专利名称：基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，尤其涉及一种利用振动加工技术辅助大直径内螺纹冷挤压加工装置，具体地说是一种基于电磁激振器的大直径内螺纹 冷挤压辅助加工装置。
背景技术：
随着现代工业的飞速发展，在我国的航空、航天、高速列车、石油钻探、交通运输等 行业中，出现了越来越多大载荷、高速、动载因素下的精密仪器和零件，这对螺纹紧固件的 性能及其抗疲劳制造技术提出了更高的要求，不仅要求螺纹的精度高、硬度高、表面粗糙度 低，而且要求螺纹应当具有高质量的表面完整性。众所周知，现代机械制造正在向少切削， 甚至是无切削方向发展，通过利用金属的塑形成形原理来对内螺纹进行冷挤压加工，由于 工件组织的塑形变形从而改善了组织结构，获得了良好的表面完整性，提高了工件的机械 性能。目前，所知的大直径内螺纹冷挤压是在车床上进行加工的，工件装夹在机床卡盘 上，丝锥通过专用夹具装夹在溜板上或是机床尾座上。在机床主轴运转前调好主轴转速，然 后开启机床，将丝锥进给完成内螺纹的冷挤压加工。但是，由于加工的是大直径内螺纹，其 挤压扭矩大、挤压区温度高、冷却液不容易进入挤压区容易造成挤压丝锥的折断。同时挤压 出的螺纹表面质量也够不理想。而内螺纹冷挤压振动加工也只是应用于小直径内螺纹的振 动加工中。因此，到目前为止，大直径的内螺纹冷挤压加工过程中还存在挤压丝锥易折断、冷 却液难流入挤压区的问题，以及加工完成后螺纹的表面完整性不理想的问题。尚无一种切 实可行、结构简单的能提高大直径内螺纹冷挤压加工质量的辅助加工装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有的大直径内螺纹冷挤压加工过程中存在的丝锥易折断、 冷却液难流入挤压区的问题，以及加工完成后螺纹的表面完整性不理想的问题，发明一种 可广泛用于大直径内螺纹冷挤压的基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置。本发明的技术方案是—种基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，其特征是它包括一底座4，该底座4安装在机床溜板8上；一固定板7，该固定板7安装在所述的底座4上且离机床溜板的高度可调；在所述 固定板7远离挤压丝锥夹具1的一端上安装有调整螺杆6 ；在所述固定板7上还至少开设 有一条导向槽9;一扭振板3，它通过起导向作用的、穿过固定板7上的导向槽9的连接螺栓10安装 在固定板7上且只能沿导向槽9作直线移动；扭振板3的一端与挤压丝锥夹具1上的扭振 杆2相抵，另一端与前述的调整螺杆6相抵；
一电磁激振器5，它被固定安装在扭振板3上并带动扭振板3同步振动。所述的底座4呈U形结构，它的底部通过紧固件与机床溜板8相连，在它的两侧边 上均开设有长条形槽孔11，固定螺钉穿装该长条形槽孔11旋装在固定板7侧边的螺孔中从 而将固定板7固定在底座4上。所述的固定板7上设有安装调整螺杆6的凸边12。所述的固定板7上设有与固定电磁激振器5的紧固螺栓尺寸相配的条形 凹槽13， 以便螺固螺栓的栓头能沉于其中而不产生干涉。本发明的有益效果是(1)充分吸收了振动加工在大直径内螺纹冷挤压加工中的优点，在保证了内螺纹 的高硬度、低表面粗糙度和良好的抗疲劳性能的基础上，大大提高了挤压丝锥的使用寿命 和降低了挤压扭矩，同比寿命可延长五倍以上，同时显著提高了内螺纹的加工质量，表面完 整性得到根本改善，粗糙度可提高二个等级以上。(2)本发明还具有结构简单，操作灵活，便于实现的优点。(3)本发明的设备可直接安装在现有车床溜板上，因而具有投资少，见效快的优 点ο(4)通过电磁激振器带动扭振板在固定板的滑道上的产生振动位移，对装在挤压 丝锥上的扭振杆产生撞击，形成内螺纹冷挤压的振动加工。从而提高了挤压丝锥的使用寿 命、大为减小挤压扭矩、同时提高了内螺纹的加工质量。
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的扭振板结构示意图。图3是本发明的固定板结构示意图。图4是本发明底座结构示意图。图5是图4的侧视图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图1-5所示。—种基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，它主要由底座4、固定 板7、扭振板3和电磁激振器5组成，固定板7安装在底座4上即高度位置可调，底座4固 定安装在机床溜板8上，为了调整方便，底座4可可采用U形结构，扭振板3安装在固定板 7上，它的一端与挤压丝锥夹具1上的扭振杆2相抵，另一端与安装有固定板7 —端上的凸 边12上的调整螺杆6相抵，挤压丝锥夹具1及其上安装的扭振杆2均与现有技术相同或可 采用现有技术并参照相关教科书加以实现；电磁激振器5安装在扭振板3上并带有扭振板 3同步振动，电磁激振器5可直接从市场选购，最好选购激振频率可调的电关激振器。