利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机的制作方法

本实用新型涉及机加工设备领域，特别涉及一种利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机。

背景技术：

现有的自动攻牙机一般由三相异步电机、皮带、主轴、升降套、电磁离合器、丝杆及齿轮组成，电机通过齿轮和皮带与主轴和丝杆相连。快速进退和同步攻牙时需要的进给速度利用电磁离合器切换不同齿数的齿轮齿合来完成，利用开关使电源换相实现电机正反转带动主轴及丝杆正反转，控制主轴前进和后退来实现同步攻牙。

这种结构的缺陷在于：不同螺距的丝锥或板牙攻牙时需要更换齿轮，而且，用电机控制主轴，电磁离合器进行切换齿轮齿合来完成空行程快进退和工作行程按螺距进退，结构相对复杂，制造精度要求高，成本也高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服以上缺点，提供一种利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，该自动攻牙机不仅能在空行程时利用主螺杆带着电机的内轴实现快速进退，而且能在攻牙时通过压迫在主螺杆和内轴之间的螺距适应弹簧使内轴能进行轴向调整从而自动适应丝锥或板牙的螺距来完成攻牙，有利于简化结构和提高工效，能适应不同螺距的攻牙，应用范围广。

本实用新型是这样实现的：一种利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，其特征在于：包括电机组件，所述电机组件包括用来与外部机架固定安装连接的壳体、固定在壳体内的定子、活动设置于定子中部的转子铁芯以及设置于转子铁芯中部的电机主轴；所述电机主轴由同轴固定安装于转子铁芯中央孔中的轴套体和同轴活动套设于轴套体体内的内轴组成，所述轴套体的两端转动连接于壳体上，所述内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，内轴的前端设置有用于安装丝锥或板牙的连接部件；

所述自动攻牙机还包括用于带动内轴伸缩进行攻牙的螺杆螺母传动机构、用于在攻牙完成后启动电机组件反转以带动内轴退回的换相机构以及用于在内轴退回后使电机组件停机且电机主轴迅速停止转动的停机刹车机构；

所述螺杆螺母传动机构包括主螺杆、主螺母、导杆以及后固定板；所述主螺母固设于壳体后端，所述导杆的前端垂直固设于主螺母上且后端垂直固设于后固定板上；所述主螺杆的前端为光轴且与内轴的后端同轴连接，所述主螺杆不能相对内轴转动但能相对内轴轴向移动，所述主螺杆的后端与停机刹车机构相连接，所述主螺杆的中部设有与主螺母相匹配的螺纹，所述主螺杆的中部与主螺母螺纹拧合配对连接且主螺母和主螺杆螺纹的螺距大于或等于所要安装的丝锥或板牙的螺距；

所述自动攻牙机还包括设置于内轴和主螺杆之间的用于在攻牙时补偿内轴所安装丝锥或板牙和主螺杆因螺距不同前进或后退所产生的距离差的螺距适应弹簧。

此外，本实用新型以上技术方案还进一步做了如下改进：

为了使主螺杆不能相对内轴转动但能相对内轴轴向移动，所述内轴内同轴设有直径与主螺杆前端光轴相匹配的安装孔道，所述主螺杆前端光轴活动套设于安装孔道内，所述内轴上部设有沿轴向分布的长槽孔，所述主螺杆前端光轴上固设有直径与长槽孔宽度相匹配的销钉，所述销钉滑动配合于长槽孔内使得主螺杆不能相对内轴转动但能相对内轴轴向移动，所述螺距适应弹簧设置于安装孔道内且压缩作用于安装孔道底部端面和主螺杆前端端面之间。

为了在攻牙结束后能实现自动换相，使电机主轴组件反转从而使丝锥或板牙自动退出，所述换相机构包括安装于主螺母上且朝向后固定板一侧的换相行程开关以及安装于停机刹车机构上且与换相行程开关位置相对应的行程限位螺钉，所述行程限位螺钉在触碰到换相行程开关时能启动电机主轴组件反向旋转。

为了在一个攻牙周期结束后，能快速控制电机组件停止转动，并使各部件自动回复到初始状态，所述停机刹车机构包括主动盘、轴承轴、双向轴承垫圈、双向轴承、单向轴承垫圈、单向轴承内键、单向轴承、摩擦盘、止转盘、单向轴承外键、轴承轴螺钉、限距螺钉、刹车弹簧、停机调节螺钉和停机行程开关；

轴承轴与主螺杆的后段同轴套接，轴承轴螺钉自轴承轴后侧向前将轴承轴与主螺杆锁紧在一起；

主动盘中部通过双向轴承与轴承轴双向转动连接，主动盘的四周设有便于导杆活动穿置的通孔；

摩擦盘位于主动盘后侧且通过单向轴承与轴承轴单向转动连接，单向轴承内键连接于单向轴承的内圈与轴承轴之间，单向轴承外键从摩擦盘的外周部侧向向内将摩擦盘与单向轴承的外圈固定在一起；

