一种无级调径的轴向外螺纹塑性成形设备的制作方法

本发明属于螺纹滚压成形技术领域，具体涉及一种无级调径的轴向外螺纹塑性成形设备。

背景技术：

螺纹连接是机械制造业中最常见的连接方式之一，在机加工或装配现场可能会随时需要加工各种规格与形式的螺纹，尤其是轴件、管件的轴向外螺纹的制备。螺纹加工方式主要分为螺纹切削加工和螺纹滚压加工两大类。相较于螺纹切削加工，螺纹滚压加工方式是一种等材加工方式，节省材料；较大的塑性变形使螺纹更加耐压耐磨；并且滚压不会切断材料的纤维结构，从而使滚制螺纹有更长的使用寿命。

目前，机械加工行业已经拥有各类滚丝机以及滚压头等螺纹滚制装置，可用于螺栓、螺纹件的滚制加工。但是滚丝机、搓丝机一类设备笨重庞大、价格昂贵，专门应用于螺纹件的大批量生产或大量需要螺纹连接的特殊场合，不符合一般的机械加工、装配场合。而螺纹滚压头等小型工具，实质上是一种结构复杂的刀具，只有安装在规定的机床上才能实现螺纹滚压工作，并且可加工螺纹规格有限，也无法普及到大部分缺少配套设备条件的加工、装配场合。综上，现有的各类螺纹滚制设备与工具均存在一定局限性，因此市场上缺少一种快速轻便，成本低廉的，可独立加工多种规格轴向外螺纹的轻便型设备，以应对在机械制造、装配时轴向外螺纹的随时的，临时的需求，实现多种直径和长度的轴向外螺纹的即滚即用。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术与设备的局限性，本发明的目的在于提供一种无级调径的轴向外螺纹塑性成形设备，具有快速轻便、加工效率高、操作简便的优点，同时可无级调径、加工完毕自动回退，可独立完成多种直径和长度的轴向外螺纹的即滚即用。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种无级调径的轴向外螺纹塑性成形设备，包括基座1，基座1上布置有水平直线导轨2，水平直线导轨2一侧固定有标尺块3，标尺块3上面的导槽内安装有可调位碰块4，水平直线导轨2一端通过滑块固定支撑螺纹滚压机构的齿轮盒15，齿轮盒15一侧连接复位弹簧5的一端，复位弹簧5的另一端安装在基座1上，齿轮盒15上固定连接调径机构的外壳27，水平直线导轨2另一端通过滑块固定支撑主轴箱6，主轴箱6的输出端安装三爪卡盘7，主轴箱6底部安装调位螺杆8，调位螺杆8另一端固定在基座1上。

所述的螺纹滚压机构包括齿轮盒15，齿轮盒15固定连接后盖13，后盖13上均布安装三根连接杆20，连接杆20的另一端穿过滚丝轮撑盘11上的配合孔安装在前盖9上，后盖13、滚丝轮撑盘11和前盖9三者固连，前盖9上均布安装三根偏心轴19，偏心轴19的偏心段上安装有滚丝轮10，滚丝轮10上有螺纹升角，偏心轴19另一端上的小齿轮22与内齿圈23啮合，内齿圈23前端面与滚丝轮撑盘11间安装有第一卡簧17，内齿圈23后端面与后盖13之间安装有第二卡簧18，内齿圈23后端面固定连接扭簧24一端，扭簧24另一端固定连接后盖13，内齿圈23外圈固定安装有外齿圈16，外齿圈16上安装有手柄14。

所述的调径机构包括芯轴29，芯轴29通过轴承安装在齿轮盒15上，芯轴29一端连接微调旋钮25，芯轴29中段安装有锁紧齿轮28，锁紧齿轮28与螺纹滚压机构的外齿圈16啮合，芯轴29另一端安装单向轴承30，单向轴承30外圈与扳机环26内圈锥面配合，扳机环26端面连接弹簧31，弹簧31固定在外壳27上。

一种无级调径的轴向外螺纹塑性成形方法，包括以下步骤：

1)首先将工件装夹到三爪卡盘7上，然后依据螺纹所需加工长度，调节可调位碰块4在标尺块3上的坐标位置并固定，再移动工件加工直径扳动手柄14到合适位置，并通过微调旋钮25进行辅助调节，此时扭簧24蓄能，在单向轴承30作用下螺纹滚压机构保持在此时的状态下；

2)启动主轴箱6内的电机，并将工件端部送入螺纹滚压机构，加工开始后固定主轴箱6，此时工件做主动旋转运动，三个滚丝轮10咬入工件端部做随动旋转运动，由于滚丝轮10上有螺纹升角，整个螺纹滚压机构带着调紧机构沿水平直线导轨2向旋转机构方向自进给；

