿轮轴27的带动下转动，始终能保证与设置在机头座4上的行程开关28相向对应，在完成一个给进行程后能通过操纵操控手柄3推动齿轮轴27轴向移动使开关拨叉29触及行程开关28，由行程开关28控制一个电磁离合器断电，另一个电磁离合器通电，实现攻丝、退丝相互之间的转换控制，转换控制过程简单、方便。

为便于减小呈横梁状的机头座4的体积，减少机头座的用材和便于内花键套的设置安装，本攻丝机的所述机头座4头端可设置轴承座5，所述轴承座5通过螺栓固定在机头座4头端的上端面，所述轴承座5通过上轴承和下轴承与内花键套25滑动配合，其轴承座5中的下轴承可采用推力轴承，以保证装配在轴承座5中的内花键套25不会发生轴向下坠位移。

为便于机头主轴8的装配，所述机头主轴8为阶梯轴，机头主轴花键段的直径小于圆柱段的直径，花键段的长度大于内花键套的轴向长度。这样能保证主轴8在给进过程中，始终能够保证与内花键套25形成花键配合，使内花键套25能够向主轴8传递扭矩，带动主轴旋转。

为便于丝锥夹头2的快速更换安装，所述机头主轴圆8柱段下端设有用于安装丝锥夹头的莫氏锥孔，丝锥夹头2采用带莫氏锥度的快换夹头。通过机加工设备中较常采用的带莫氏锥度的快换夹头与莫氏锥孔装配配合，可以实现用1～2秒钟就能完成丝锥规格的更换，使更换丝锥更加简便、快捷。

本攻丝机通过设置离合传动箱中的离合器转轴上、下端的两个电磁离合器，以及设置离合传动箱中的一对换向主动齿轮、换向从动齿轮，并通过一总传动带机构和两个分传动带机构，两个电磁离合器在行程开关的控制下，第一电磁离合器处于常开状态，用于控制退丝工作，第二电磁离合器处于常闭状态，通过对行程开关的控制，实现两个电磁离合器相互之间的工作转换。由此只需一个电动机始终向一个方向高速旋转输出动力，不会烧坏电动机，保证了高速电动机在攻丝机上的应用，就能实现攻丝和退丝的正方向旋转，以完成攻丝的要求。

使用本攻丝机加工深孔攻丝时，启动电源，电动机工作，通过总传动带、从动总带轮带动离合器转轴旋转，行程开关控制下处于常开状态的第一电磁离合器得电带动第一分动带轮旋转，第一分动带轮通过第一传动带、第一从动带轮、内花键套带动进机头的主轴作正向旋转，此时丝锥处于退丝旋转状态，不会造成对工件的损坏；然后操纵操控手柄让开关拨叉触动行程开关，使第一电磁离合器断电，第二电磁离合器得电带动换向主动齿轮旋转，换向主动齿轮通过换向从动齿轮、传动轴、第二分动带轮、第二传动带、第二从动带轮、内花键套带动进机头的主轴作反向旋转，丝锥处于攻丝旋转状态，然后操纵操控手柄向给进方向转动，通过齿轮轴带动行程套筒向下移动，行程套筒带动主轴在攻丝旋转状态下向下运动对工件进行攻丝加工，只要丝锥进入工件孔中进行攻丝后，操作人员即可不再对操控手柄施力，由丝锥带动主轴自动给进；当攻丝达到深度要求时，快换夹头在主轴的莫氏锥孔中打滑，此时再次操纵操控手柄让开关拨叉触动行程开关，行程开关使第二电磁离合器断电，第一电磁离合器得电，使丝锥恢复退丝旋转状态，实现退丝，完成一个螺纹孔的攻丝作业。

在实践中，采用本攻丝机对孔深100mm左右的螺纹孔进行攻丝加工，攻丝转速为745转/分钟，退丝转速为868转/分钟，一台攻丝机每班至少可攻丝3600个螺纹孔，加工精度达到0.008mm，远远超过现有的电动攻丝机的工作效率。