专利名称：液压攻丝机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种攻丝机，特别是一种能加工大直径内螺纹的液压攻丝机。
技术背景现有攻内螺纹的动力机器由电动发展为气动，其中以气动攻丝机效率高，操 作方便、加工精度高，被机械加工和模具制造行业称为内螺纹加工的先进设备， 但气动攻丝机，由于气动马达转速高，扭力小，即便在经过增大气容量或行星齿 轮变速，仍然无法加工大直径的内螺纹，要加工大直径的内螺纹，仍用电动机作 动力源，用齿轮变速，如CN2686777Y—种可以自动加工M30 M110X2内螺 纹的无级变速卧式自动攻丝机，包括无级变速装置、变速箱、主轴箱、主轴自动 送进机构和气动自动夹紧装置。这些部件虽然可设于机箱上面或侧面，但总体组 合仍然占据很大的空间，结构复杂、操作不便，难以达到加工精度要求，采用气 动攻丝机加工M30以上内螺纹，工艺复杂、要求高，需要专门技艺和经验，使 加工大直径内螺纹变成特殊技术工种，且难以控制质量标准，使加工成本大大提 高。发明内容本发明针对上述电动攻丝或气动攻丝各自存在技术上不足，设计一种既能攻 大直径内螺纹，又具有气动攻丝机结构简单紧凑，加工精度高，操作轻便的液压 攻丝机。本发明的设计方案是，液压攻丝机，包括可移动机箱， 一端设在机箱上的摇 臂支架、设在摇臂支架另一端的攻丝装置，设在机箱内的液压控制单元和电控系 统，其特征是攻丝装置由液压马达，连接于液压马达与变速行星齿轮组之间的连 接组件，接于连接组件输出端的变速行星齿轮组和接于变速行星齿轮组输出端的 丝锥夹头组成。所述的液压马达为摆线液压马达，由定子筒和设在定子筒内的转子构成摆线 运动齿轮组，由分流阀，设在分流阀内的分流转轴，设在分流转轴内， 一端为转 子轴另一端与分流转轴齿轮啮合的传动齿轴组成动力转出轴；分流转轴既是分配 油液又是动力输出轴，分流转轴与传动齿轮连接实现液压能转变为转动机械能输出。
所述的连接组件由用于连接摆线液压马达和变速行星齿轮组的连接座，设在 连接座内腔中的连接套和与连接套相套合的齿轮连接轴组成，齿轮连接轴的一端 与连接套内圆套合紧配，另一端为变速行星齿轮组的中心齿轮轴。
所述的液压系统包括液压动力单元、油阀组和液压总管路，液压动力单元包 括储油箱、油泵、电动机和冷却器，油阀组包括电磁阀、阀板和调速阀，电气系 统包括变压器、继电器配电板及连接座。
移动机箱包括铁皮箱、铸件工作台面、万向滑轮及固定脚。
所述的丝锥夹头由快换夹头和丝锥夹筒组成。丝锥夹头具有螺距自动补偿和 过载保护安全装置。
本发明设计液压攻丝机，工作扭力为290 320N . m，液压控制单元的压力输 出为100 kgf 130 kgf或10MPa 13 MPa，利用本发明的液压攻丝机M20 M33 加工内螺纹速度快，适用于加工大工件，攻牙多、尺寸大的模板和机床部件，且 具有体积小、重量轻、操作方便的优点。
图1为液压攻丝机攻丝装置总装图。
图2为液压攻丝机摆线油马达结构图，图中2-a为图2的A—A剖视图，2-b 为图2的B—B剖视图，图2-c为图2的C—C剖视图。
图3为液压攻丝机连接和变速机构图，图3-a为图3的D—D剖视图。
图4为液压攻丝机的液压系统示意图。
图5为液压攻丝机的电控系统示意图。
图6为液压攻丝机的油路和电控结合路线图。
具体实施例方式
液压攻丝机的攻丝装置如图l所示，包括摆线式液压马达01,连接组件02、 变速行星齿轮组03和丝锥夹头04。