3)当完成加工长度时，调径机构的扳机环26会和预调位置的可调位碰块4相撞，扳机环26与单向轴承30脱离，外齿圈16不再被锁紧，在扭簧24作用下，三个滚丝轮10张开，螺纹滚压机构在复位弹簧5作用下回到初始位置，取下工件。

本发明的有益效果：本发明设备设计有调径机构，能够加工一定范围内任意直径工件，加工范围广。并且螺纹加工到所需长度时设备能够自动回退与复位，无需人工干预。本发明设备整体上轻便灵活、易于搬运、成本低、加工效率高、操作简单，可适用大部分机械加工、装配场合，实现多种规格的轴向外螺纹的即滚即用。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是螺纹滚压机构主视图。

图3是图2的A向视图。

图4是图2的B向视图。

图5是调径机构爆炸示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

参照图1，一种无级调径的轴向外螺纹塑性成形设备，包括基座1，基座1上布置有水平直线导轨2，水平直线导轨2一侧固定有标尺块3，标尺块3上面的导槽内安装有可调位碰块4，水平直线导轨2一端通过滑块固定支撑螺纹滚压机构的齿轮盒15，齿轮盒15一侧连接复位弹簧5的一端，复位弹簧5的另一端安装在基座1上，齿轮盒15上固定连接调径机构的外壳27，水平直线导轨2另一端通过滑块固定支撑主轴箱6，主轴箱6的输出端安装三爪卡盘7，主轴箱6底部安装调位螺杆8，调位螺杆8另一端固定在基座1上，通过调位螺杆能够使主轴箱6小范围移动。

参照图1、图2和图3，所述的螺纹滚压机构包括齿轮盒15，齿轮盒15固定连接后盖13，后盖13上均布安装三根连接杆20，连接杆20的另一端穿过滚丝轮撑盘11上的配合孔安装在前盖9上，后盖13、滚丝轮撑盘11和前盖9三者固连，前盖9上均布安装三根偏心轴19，偏心轴19的偏心段上安装有滚丝轮10，滚丝轮10上有螺纹升角，偏心轴19另一端上的小齿轮22与内齿圈23啮合，内齿圈23前端面与滚丝轮撑盘11间安装有第一卡簧17，内齿圈23后端面与后盖13之间安装有第二卡簧18，内齿圈23仅能够相对滚丝轮撑盘11和后盖13相对转动，内齿圈23后端面固定连接扭簧24一端，扭簧24另一端固定连接后盖13，初始态时扭簧24处于自由状态，内齿圈23外圈固定安装有外齿圈16，外齿圈16上安装有手柄14，当扳动手柄14时，使偏心轴19转动，从而改变三个滚丝轮10之间间距，此时扭簧24蓄能。

参照图4和图5，所述的调径机构包括芯轴29，芯轴29通过轴承安装在齿轮盒15上，芯轴29一端连接微调旋钮25，芯轴29中段安装有锁紧齿轮28，锁紧齿轮28与螺纹滚压机构的外齿圈16啮合，芯轴29另一端安装单向轴承30，单向轴承30外圈与扳机环26内圈锥面配合，单向轴承30只允许芯轴29单向旋转，使芯轴29上的锁紧齿轮28锁紧外齿圈16，阻止扭簧24使螺纹滚压机构复位到初始态，扳机环26端面连接弹簧31，弹簧31初始态为受压缩状态，迫使扳机环26紧紧压住单向轴承30，弹簧31固定在外壳27上。

一种无级调径的轴向外螺纹塑性成形方法，包括以下步骤：

1)首先将工件装夹到三爪卡盘7上，然后依据螺纹所需加工长度，调节可调位碰块4在标尺块3上的坐标位置并固定，再移动工件加工直径扳动手柄14到合适位置，并通过微调旋钮25进行辅助调节，此时扭簧24蓄能，在单向轴承30作用下螺纹滚压机构保持在此时的状态下；

2)启动主轴箱6内的电机，并将工件端部送入螺纹滚压机构，加工开始后固定主轴箱6，此时工件做主动旋转运动，三个滚丝轮10咬入工件端部做随动旋转运动，由于滚丝轮10上有螺纹升角，整个螺纹滚压机构带着调紧机构沿水平直线导轨2向旋转机构方向自进给；

3)当完成加工长度时，调径机构的扳机环26会和预调位置的可调位碰块4相撞，扳机环26与单向轴承30脱离，外齿圈16不再被锁紧，在扭簧24作用下，三个滚丝轮10张开，螺纹滚压机构在复位弹簧5作用下回到初始位置，取下工件。