一种超大螺距的内螺纹加工工具及方法
【技术领域】
[0001]
本发明属于机械加工技术领域，主要涉及一种超大螺距的内螺纹加工工具及方法，也可推广应用于超大螺距的外螺纹加工。
【背景技术】
[0002]现有技术中，内螺纹的加工通常采用内螺纹车刀在车床上进行车削加工螺纹；采用丝锥在钻床、镗床、车床上攻螺纹及采用螺纹铣刀在加工中心上铣削加工螺纹等方法。
[0003]内螺纹车刀车削是在车床上用螺纹车刀对旋转的工件进行车削来加工内螺纹。如:“用数控车床加工螺纹的方法及其螺纹加工工具”，公告号为CN101264534的发明专利所采用的专用工具车削加工螺纹的方法，该方法仅适合细长零件的外螺纹加工；丝锥攻螺纹是通过钻床主轴的旋转运动带动安装在主轴上的丝锥旋转向下垂直进给，对固定在工作台上的工件螺纹底孔进行攻丝，加工内螺纹；也可在车床或镗床上用丝锥加工工件的内螺纹。如:“一种内螺纹加工夹具及其加工方法”，公告号为CN102962533A的发明专利所提供的在车床上用丝锥攻内螺纹的加工方法；螺纹铣刀铣削螺纹是在数控立式或卧式加工中心上，利用加工中心主轴的旋转运动带动安装在主轴上的螺纹铣刀旋转，向固定在工作台上的工件加工面进给，对工件已加工螺纹底孔进行铣削加工内螺纹。
[0004]以上方法已广泛应用于工件的内螺纹加工，但受机床加工螺纹螺距范围的限制，只适合螺距小的内螺纹加工。
[0005]目前，对于内螺纹螺距超大，螺距大于300mm时，通常采用铸造方法，但由于铸造加工周期长，模具成本高，不适用于单件小批零件的内螺纹加工。
[0006]由此可见，以上方法都不适合螺距大于300mm的超大螺距的内螺纹工件的加工。
【发明内容】
[0007]为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种超大螺距的内螺纹加工工具及方法。
[0008]本发明为完成上述目的采用如下技术方案:
一种超大螺距的内螺纹加工工具，所述的内螺纹加工工具具有用以绕制内螺纹的钢板条；所述钢板条的横截面形状、尺寸与所需绕制螺纹的横截面形状、尺寸相同；所述的加工工具还设置有用以将钢板条绕制成螺旋状的芯轴；所述的芯轴为圆柱体，所述芯轴的直径d与内螺纹的内径Dl尺寸相同；所述的加工工具还设置有样板、样冲和手锤；所述的样板为由纸质材料制成的直角三角形，直角三角形的其中一个直角边的长度与所需加工内螺纹的螺距尺寸相同，直角三角形的另一个直角边为圆周率η与内螺纹内径Dl的乘积。
[0009]利用上述一种超大螺距的内螺纹加工工具加工内螺纹的方法，待加工内螺纹由钢板条制成的钢板条螺纹与零件内孔连续焊接后形成；待加工内螺纹为单头螺纹，单头螺纹加工的具体步骤如下: 1)钢板条螺纹的卷制:
a)、将样板卷在所述的芯轴上，使样板的斜边在芯轴上形成一条样板螺旋线；
b)、根据长度与所需加工内螺纹螺距尺寸相同的样板直角边在芯轴的圆柱面上标注，用样冲根据标注对准样板螺旋线，用手锤在芯轴上沿样板形成的样板螺旋线逐步敲出多个样冲眼，多个样冲眼在芯轴上形成螺旋线；
C)、将样板从芯轴上取下，加热钢板条，并将加热后的钢板条沿芯轴上的螺旋线进行卷制，形成钢板条螺纹；将钢板条螺纹分段定位焊接在芯轴上，使其固定在卷制好的位置；
d)、将钢板条螺纹与芯轴一同放置在加热炉中加热至300°C?350°C，保温120?140分钟后随加热炉冷却，以释放钢板条受热卷制弯形及焊接过程产生的内应力，使钢板条螺纹保持卷制在芯轴上的卷制形状尺寸；
e)、从炉中取出已经卷制成型的钢板条螺纹及芯轴，切开焊点，拔出芯轴；
2)钢板条螺纹与零件内孔的焊接:将步骤I)卷制好的钢板条螺纹放入零件的内孔中进行连续焊接，将钢板条螺纹伸出零件两端的部分铣掉即形成超大螺距的单头内螺纹。
[0010]利用上述一种超大螺距的内螺纹加工工具加工内螺纹的方法，待加工内螺纹由钢板条制成的钢板条螺纹与零件内孔连续焊接后形成；待加工内螺纹为双头螺纹，双头螺纹加工的具体步骤如下:
1)钢板条螺纹的卷制:
a)、将样板分两次卷在所述的芯轴上，使样板的斜边在芯轴上形成两条样板螺旋线；两条样板螺旋线的起点相错180° ；
b)、根据长度与所需加工内螺纹螺距尺寸相同的样板直角边在芯轴的圆柱面上标注，用样冲根据标注对准样板螺旋线，用手锤在芯轴上沿样板形成的样板螺旋线逐步敲出多个样冲眼，多个样冲眼在芯轴上形成螺旋线；
C)、将样板从芯轴上取下，分两次加热钢板条，并将加热后的钢板条沿芯轴上的螺旋线进行卷制，形成钢板条螺纹；将钢板条螺纹分段定位焊接在芯轴上，使其固定在卷制好的位置；