如图 1所示。具体实施时，固定板7可采用如图3所示的结构，该固定板7安装在所述的底座4 上且离机床溜板的高度可调；在所述固定板7远离挤压丝锥夹具1的一端上安装有调整螺杆6 ；在所述固定板7上还至少开设有一条导向槽9 ；此外，固定板7上还可设有与固定电磁 激振器5的紧固螺栓尺寸相配的条形凹槽13，以便紧固螺栓的栓头能沉于其中而不产生干 涉。扭振板3可采用如图2所示的结构，它通过起导向作用的、穿过固定板7上的导向 槽9的连接螺栓10安装在固定板7上且只能沿导向槽9作直线移动；扭振板3的一端与挤 压丝锥夹具1上的扭振杆2相抵，另一端与前述的调整螺杆6相抵。底座4可采用如图4、5所示的U形结构，它的底部通过紧固件与机床溜板8相连， 在它的两侧边上均开设有长条形槽孔11，固定螺钉穿装该长条形槽孔11旋装在固定板7侧 边的螺孔中从而将固定板7固定在底座4上。本发明的使用方法如下首先，选取电磁激振器5作为辅助振动加工的振动源，将其通过螺栓紧固在将对 挤压丝锥产生扭振的扭振板3上。其次，将扭振板3通过螺栓固定在固定板7的导向槽9 (即水平滑道)内，使螺栓 带动扭振板3可以在固定板7的导向槽9内滑动。第三，将底座4固定在车床的溜板8上，调整溜板的位置到适当的位置。第四，将固定板7通过螺钉固定到底座4侧面的长条形槽孔11 (即垂直滑道)上， 调整固定板7到合适的高度后将螺钉拧紧固定。第五，调整溜板8的位置使扭振板3的撞击端与装在挤压丝锥夹具1上的扭振杆2 刚好接触。并将扭振板3的尾端通过调整螺栓6将其顶住，防止扭振板3随激振器5向后 移动，丧失对扭振杆2的撞击作用。在加工过程中通过电磁激振器5的直线振动，带动扭振 板3与其产生同步的直线振动，从而使扭振板3的撞击端对挤压丝锥夹具1上的扭振杆2 产生低频撞击，进而扭振杆2带动挤压丝锥产生低频扭振。充分发挥了振动加工能显著提 高挤压丝锥的使用寿命、大为减小挤压扭矩、同时提高了内螺纹的加工质量的优点。经过实际加工测量，采用本发明的激振辅助装置后，丝锥的使用寿命可延长5倍以上，且未发生折断现象，所挤压的螺纹的表面完整性明显改善，成品率显著提高，同时螺 牙的表面粗糙度也得到明显改善，可提高2个等级以上。
权利要求
一种基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，其特征是它包括一底座(4)，该底座(4)安装在机床溜板(8)上；一固定板(7)，该固定板(7)安装在所述的底座(4)上且离机床溜板的高度可调；在所述固定板(7)远离挤压丝锥夹具(1)的一端上安装有调整螺杆(6)；在所述固定板(7)上还至少开设有一条导向槽(9)；一扭振板(3)，它通过起导向作用的、穿过固定板(7)上的导向槽(9)的连接螺栓(10)安装在固定板(7)上；扭振板(3)的一端与挤压丝锥夹具(1)上的扭振杆(2)相抵，另一端与前述的调整螺杆(6)相抵；一电磁激振器(5)，它被固定安装在扭振板(3)上并带动扭振板(3)同步振动。
2.根据权利要求1所述的基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，其特 征是所述的底座(4)呈U形结构，它的底部通过紧固件与机床溜板(8)相连，在它的两侧边 上均开设有长条形槽孔(11)，固定螺钉穿装该长条形槽孔(11)旋装在固定板(7)侧边的螺 孔中从而将固定板(7)固定在底座(4)上。
3.根据权利要求1所述的基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，其特 征是.所述的固定板(7)上设有安装调整螺杆(6)的凸边(12)。
4.根据权利要求1所述的基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，其 特征是所述的固定板(7)上设有与固定电磁激振器(5)的紧固螺栓尺寸相配的条形凹槽 (13)。
全文摘要
一种基于电磁激振器的大直径内螺纹冷挤压辅助加工装置，其特征是它包括底座(4)，该底座(4)安装在机床溜板(8)上；固定板(7)，该固定板(7)安装在所述的底座(4)上且离机床溜板的高度可调；在所述固定板(7)远离挤压丝锥夹具(1)的一端上安装有调整螺杆(6)；在所述固定板(7)上还至少开设有一条导向槽(9)；扭振板(3)，它通过起导向作用的、穿过固定板(7)上的导向槽(9)的连接螺栓(10)安装在固定板(7)上；扭振板(3)的一端与挤压丝锥夹具(1)上的扭振杆(2)相抵，另一端与前述的调整螺杆(6)相抵和电磁激振器(5)，它被固定安装在扭振板(3)上并带动扭振板(3)同步振动。本发明还具有结构简单，操作灵活，便于实现的优点，有利于提高加工质量，延长刀具使用寿命，降低生产成本。
文档编号B21C23/00GK101823084SQ20101015912
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者左敦稳, 张敏, 梁瑜轩, 王珉, 缪宏, 黎向锋 申请人:南京航空航天大学