内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床的制作方法
【专利摘要】一种内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，它包括底座（1）和主轴（7），其特征是所述的底座（1）上倾斜安装有三根立柱（2），三根立柱（2）呈等边三角形分布，三根立柱（2）的上端固定安装有横梁（3），横梁（3）上垂直安装有底板（4），底板（4）上安装有纵向导轨（5）和伺服电机（8），纵向导轨（5）上安装有滑板（6），伺服电机（8）通过丝杠螺母机构带动滑板（6）沿纵向导轨（5）上下移动，主轴（7）安装在滑板（6）上；所述的主轴（7）的上端安装有能使其产生低频回转激振的摆臂（12），摆臂（12）由安装在立柱（2）上辅助振动装置（11）驱动作正反向摆动从而使主轴（7）产生周向可控低频振动。本发明结构简单，稳定性好，加工效率好，质量好。
【专利说明】
内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种机械加工设备，尤其是一种内螺纹加工设备，具体地说是一种内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床。
【背景技术】
[0002]众所周知，机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多:除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用；而内螺纹冷挤压技术是一种新的内螺纹加工技术，即在室温条件下，采用挤压丝锥在预制好的工件底孔上通过丝锥棱齿的作用使得金属产生塑性流动，从而形成内螺纹的工艺过程。内螺纹冷挤压成形使得内螺纹产品的表面质量、尺寸精度、材料利用率及机械性能都优于传统的内螺纹加工方式，冷挤压内螺纹在抗拉强度、疲劳性能、表面硬度等物理性能都超过了用传统方式加工的内螺纹，它是抗疲劳加工技术的重要组成部分。但是在冷挤压过程中挤压丝锥所承受的扭矩较大，由此极易造成挤压丝锥断裂，被挤压工件会产生较大的变形抗力，对挤压丝锥的材料、结构及加工制作提出了更高的要求。而将振动加工技术引入到不锈钢梯形内螺纹冷挤压加工过程中，利用振动加工的优势来达到减小挤压丝锥棱齿同工件底孔材料之间的摩擦力，从而达到减小挤压扭矩和减小挤压丝锥磨损的效果。国内尚没有能实现以上加工过程的机床。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有的内螺纹冷挤压加工因缺少能产生低频振动的专用设备而造成加工效率低、加工质量难以提高的问题，设计一种刚性好、既能产生低频振动，又能提高加工效率和质量的内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床。
[0004]本发明的技术方案是:
一种内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，它包括底座I和主轴7，其特征是所述的底座I上倾斜安装有三根立柱2，三根立柱2呈等边三角形分布，三根立柱2的上端固定安装有横梁3，横梁3上垂直安装有底板4，底板4上安装有纵向导轨5和伺服电机8，纵向导轨5上安装有滑板6，伺服电机8通过丝杠螺母机构带动滑板6沿纵向导轨5上下移动，主轴7安装在滑板6上；用于装夹工件的卡盘10安装有工作台9，工作台9固定在底座I上并位于三根立柱2所围成的等边三角形的中心位置处;所述的主轴7的上端安装有能使其产生低频回转激振的摆臂12，摆臂12由安装在立柱2上辅助振动装置11驱动作正反向摆动从而使主轴7产生周向可控低频振动。
[0005]所述的立柱2与底座I的夹角为70-80度。
[0006]所述的三根立柱2上均安装有相同的辅助振动装置11，每个辅助振动装置11均设有两个相同的凸轮机构，每个凸轮机构通过各自的连杆与主轴上的摆臂12相连，三个辅助振动装置11产生的三个扭振共同作用消除偏心扭矩，从而提高机床的稳定性。
[0007]所述的三根立柱2、底座I和横梁3相连组成整体立式结构。
[0008]所述的立柱2采用铸造成型的铸件(球磨铸铁或者灰铸铁)，横梁3采用蜂窝片钢(Q系列结构钢)。
[0009]所述的横梁3通过沉头自攻钉与立柱2上端固定相连。
[0010]本发明的有益效果:
本发明的倾斜放置的三根立柱构成三角形结构，可提高机床整体刚度，特别是当加工过程中施加辅助振动(扭振)时，一方面由于辅助振动装置分布在多根立柱上，可平衡单个扭振产生的偏心扭矩，从而保证机床稳定性；另一方面，相对于单立柱和双立柱结构，三立柱结构可有效防止施加扭振时单立柱和双立柱产生变形，导致扭振无法有效的传递到主轴上;此外，三个辅助振动装置分布在三根立柱上，可同频协同工作，对摆臂施加足够大的扭矩，充分满足加工对扭矩的要求。
[0011]本发明的辅助振动装置结构简单，施加方式可靠，频率和振幅可调。