止转盘位于摩擦盘和后固定板之间，刹车弹簧压缩作用于止转盘和后固定板之间，止转盘的四周设有便于导杆活动穿置的通孔；限距螺钉的前段与设于止转盘中部的螺纹孔螺纹连接，限距螺钉的中段活动穿置在后固定板中部的通孔内，限距螺钉的后端设有大于后固定板中部通孔的外凸缘；

停机调节螺钉和停机行程开关分别安装于主动盘后侧和止转盘前侧相对应的位置，所述停机行程开关在触碰到停机调节螺钉时，能控制电机组件的电源断开；

双向轴承垫圈设于主螺杆的螺纹段末段与双向轴承的内圈前端、轴承轴的前端之间，单向轴承垫圈设于双向轴承的内圈后端和双向轴承的内圈前端之间。

为了使内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，所述轴套体的外圆紧配合固定安装在转子铁芯的中央孔中，所述内轴的后段同轴套设于轴套体内，所述内轴上设有沿轴向分布的键槽，所述轴套体和内轴之间还装有导向钉，所述导向钉的一端固定安装于轴套体上，所述导向钉的另一端宽度与键槽宽度相匹配且滑动连接于键槽内，从而使内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动。

所述用于安装丝锥或板牙的连接部件包括夹头和夹头螺母，内轴前端中部设有用来与夹头连接的内锥孔，内轴前端外周设有用来与夹头螺母连接的外螺纹。

较之现有技术而言，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型提供的利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，当主螺杆的螺距大于所要安装的丝锥或板牙的螺距时，电机的内轴在空行程状况下能实现较快速度进退，攻牙过程中内轴前进的速度受丝锥或板牙的螺距控制，逐渐压迫主螺杆和内轴之间的螺距适应弹簧使内轴能进行轴向自动调整从而适应丝锥或板牙的螺距来完成攻牙；当主螺杆的螺距等于所要安装的丝锥或板牙的螺距时，空行程和工作行程前进的速度一样，是同步攻牙，这样设计有利于简化结构和提高工效，能适用不同螺距的攻牙，应用范围广；

(2)本实用新型提供的利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，将电机主轴分解成由轴套体和内轴组成，轴套体固定安装于转子铁芯中央孔中，内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，因此在工作时可以直接使用内轴作为升降轴，利用内轴连着主螺杆旋转而主螺母不旋转来实现工作时内轴的进退，从而省却传动轴、皮带、离合器和变速机构，使结构简化，制造成本低；

(3)本实用新型提供的利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，主螺杆不能相对内轴转动但能相对内轴轴向移动，主螺杆和内轴之间压迫有螺距适应弹簧，当丝锥或板牙的螺距和主螺杆的螺距不同时内轴能克服螺距适应弹簧的弹力向上进行轴向调整来完成攻牙，去除了更换齿轮的麻烦，提高了工效；

(4)本实用新型提供的利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，在对小螺距零件进行攻牙时，因主螺杆的螺距较大，控制换相行程开关的行程限位螺钉进退的速度始终受主螺杆控制，主轴每转一圈，行程限位螺钉前进的距离大于丝锥或板牙前进的距离，有利于提高换相行程开关的反应敏感度，能更精确保证小螺距零件攻牙的深度；

(5)本实用新型提供的利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，与用电机内轴不能伸缩，利用主螺母后退来适应攻牙螺距的结构相比，因减少了主螺母后退所需空间，所以攻牙机的长度可以设计为更短的结构，不仅占用空间小，而且制造成本低。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机的结构示意图；

图2是本实用新型内轴和主螺杆的三维结构示意图；

图3是本实用新型的三维结构示意图。

图中符号说明：1、电机组件，101、壳体，102、定子，103、转子铁芯，104、轴套体，105、内轴，1051、长槽孔，1052、键槽，1053、安装孔道，106、导向钉，2、螺杆螺母传动机构，201、主螺杆，202、主螺母，203、导杆，204、后固定板，205、销钉，3、换相机构，301、换相行程开关，302、行程限位螺钉，4、停机刹车机构，401、主动盘，402、轴承轴403、双向轴承垫圈，404、双向轴承，405、单向轴承垫圈，406、单向轴承内键，407、单向轴承，408、摩擦盘，409、止转盘，410、单向轴承外键，411、轴承轴螺钉，412、限距螺钉，413、刹车弹簧，414、停机调节螺钉，415、停机行程开关，5、螺距适应弹簧，601、夹头，602、夹头螺母。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型内容进行详细说明：