d)、将钢板条螺纹与芯轴一同放置在加热炉中加热至300°C?350°C，保温120?140分钟后随加热炉冷却，以释放钢板条受热卷制弯形及焊接过程产生的内应力，使钢板条螺纹保持卷制在芯轴上的卷制形状尺寸；
e)、从炉中取出已经卷制成型的钢板条螺纹及芯轴，切开焊点，拔出芯轴；
2)钢板条螺纹与零件内孔的焊接:将步骤I)卷制好的钢板条螺纹分两次，起点相错180°放入零件的内孔中进行连续焊接，将钢板条螺纹伸出零件两端的部分铣掉即形成超大螺距的双头内螺纹。
[0011 ] 利用上述一种超大螺距的内螺纹加工工具加工内螺纹的方法，待加工内螺纹由钢板条制成的钢板条螺纹与零件内孔连续焊接后形成；待加工内螺纹为三头螺纹，三头螺纹加工的具体步骤如下:
I)钢板条螺纹的卷制:
a)、将样板分三次卷在所述的芯轴上，使样板的斜边在芯轴上形成两条样板螺旋线；三条样板螺旋线的起点相错120° ；
b)、根据长度与所需加工内螺纹螺距尺寸相同的样板直角边在芯轴的圆柱面上标注，用样冲根据标注对准样板螺旋线，用手锤在芯轴上沿样板形成的样板螺旋线逐步敲出多个样冲眼，多个样冲眼在芯轴上形成螺旋线；
C)、将样板从芯轴上取下，分三次加热钢板条，并将加热后的钢板条沿芯轴上的螺旋线进行卷制，形成钢板条螺纹；将钢板条螺纹分段定位焊接在芯轴上，使其固定在卷制好的位置；
d)、将钢板条螺纹与芯轴一同放置在加热炉中加热至300°C?350°C，保温120?140分钟后随加热炉冷却，以释放钢板条受热卷制弯形及焊接过程产生的内应力，使钢板条螺纹保持卷制在芯轴上的卷制形状尺寸；
e)、从炉中取出已经卷制成型的钢板条螺纹及芯轴，切开焊点，拔出芯轴；
2)钢板条螺纹与零件内孔的焊接:将步骤I)卷制好的钢板条螺纹分三次，起点相错120°放入零件的内孔中进行连续焊接，将钢板条螺纹伸出零件两端的部分铣掉即形成超大螺距的三头内螺纹。
[0012]本发明提出的一种超大螺距的内螺纹加工工具及方法，采用上述技术方案，具有如下有益效果:
1、采用该卷制、焊接方法加工的钢板条螺纹，无需机加工设备即可完成；
2、样板为纸质材料、成本低，芯轴结构简单、制造成本低，且均可重复利用；
3、卷制、焊接方法制造过程简单，生产周期短；对操作者要求低；
4、可通过改变钢板条截面形状、尺寸实现梯形内螺纹的加工；也可通过改变钢板条截面形状、尺寸及芯轴、样板的尺寸实现不同尺寸规格、不同螺距要求的矩形、梯形内螺纹的加工；
5、该方法可进行多头螺纹的加工。
【附图说明】
[0013]图1为本发明中样板的结构示意图。
[0014]图2为本发明中钢板条的结构示意图。
[0015]图3为本发明样板卷在芯轴上形成样板螺旋线的示意图。
[0016]图4为钢板条在芯轴上卷制形成的钢板条螺纹的示意图。
[0017]图5为钢板条螺纹焊接在零件内孔中形成的三头矩形螺纹的剖视示意图。
[0018]图6为本发明中样冲的结构示意图。
[0019]图7为本发明中手锤的结构示意图。
[0020]图中1、芯轴；2、样板；3、样冲；4、手锤；5、钢板条；6钢板条螺纹；7、零件；8、样板螺旋线。
【具体实施方式】
[0021]结合附图给出的实施例，对本发明加以说明:
一种超大螺距的内螺纹加工工具，结合图2，所述的内螺纹加工工具具有用以绕制内螺纹的钢板条5 ;该实施例中，所需卷制内螺纹的横截面形状为矩形；所述钢板条5的宽度B与内螺纹的牙宽相同，钢板条5的厚度Hl与内螺纹牙高相同；结合图3，所述的加工工具还设置有用以将钢板条绕制成螺旋状的芯轴I ;所述的芯轴I为圆柱体，所述芯轴I的直径d与内螺纹的内径Dl尺寸相同；所述的加工工具还设置有样板2、样冲3和手锤4 ;结合图1，所述的样板2为由纸质材料制成的直角三角形，直角三角形的其中一个直角边的长度与所需加工内螺纹的螺距尺寸相同，直角三角形的另一个直角边为圆周率与内螺纹内径Dl的乘积；结合图6，所述的样冲3为钳工使用的通用工具，样冲的一端为带尖头的圆锥体；结合图7，所述手锤4为普通小锤。
利用上述一种超大螺距的内螺纹加工工具加工内螺纹的方法，待加工内螺纹由钢板条5制成的钢板条螺纹6与零件7的内孔连续焊接后形成；待加工内螺纹为单头螺纹，单头螺纹加工的具体步骤如下:
1)钢板条螺纹的卷制:
a)、将样板2卷在所述的芯轴I上，使样板2的斜边在芯轴上形成一条样板螺旋线8;
b)、根据长度与所需加工内螺纹螺距尺寸相同的样板直角边在芯轴的圆柱面上标注，用样冲根据标注对准样板螺旋线8，用手锤在芯轴上沿样板形成的样板螺旋线8逐步敲出多个样冲眼，多