一种搓丝方法和搓丝机与流程

本发明涉及一种搓丝方法和搓丝机，是一种应用在机械加工的方法和机械设备，是一种专门用于螺纹加工的方法和机床。

背景技术：

搓丝机采用的是两块搓丝板将工件夹在中间，两块搓丝板快速的相向运动，在工件上产生螺纹，传统的搓丝机均采用电机带动曲柄连杆机构产生往复式运动，带动搓丝板往复搓丝。这种传动方式已经延续使用了近百年，几乎成为搓丝机的定式，没有任何改变。这种曲柄连杆机构的传动形式，其优点是传动刚性好，结构简单，但体积较大。当工件直径较小时，曲柄连杆机构的体积还可以忍受，但当工件直径较大时所需要的曲柄连杆机构的体积也相应增大，在多数情况下，由于曲柄连接机构的体积过大，整台搓丝机的体积也十分庞大，制造成本过高，因此，过去工件直径较大的螺栓一般采用滚丝的方式，但由于滚丝效率相对搓丝要低得多，使大直径螺栓的加工成本也明显增加。如果实现大直径螺栓的搓丝加工是一个需要解决的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种搓丝方法和搓丝机。所述的搓丝方法和搓丝机采用运动缩放机构，将液压或其他直线往复动力运动放大，形成适宜搓丝的运动。

本发明的目的是这样实现的：一种搓丝方法，所述的方法是：利用杠杆原理将直线往复动力运动的运行距离增加，驱动搓丝板往复搓丝运动。

进一步的，所述的直线往复动力运动是液压、气动或电直线驱动中的一种。

一种搓丝机，包括：安装在床身上的固定搓丝板和滑动搓丝板，所述的滑动搓丝板与运动缩放机构连接，所述的运动缩放机构与直线往复动力机构连接。

进一步的，所述的运动缩放机构包括：与滑动搓丝板铰链连接的摇杆，所述的摇杆通过铰链与曲柄连接，所述的曲柄通过安装在床身上的旋转轴与齿轮连接，所述的齿轮与齿条啮合，所述的齿条与直线往复动力机构连接，所述的齿轮半径比曲柄长度的比值小于1。

进一步的，所述的运动缩放机构包括：与滑动搓丝板铰链连接的阻力侧摇杆，所述的阻力侧摇杆通过铰链与阻力侧曲柄连接，所述的阻力侧曲柄通过安装在床身上的旋转轴与动力侧曲柄连接，所述的动力侧曲柄通过铰链与动力侧摇杆连接，所述的动力侧摇杆通过铰链与直线往复动力机构连接，所述的动力侧曲柄长度比阻力侧曲柄长度的比值小于1。

进一步的，所述的阻力侧曲柄与动力侧曲柄之间的夹角为0~360度。

进一步的，所述的运动缩放机构包括：与滑动搓丝板与齿条连接，所述的齿条与齿轮啮合，所述的齿轮通过安装在床身上的旋转轴与曲柄连接，所述的曲柄通过铰链与摇杆连接，所述的摇杆与直线往复动力机构连接，所述曲柄长度比齿轮半径的比值小于1。

进一步的，所述的运动缩放机构包括：与滑动搓丝板铰链连接的阻力侧齿条，所述的阻力侧齿条与阻力侧齿轮啮合，所述的阻力侧齿轮通过安装在床身上的旋转轴与动力侧齿轮连接，所述的动力侧齿轮与动力侧齿条啮合，所述的动力侧齿条与直线往复动力机构连接，所述的动力侧齿轮半径比阻力侧齿轮半径的比值小于1。

进一步的，滑动搓丝板的运动方向与直线往复动力机构的运动方向之间的夹角为0~360度。

进一步的，所述的直线往复动力机构是液压缸、气动缸、直线电机中的一种。

本发明产生的有益效果是：本发明采用杠杆原理，形成运动距离的缩放，同时产生运动速度的缩放，改变液压运动的缓慢动作，以适应搓丝的快速运动。这种方式可以很好的运用在较大型螺栓的搓丝上，改变了较大型螺栓的搓丝需要很大的曲柄摇杆机构，缩小了搓丝机的整体结构，降低了成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的实施例三、四所述搓丝机的结构示意图；