如图1-3所示，为本实用新型提供的一种利用电机弹性内轴来适应不同螺距攻牙的自动攻牙机，其特征在于：包括电机组件1，所述电机组件1包括用来与外部机架固定安装连接的壳体101、固定在壳体101内的定子102、活动设置于定子102中部的转子铁芯103以及设置于转子铁芯103中部的电机主轴；所述电机主轴由同轴固定安装于转子铁芯103中央孔中的轴套体104和同轴活动套设于轴套体104体内的内轴105组成，所述轴套体104的两端转动连接于壳体101上，所述内轴105不能相对轴套体104转动但能相对轴套体104轴向移动，内轴105的前端设置有用于安装丝锥或板牙的连接部件；

所述自动攻牙机还包括用于带动内轴105伸缩进行攻牙的螺杆螺母传动机构2、用于在攻牙完成后启动电机组件反转以带动内轴105退回的换相机构3以及用于在内轴105退回后使电机组件停机且电机主轴迅速停止转动的停机刹车机构4；

所述螺杆螺母传动机构2包括主螺杆201、主螺母202、导杆203以及后固定板204；所述主螺母202固设于壳体101后端，所述导杆203的前端垂直固设于主螺母202上且后端垂直固设于后固定板204上；所述主螺杆201的前端为光轴且与内轴105的后端同轴连接，所述主螺杆201不能相对内轴105转动但能相对内轴105轴向移动，所述主螺杆201的后端与停机刹车机构4相连接，所述主螺杆201的中部设有与主螺母202相匹配的螺纹，所述主螺杆201的中部与主螺母202螺纹拧合配对连接且主螺母202和主螺杆201螺纹的螺距大于或等于所要安装的丝锥或板牙的螺距；

所述自动攻牙机还包括设置于内轴105和主螺杆201之间的用于在攻牙时补偿内轴105所安装丝锥或板牙和主螺杆201因螺距不同前进或后退所产生的距离差的螺距适应弹簧5。

为了使主螺杆不能相对内轴转动但能相对内轴轴向移动，所述内轴105内同轴设有直径与主螺杆201前端光轴相匹配的安装孔道1053，所述主螺杆201前端光轴活动套设于安装孔道1053内，所述内轴105上部设有沿轴向分布的长槽孔1051，所述主螺杆201前端光轴上固设有直径与长槽孔1051宽度相匹配的销钉205，所述销钉205滑动配合于长槽孔1051内使得主螺杆201不能相对内轴105转动但能相对内轴105轴向移动，所述螺距适应弹簧5设置于安装孔道内且压缩作用于安装孔道底部端面和主螺杆201前端端面之间。

为了在攻牙结束后能实现自动换相，使电机主轴组件反转从而使丝锥或板牙自动退出，所述换相机构3包括安装于主螺母202上且朝向后固定板204一侧的换相行程开关301以及安装于停机刹车机构4上且与换相行程开关301位置相对应的行程限位螺钉302，所述行程限位螺钉302在触碰到换相行程开关301时能启动电机主轴组件反向旋转。

为了在一个攻牙周期结束后，能快速控制电机组件停止转动，并使各部件自动回复到初始状态，所述停机刹车机构4包括主动盘401、轴承轴402、双向轴承垫圈403、双向轴承404、单向轴承垫圈405、单向轴承内键406、单向轴承407、摩擦盘408、止转盘409、单向轴承外键410、轴承轴螺钉411、限距螺钉412、刹车弹簧413、停机调节螺钉414和停机行程开关415；

轴承轴402与主螺杆201的后段同轴套接，轴承轴螺钉411自轴承轴402后侧向前将轴承轴402与主螺杆201锁紧在一起；

主动盘401中部通过双向轴承404与轴承轴402双向转动连接，主动盘401的四周设有便于导杆203活动穿置的通孔；

摩擦盘408位于主动盘401后侧且通过单向轴承407与轴承轴402单向转动连接，单向轴承内键406连接于单向轴承407的内圈与轴承轴402之间，单向轴承外键410从摩擦盘408的外周部侧向向内将摩擦盘408与单向轴承407的外圈固定在一起；

止转盘409位于摩擦盘408和后固定板204之间，刹车弹簧413压缩作用于止转盘409和后固定板204之间，止转盘409的四周设有便于导杆203活动穿置的通孔；限距螺钉412的前段与设于止转盘409中部的螺纹孔螺纹连接，限距螺钉412的中段活动穿置在后固定板204中部的通孔内，限距螺钉412的后端设有大于后固定板204中部通孔的外凸缘；

停机调节螺钉414和停机行程开关415分别安装于主动盘401后侧和止转盘409前侧相对应的位置，所述停机行程开关415在触碰到停机调节螺钉414时，能控制电机组件1的电源断开；

双向轴承垫圈403设于主螺杆201的螺纹段末段与双向轴承404的内圈前端、轴承轴402的前端之间，单向轴承垫圈405设于双向轴承404的内圈后端和双向轴承404的内圈前端之间。