摆线式液压马达如图2所示，包括进出油阀4、定子筒6、转子8、分流阀 10、分流转轴12和传动齿轮11。在进出油阀4和定子筒6之间设有进油端板5， 其上设有进出油孔与定子筒6相连通，定子筒6内为转子8，定子筒6、转子8 与分流阀10之间设分流端板7，分流端板7内也设有进出油孔，分油阀10内为 分流转轴12，分流转轴12外壁设八个径向配油槽18和二个轴向出油口 19。进 出油阀4、进油端板5、定子筒6、分流端板7和分流阀10串联固定，由外径进
行定位同心。每个径向连接平面接触处以O型密封圈进行密封，以防止液油泄 漏。分流阀IO和分流转轴12转动配合为松配合。分流阀10内腔表面经过硬化 处理，分流转轴12外表面经过淬火处理，工作时两者中间有油膜层以减少转动 摩擦力，分流阀10的另一端由连接板13连接固定。分流转轴12内设传动齿轴 11，传动齿轴11的一端为设在转子8内齿啮合轴20，另一端为与分流转轴12 内齿啮合的传动齿轴以传输动力。定子筒6内腔为五角星形凹槽空腔28，设在 定子筒6内腔中的转子8为四角对称的圆弧齿。摆线式液压马达一端为进出油端， 即进出油阀4端口设进出油孔1、 3和泄油口21、 2。进油端板5如图2-a所示， 端板5上设2个与进出油孔1、 3相通的通孔22、 25，和与泄油口 21、 2相通23、 24;如图2-b所示，定子筒6上也有两个进出油孔26、 27与进油端板5上的两 个进出油孔22、 25相对应。如图2-c所示，分流端板7上的两个进出油孔29、 31分别与定子筒6上的两个进出油孔26、 27相对齐。经过分流端板7的油液进 入分流阔10的进出油口 9、 19，由分流转轴12进行油液分配，分流转轴12上 其有八个分流口 18，工作时四个为一组，出油和进油各用一组。通过分流转轴 12分配的液油通过分流端板7上的5个分流口 30依次进入定子筒6内部空腔28， 依次推动转子8的圆弧齿旋转，从而使转子8作连续的摆线运动，经传动齿轮 11的内齿轮啮合驱动分流转轴12同步转动输出动力，完成液压能转化成机械能 输出。若进油孔1为进油，出油孔3为出油为转子8正转，反之进油孔3为进油， 出油孔为出油，转子8为反转。分流转轴12的前端设有平面轴承17，平面轴承17滚动时在分流阀10之间 设光洁度达到镜面的滚动垫圈15，以减少平面轴承17的滚动阻力。在分流转轴 12分配的一部份液油进入分流转轴12和分流阀10之间的缝隙泄漏出来，从分 流转轴12两头的缝隙流出，其中一部分油液通过平面轴承17进入泄油口 16通 过传动齿轴11的安装空间从进油阀板4上的泄油口 2、 21流出，回流到出油管， 油液在经过平面轴承17时润滑轴承延长轴承使用寿命。经过测试，以上结构的摆线液压马达的扭力输出为80.5N.rn，速度为 634/min。达不到加工M33内螺纹孔需用的扭力，所以必须要经过行星变速齿轮 组才能达到工作所需扭力值，摆线液压马达输出扭力为80.5N . m，加工所需扭力 为290N . m以上，两者相差的比例为1: 3.6，故行星变速齿轮组的变速比必须 大于这个值设计一级行星变速机构的变速比为1: 4，设计输出扭力为290 320N . m，以加工M33的内螺纹。
液压马达和变速装置连接组件请参阅附图3，连接组件02包括连接座32、 齿轮连接轴35、连接套33、分流转轴12和连接套抱圈44;连接座32用于连接 摆线液压马达01和变速行星齿轮组03，液压马达的分流转轴12 —端与连接套 33内腔壁紧密套合，齿轮连接轴35—端为与连接套33紧配的内圆套，内开有4 条轴向槽，外围为用螺钉45锁紧的连接套抱圈44，当螺钉45锁紧时，连接套 抱圈44的内圆会把齿轮连接轴35内圆套上的轴向槽部分向里压紧，分流转轴 12连接轴套33与齿轮连接轴35，从而使三者相连固紧。