图2是本发明的实施例五所述的运动缩放机构的结构示意图；

图3是本发明的实施例六所述的动力侧曲柄和阻力侧曲柄的结构示意图；

图4是本发明的实施例七所述的运动缩放机构的结构示意图；

图5是本发明的实施例八所述的运动缩放机构的结构示意图；

图6是本发明的实施例九所述的垂直布置的搓丝板和直线往复动力机构示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种搓丝方法，所述的方法是：利用杠杆原理将直线往复动力运动的运行距离增加，驱动搓丝板往复搓丝运动。

本实施例的基本思路是：通过杠杆将直线动力源的较短运动距离放大为较长的运动距离，即：杠杆的阻力臂长度大于杠杆的动力臂长度。

本实施例的作用是：将动作缓慢直线动力源，如：液压缸的运动经过杠杆放大后，能够形成运动距离较长且快速运动的搓丝动作。这种搓丝运动形式对于大型螺栓的搓丝十分有用。

所述杠杆缩放机构可以是曲柄摇杆机构，也可以是大小齿轮啮合形成的缩放机构。

所述的直线方法动力运动，是指：能够输出动力的直线运动机构，这种机构具体包括：液压缸、气动缸或直线电动机产生的动力直线运动。

实施例二：

本实施例是是实施例一的改进，是实施例一关于直线往复动力运动的细化。本实施例所述的直线往复动力运动是液压、气动或电直线驱动中的一种。

直线往复动力运动可以有多种形式，其关键在于提供动力。在实践中能够提供直线动力的方式并不多，无法电、气、液三种，这三种带有动力的直线往复运动各有特点，一般来说，液压更加适合作用搓丝的动力。

实施例三：

本实施例是一种搓丝机，包括：安装在床身上的固定搓丝板1和滑动搓丝板2，所述的滑动搓丝板与运动缩放机构3连接，所述的运动缩放机构与直线往复动力机构4连接，如图1所示。

将工件5夹住并搓动加工的固定搓丝板和滑动搓丝板，需要有相互平行的直线运动，才能实现搓动加工。本实施例采取的是将直线往复动力机构的直线推动力经杠杆机构放大，产生快速运动并且运动距离较大的搓丝运动。

使用运动缩放机构的作用在于，将直线往复动力机构的短距离运动放大为较长距离运动，同时提高运动速度。对于搓丝加工来说，搓丝板的快速运动是提高搓丝加工效率的关键，但一般的直线往复动力机构往往达不到搓丝所需要的快速往复运动，因此，本实施例采取了运动缩放机构，将运动幅度小、速度慢的运动放大为运动幅度大、速度快的运动。

运动缩放机构的基本原理是利用杠杆的缩放原理。杠杆不但能够放大和缩小力，而且能够放大和缩小运动的距离和速度。只要改变杠杆的阻力臂和动力臂之间的比例，就可以实现运动距离和速度的放大或缩小。

所使用的杠杆可以直接使用曲柄摇杆机构，也可以使用齿轮机构，或者两者的结合，即：动力臂用杠杆阻力臂用齿轮，或者相反。

由于使用了运动缩放机构，动力部分和最终执行机构可以十分灵活的布置，如可以在一条直线上相向布置或同向布置，也可以不在一条直线，设置相互垂直的布置。布置形式根据需要进行调整，可以是整个搓丝机更加紧凑，实用。

实施例四：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于运动缩放机构的细化。所述的运动缩放机构包括：与滑动搓丝板铰链连接的摇杆301，所述的摇杆通过铰链与曲柄302连接，所述的曲柄通过安装在床身上的旋转轴303与齿轮304连接，所述的齿轮与齿条305啮合，所述的齿条与直线往复动力机构连接，所述的齿轮半径比曲柄长度的比值小于1，如图1所示。

本实施例的运动缩放机构采用的是曲柄摇杆机构与齿轮齿条机构的结合，其中曲柄是杠杆阻力臂，齿轮是杠杆动力臂。为使直线往复动力机构的短距离慢速直线运动转换为长距离快速运动，在本实施例中使作为动力臂的齿轮半径小于作为阻力臂的曲柄长度，实现了搓丝板的快速运动。

搓丝板的运动方向和齿条的运动方向（或者直线往复动力机构的运动方向）可以一致，如图1所示，也可以不一致。由于齿轮是圆形的，而齿条可以环绕齿轮布置，因此，齿条的运动方向可以非常灵活的布置在齿条的周围。