[0012]本发明可实现不同规格不同材料的辅助振动冷挤压加工，大大提高了加工工件的表面质量和抗疲劳特性，辅助振动可减小挤压丝锥棱齿同工件底孔材料之间的摩擦力，从而达到减小挤压扭矩和减小挤压丝锥磨损的效果。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的专用机床的布局简图。
[0014]图2是本发明的结构示意图。
[0015]图3是本发明实施例的主轴结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0017]如图1-3所示。
[0018]一种内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，它包括底座I和主轴7(如图3)，所述的底座I上倾斜安装有三根立柱2，三根立柱2呈等边三角形分布，三根立柱2的上端固定安装有横梁3，立柱2可采用球磨铸铁或者灰铸铁铸件，横梁3采用蜂窝片钢(Q系列结构钢)，其中立柱与底座可采用焊接相连结构，它与底座I的夹角可在70-80度之间，横梁3可通过沉头自攻钉与立柱2上端固定相连，三根立柱2、底座I和横梁3相连组成一个结构稳定、抗振性好的整体立式结构，如图1所示。横梁3上垂直焊接安装有底板4(可采用钢板)，底板4上安装有纵向导轨5和伺服电机8，纵向导轨5上安装有滑板6，伺服电机8通过丝杠螺母机构带动滑板6沿纵向导轨5上下移动，主轴7安装在滑板6上；用于装夹工件的卡盘10安装有工作台9，工作台9固定在底座I上并位于三根立柱2所围成的等边三角形的中心位置处;所述的主轴7的上端安装有能使其产生低频回转激振的摆臂12，摆臂12由安装在立柱2上辅助振动装置11驱动作正反向摆动从而使主轴7产生周向可控低频振动。具体实施时，为了防止主轴产生偏心扭矩，可在三根立柱2上均安装有相同的辅助振动装置11，每个辅助振动装置11均设有两个相同的凸轮机构，每个凸轮机构通过各自的连杆与主轴上的摆臂12相连，三个辅助振动装置11产生的三个扭振共同作用消除偏心扭矩，从而提高机床的稳定性，如图2所示。
[0019]如图1所示，本发明的专用机床整体采用立式机构，立柱通过螺栓连接固定在底座上，横梁放置于立柱上，三个相同的辅助振动装置分别通过螺栓连接固定在三立柱内侧，与主轴上的摆臂进行连接，在加工过程中可同时对主轴产生径向(周向)上的可控振动，钢板固定在横梁靠外一侧，钢板上设有纵向导轨，所述纵向导轨上固定有滑板，由伺服电机带动，做竖直平面上的进给运动，主轴固定在滑板上，主轴末端固定有数控刀架，工作台固定在底座上，卡盘通过螺栓连接在工作台上，带动工件在水平面上做旋转运动。
[0020]本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，它包括底座(I)和主轴(7)，其特征是所述的底座(I)上倾斜安装有三根立柱(2)，三根立柱(2)呈等边三角形分布，三根立柱(2)的上端固定安装有横梁(3)，横梁(3)上垂直安装有底板(4)，底板(4)上安装有纵向导轨(5)和伺服电机(8)，纵向导轨(5)上安装有滑板(6)，伺服电机(8)通过丝杠螺母机构带动滑板(6)沿纵向导轨(5 )上下移动，主轴(7 )安装在滑板(6 )上;所述的主轴(7 )的上端安装有能使其产生低频回转激振的摆臂(12)，摆臂(12)由安装在立柱(2)上辅助振动装置(11)驱动作正反向摆动从而使主轴(7)产生周向可控低频振动。2.根据权利要求1所述的内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，其特征是所述的立柱(2)与底座(I)的夹角为70-80度。3.根据权利要求1所述的内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，其特征是所述的三根立柱(2)上均安装有相同的辅助振动装置(11)，每个辅助振动装置(11)均设有两个相同的凸轮机构，每个凸轮机构通过各自的连杆与主轴上的摆臂(12)相连，三个辅助振动装置(11)产生的三个扭振共同作用消除偏心扭矩，从而提高机床的稳定性。4.根据权利要求1所述的内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，其特征是所述的三根立柱(2)、底座(I)和横梁(3)相连组成整体立式结构。5.根据权利要求1所述的内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，其特征是所述的立柱(2)采用铸造成型的铸件，横梁(3)采用蜂窝片钢。6.根据权利要求1所述的内螺纹低频激振冷挤压加工专用机床，其特征是所述的横梁(3)通过沉头自攻钉与立柱(2)上端固定相连。
【文档编号】B23G1/18GK106077843SQ201610437071
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】左敦稳, 廖泽南, 侯源君, 孙玉利, 罗伦
【申请人】南京航空航天大学