连接套33与分流转轴 12的外圈键槽27配合连接，轴中间由螺钉43轴向固定，齿轮连接轴35另一端 为行星变速齿轮组的中心齿轮轴。当分流转轴12输出动力时，通过连接套33与分流转轴12的键槽27连接， 连接套33与齿轮连接轴35通过连接套抱圈44的压紧连接后，动力通过齿轮连 接轴35 —端的中心齿轮38把动力输入到变速行星齿轮组，进行扭力转变，把动 力输出到主轴39。变速行星齿轮组03参阅图3所示，变速行星齿轮组03包括设在齿轮连接轴 35—端的中心齿轮38、 二个行星齿轮41、主轴39和内啮合齿轮37，以及轴销 43和轴承36、 40。中心齿轮38与外围的二个行星齿轮41相啮合，二个行星齿 轮41与内啮合齿轮37的内齿啮合。其中主轴39有两孔与轴销42配合，用于定 位行星齿轮41的中心距；内啮合齿轮37的外径与连接座32配合固定；当转子 中心齿轮38运转时，带动行星齿轮41作行星运动，从而带动主轴39作旋转运 动；液压马达分流转轴12的转速经过行星变速后，输出端主轴39的旋转扭力增 大，扭矩达到290 320N . m。液压系统的组成参看图4,液压动力单元驱动液压马达的正转或反转。本机液压动力单元的型号为JSP-30-2. 2-P1-A3-MA-1液压端安装在机箱内部，有效容积30L，其中应加20号(N32)普通液压油 或抗磨液压油，油箱上面安装一个油泵电机组，电机功率2.2kw，转速 1420r/min，油泵的流量为每分钟16L。油泵压力调节范围为4 13MPa，系统油 压输出设为10 13MPa。油阀组，油阀组由分流板与电磁换向阀52组成，由分流板与油泵47直接连 接成所需的系统，整个油阀组既能控制油路，又是油路通道，具有结构紧凑、体 积小、重量轻、配置灵活，安装、维修方便，减少通路之间的泄漏，压力损失小， 提高系统效率及稳定性的特点。
液压总管路，本机液压总管路是将油箱、油阀组、液压马达01和冷却系统 48用高压耐油橡胶软管连接起来的总体，以实现液压系统的能量转换和能量传递。请参照图5 6，整个电控系统的电路主要有连接和控制液压动力单元、电磁 换向阀52，液压控制单元包括电机50、油泵47、调速阀46和电磁换向阀52， 电磁换向阀52与调速阀46串接，电磁换向阀52与油泵47相连接，调速阀46 接入液压马达Ol、进出油孔l、 3的前端，电气系统51接入电磁换向阔52的控 制端SJ1。冷却系统包括冷却液压油的冷却器48和冷却风扇FS1、 FS2。当打开电源总开关腿后冷却系统及时工作，风扇FS1、 FS2运转及时冷却设 备的油温和环境温度。打开液压动力单元的电机50电源开关FR后，电机50马上运转，给油泵47 提供动力，促使油泵47能及时给液压马达01提供高压油。电磁换向阀52的控制由继电器控制，继电器的控制由控制按钮53手工来操 作，两个方向都由一个独立的继电器来控制或关闭，两个继电器分别有一个正转 或反转的控制按钮53来控制其工作，按钮为点动控制，不给控制按钮施加压力 时，相应的继电器不会工作。控制按钮上有正转和反转两个按钮，需要作哪种方 向的旋转动作，按相应的按钮即可。调速阀46需手工来调节，上面装有调节把手，旋转调节把手即可实现流量 大小调节，顺时针调节把手为加大流量，逆时针调节把手为减小流量。请参阅图4 6，电气系统51—端与电磁换向阔52连接，另一端与控制按钮 53连接，其中包含了由电能转换为液压马达运转的过程和控制线路。外部的三 相电源进入电气系统后，经过电气系统的电源转化，其中一路电源供给了油泵电 机50，电机带动油泵47运转后液压油会以最高达13MPa压力供应给液压马达01 作旋转运动，中间经过电磁换向阀52和调速阀46，来实现运转方向的转换和运 转速度的调节。电磁换向阀52作用为变换油路供油方向，液压马达01进油口有 1、 3两个，当电磁换向阀作用为1为进油口时，3为出油口，此时的旋转方向为 顺时针；当电磁换向阀作用为3为进油口时，l为出油口，此时的旋转方向为逆 时针。调速阀的作用是控制进入马达的液压油流量，无论l、 3两个哪个作用为 进油口，都可以使用相应的调速阀46进行调节，流量越大，转速越快，流量越 小，转速越慢。