实施例五：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于运动缩放机构的细化。所述的运动缩放机构包括：与滑动搓丝板铰链连接的阻力侧摇杆306，所述的阻力侧摇杆通过铰链与阻力侧曲柄307连接，所述的阻力侧曲柄通过安装在床身上的旋转轴与动力侧曲柄308连接，所述的动力侧曲柄通过铰链与动力侧摇杆309连接，所述的动力侧摇杆通过铰链与直线往复动力机构连接，所述的动力侧曲柄长度比阻力侧曲柄长度的比值小于1，如图2所示。

本实施例采取的是在杠杆的动力臂和阻力臂两侧都采用曲柄摇杆机构，其中阻力侧曲柄为杠杆阻力臂，动力侧曲柄为杠杆动力臂。为使直线往复动力机构的短距离慢速直线运动转换为长距离快速运动，在本实施例中使作为动力臂的动力侧曲柄的长度小于作为阻力臂的阻力侧曲柄的长度，实现了搓丝板的快速运动。

搓丝板的运动方向和直线往复动力机构的运动方向可以一致，如图2所示，也可以不一致，两者之间可以有一定的夹角，甚至垂直布置。

动力侧曲柄和阻力侧曲柄可以在一条直线上，如图2所示，也可以不在一条直线上，有一定的夹角，这样可以更加灵活的布置搓丝机的整体构成。

实施例六：

本实施例是实施例五的改进，是实施例五关于阻力侧曲柄与动力侧曲柄之间的夹角的细化，本实施例所述的阻力侧曲柄与动力侧曲柄之间的夹角为0~360度。

本实施例将阻力侧曲柄和动力侧曲柄的安排为具有一定的夹角，如图3所示。这个夹角可以任意选择，当夹角为零或360度时，阻力侧曲柄和动力侧曲柄合为一条，同样可以起到推动的作用，并且可以得到十分紧凑的结构。

实施例七：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于运动缩放机构的细化。所述的运动缩放机构包括：滑动搓丝板与齿条310连接，所述的齿条与齿轮311啮合，所述的齿轮通过安装在床身上的旋转轴与曲柄312连接，所述的曲柄通过铰链与摇杆313连接，所述的摇杆与直线往复动力机构连接，所述曲柄长度比齿轮半径的比值小于1，如图4所示。

本实施例采取的是在杠杆的动力臂使用齿轮齿条传动，而阻力臂采用曲柄摇杆机构，其中齿轮为杠杆阻力臂，曲柄为杠杆动力臂，所述的齿轮半径比曲柄长度长，实现了搓丝板的快速运动。

同样的，搓丝板的运动方向和直线往复动力机构的运动方向可以一致，如图4所示，也可以不一致，两者之间可以有一定的夹角，甚至垂直布置。

实施例八：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于运动缩放机构的细化。本实施例所述的运动缩放机构包括：与滑动搓丝板铰链连接的阻力侧齿条314，所述的阻力侧齿条与阻力侧齿轮315啮合，所述的阻力侧齿轮通过安装在床身上的旋转轴与动力侧齿轮316连接，所述的动力侧齿轮与动力侧齿条317啮合，所述的动力侧齿条与直线往复动力机构连接，所述的动力侧齿轮半径比阻力侧齿轮半径的比值小于1，如图5所示。

本实施例采取的是在杠杆的动力臂和阻力臂两侧都采用齿轮齿条传动机构，其中阻力侧齿轮半径比动力侧齿轮的半径大，实现了搓丝板的快速运动。

同样的，搓丝板的运动方向和直线往复动力机构的运动方向可以一致，如图5所示，也可以不一致，两者之间可以有一定的夹角，甚至垂直布置。

由于使用齿轮传动，还可以采用多级传动的形式，增加缩放比例，但齿轮过多会产生较大的间隙，使传动精度变差。

实施例九：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于滑动搓丝板的运动方向与直线往复动力机构的运动方向的细化。本实施例滑动搓丝板的运动方向与直线往复动力机构的运动方向之间的夹角为0~360度。

由于齿轮和曲柄摇杆机构都是圆周运动机构，因此，搓丝板的运动方向和直线往复动力机构的运动方向都十分灵活的步骤，如图6显示的是一种动力侧和阻力侧均为曲柄摇杆机构的两者垂直布置的状态示意图。

实施例十：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于直线往复动力机构的细化，本实施例所述的直线往复动力机构是液压缸、气动缸、直线电机中的一种。

液压缸、气动缸和直线电机是常见的几种直线往复动力机构，其中，液压缸的性能为传动刚性好，动力强劲，十分适合在搓丝机上使用。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如搓丝机的其他辅助设施、曲柄摇杆机构的形式、齿轮传动的形式等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。