为了使内轴不能相对轴套体转动但能相对轴套体轴向移动，所述轴套体104的外圆紧配合固定安装在转子铁芯103的中央孔中，所述内轴105的后段同轴套设于轴套体104内，所述内轴105上设有沿轴向分布的键槽1052，所述轴套体104和内轴105之间还连接有导向钉106，所述导向钉106的一端固定安装于轴套体104上，所述导向钉106的另一端宽度与键槽1052宽度相匹配且滑动连接于键槽1052内，从而使内轴105不能相对轴套体104转动但能相对轴套体104轴向移动。

所述用于安装丝锥或板牙的连接部件包括夹头601和夹头螺母602，内轴105前端中部设有用来与夹头601连接的内锥孔，内轴105前端外周设有用来与夹头螺母602连接的外螺纹。

该实用新型的工作原理为：开机前，停机调节螺钉414处在压迫停机行程开关415的位置，摩擦盘408的端面贴着止转盘409的前端面，并承受刹车弹簧413的弹力压迫，限距螺钉412后端外凸缘的前端台阶面和后固定板204的后端面、止转盘409的后端面和后固定板204的前端面同时留有间隙，间隙大小任意，并调节好行程限位螺钉302的高度。

开机时电机组件1通电，与转子铁芯103固定连接的轴套体104带动内轴105、主螺杆201、轴承轴402、双向轴承垫圈403、双向轴承404的内圈、单向轴承垫圈405、单向轴承407的内圈、轴承轴螺钉411、夹头601、夹头螺母602和丝锥或板牙同步正转。由于单向轴承407内外圈正转时处于能相对运动状态，连着单向轴承407的外圈的摩擦盘408的后端面贴着止转盘409的前端面，并承受刹车弹簧413的弹力压迫而产生摩擦力阻碍，所以，摩擦盘408不旋转。拧合穿过主螺母202的主螺杆201旋转的同时带着内轴105、主动盘401、轴承轴402、双向轴承垫圈403、双向轴承404、单向轴承垫圈405、单向轴承内键406、单向轴承407、摩擦盘408、单向轴承外键410、轴承轴螺钉411、夹头601、夹头螺母602和丝锥或板牙同步下行前进，这就是螺杆螺母的传动机构，电机组件的转子铁芯103每旋转一圈，内轴105和主螺杆201就前进一齿主螺杆201螺距的距离。受刹车弹簧413的弹力作用，止转盘409和限距螺钉412也随主螺杆201下行前进。

当限距螺钉412的后端外凸缘的前端台阶面碰到后固定板204的后端面时，连着限距螺钉412的止转盘409受阻停止下行前进，而主螺杆201带着摩擦盘408脱离止转盘409的前端面接触继续下行前进。

当连着内轴105旋转前进的丝锥或板牙接触到工件后，攻牙前进速度受丝锥或板牙自身的螺距控制，由于主螺杆201每旋转一圈相对于主螺母202产生的前进距离是固有的，所以，主螺杆201每旋转一圈内轴105变成前进一齿丝锥或板牙螺距的距离进入工作行程，在主螺杆201螺距大于丝锥或板牙螺距的情况下，每前进一齿，内轴105都克服螺距适应弹簧5的弹力向上进行轴向调整来补偿该距离差距。(在主螺杆201螺距等于丝锥或板牙螺距的情况下，是同步攻牙，不存在内轴105前进速度变化和后退问题。)

当一同下行前进的主动盘401上可调节的行程限位螺钉302碰到换相行程开关301时，攻牙工作行程到位，由外电器控制的电机组件1反转，丝锥或板牙顺着工件已产生的螺纹退出工件，同时，螺距适应弹簧5同步把内轴5推至相对于主螺杆201的起始位置。

同理，丝锥或板牙退出工件后，又按初始空行程前进的速度后退。

当一同后退的主动盘401上停机调节螺钉414碰到固定在止转盘409上的停机行程开关415时，由外电器控制的电机组件的电源断开，但电机组件1还在惯性旋转，主螺杆201连带着单向轴承407和摩擦盘408依然压向止转盘409，迫使止转盘409克服自身重量和刹车弹簧413的弹力后退一段距离后才会停止。由于单向轴承407在反转方向内外圈处于不能相对运动状态，相当于内外圈固定在一起，所以，与单向轴承407外圈连着的摩擦盘408会和主螺杆201同步旋转，当摩擦盘408的后端面压向止转盘409时，摩擦盘408的后端面和止转盘409的前端面产生摩擦，使电机组件1的惯性旋转快速停止，一个工作周期完成。

通过设计刹车弹簧413的弹力和限距螺钉412中段的长度，就可以让一个工作周期完成后的止转盘409控制在和后固定板204不接触的位置，即回到初始状态。

上述具体实施方式只是对本实用新型的技术方案进行详细解释，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。