权利要求
1、液压攻丝机，包括可移动机箱，一端设在机箱上的摇臂支架、设在摇臂支架另一端的攻丝装置，设在机箱内的液压控制单元和电控系统，其特征是攻丝装置由液压马达，连接于液压马达与变速行星齿轮组之间的连接组件，接于连接组件输出端的变速行星齿轮组和接于变速行星齿轮组输出端的丝锥夹头组成。
2、 根据权利要求1所述的液压攻丝机，其特征是液压马达为摆线液压马达 (01)，由定子筒(6)和设在定子筒(6)内的转子(8)构成摆线运动齿轮组；由分流阀(10)和设在分流阀(10)内的分流转轴(12)，分流转轴12内设传动 齿轴(11)，传动齿轴(11)的一端为设在转子(8)内齿啮合轴(20)，另一端 为与分流转轴(12)内齿啮合的传动齿轴。
3、根据权利要求2所述的液压攻丝机，其特征是定子筒(6)内腔为五角星 形空腔(28)，设在定子筒(6)内腔的转子(18)为四角对称的圆弧齿。
4、 根据权利要求1所述的液压攻丝机，其特征是连接组件(02)由连接摆 线液压马达(01)和变速行星齿轮组(03)的连接座(32)，设在连接座内腔中 的连接套(33)和与连接套相套合的齿轮连接轴(35)组成，齿轮连接轴(35) 的一端与连接套(33)内圆套合紧配，另一端为变速行星齿轮组的中心齿轮轴。
5、 根据权利要求4所述的液压攻丝机，其特征是齿轮连接轴(35) —端的 内圆套内开有4条轴向槽，外围为用螺钉(45)锁紧的连接套抱圈(44)，连接 套(33)与分流转轴(12)的外圈键槽(27)配合连接，轴中间由螺钉(43)轴 向固定。
6、 根据权利要求1所述的液压攻丝机，其特征是变速行星齿轮组(03)包 括设在齿轮连接轴(35) —端的中心齿轮(38)、 二个行星齿轮(41)、主轴(39) 和内啮合齿轮(37)。
7、 根据权利要求1所述的液压攻丝机，其特征是液压控制单元包括电机(50)、 油泵(47)、调速阀(46)和电磁换向阀(52)，电磁换向阀(52)与调速阀(46) 串接，电磁换向阀(52)与油泵(47)相连接。
8、 根据权利要求1所述的液压攻丝机，其特征是液压马达的油压输出为 画Pa 13MPa。
9、 根据权利要求1所述的液压攻丝机，其特征是变速齿轮组输出扭力为 290 320N . m。
全文摘要
一种液压攻丝机，包括可移动机箱，一端设在机箱上的摇臂支架、设在摇臂支架另一端的攻丝装置，设在机箱内的液压控制单元和电控系统，其特征是攻丝装置由液压马达，连接于液压马达与变速行星齿轮组之间的连接组件，接于连接组件输出端的变速行星齿轮组和接于变速行星齿轮组输出端的丝锥夹头组成。本发明设计液压攻丝机，工作扭力为290～320N.m，液压控制单元的压力输出为100kgf～130kgf或10MPa～13MPa，利用本发明的液压攻丝机M20～M33加工内螺纹速度快，适用于加工大工件，攻牙多、尺寸大的模板和机床部件，且具有体积小、重量轻、操作方便的优点。
文档编号B23Q5/06GK101116920SQ20071007123
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月7日 优先权日2007年9月7日
发明者崔良永, 应安义 申请人:应安义