一种微量补偿螺距同步数控刚性攻丝刀柄的制作方法

本实用新型涉及一种微量补偿螺距同步数控刚性攻丝刀柄。

背景技术：

刚性攻丝原理：在主轴上加装了位置编码器，把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环，同时与Z轴进给建立同步关系，这样就严格保证了主轴旋转角度和Z轴进给尺寸的线性比例关系。因为有了这种同步关系，即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z轴移动的位置变化也不影响加工精度，因为主轴转角与Z轴进给是同步的，在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化，则另一方也会相应变化，并永远维持线性比例关系。刚性攻丝功能被广泛应用于内螺纹攻丝加工，当前主要使用弹簧筒夹、专用丝攻夹头等刚性夹持刀柄，夹持丝锥进行刚性攻丝，丝锥与机床主轴连接后轴向间隙为零，具有很强的刚性连接。

如上所叙述，此加工方式对数控机床、丝锥、夹持刀柄等都有很高的要求，主要原因有以下几点：

1、数控机床软体系统误差。机床制造商在生产机床时，严格线性轴的精度控制，对动力主轴只作定位控制。另外，数控机床主轴旋转定位精度由编码器分辨率控制，(编码器分辨率是指编码器轴转一圈所输出的位置数，即脉冲量。)编码器分辨率越低，主轴分度精度低。编码器分辨率越高，主轴分度精度高。现在通过普通数控机床为例：主轴旋转360度是由256个脉冲量控制，相当每脉冲量控制圆度角度1.4度。在刚性攻丝过程中，理论上存在1.4度的控制不确定。以2.0mm螺距为例，可能存在7.8μm轴向误差，致使丝锥产生较大轴向力，加速丝锥磨损。

2、数控机床制造硬件误差。机床制造商在生产机床时，旋转动力主轴常采用同步带 式或直接式动力输出，主轴刀具的响应迅速，滞后时间为零。机床的轴向运动是采用滚珠丝杆控制，其滚珠丝杆轴向间隙精度，直接影响机床各运动轴的反向运动响应时间。刚性攻丝的过程包括5步，即(1)主轴定位(2)主轴正转(3)Z轴进给(4)主轴与Z轴停止(5)主轴与Z轴同步作反向运动。其中第(5)步时，Z轴运动存在反向运力间隙，虽然系统制造商提供了位置运动轴向间隙补偿，但是反向间隙永远存在。这里有两点原因：1、系统轴向间隙补偿值是通过人为量测值，进行输入，存在人为量测误差。2、机床使用后，随时间的积累，滚珠丝杆机械磨损，间隙加大。综上，机床运动轴永远存在反向运动间隙，致使丝锥产生较大轴向力，加速丝锥磨损。

3、螺纹丝锥制造误差。工具厂在制造丝锥时，依据GB/T968-2007丝锥螺纹公差标准，以2.0mm螺距为例，在测量长度7度时，允许丝锥螺距误差值±10цm。此误差值会导致加工螺纹孔时，螺距与主轴进给不同步，对丝锥产生较大轴向力，加速丝锥磨损。

4、丝锥使用时误差。丝锥在进行攻丝过程中，产生大量机械热能，热胀原量，丝锥长度发生改变。丝锥长度的改变，导致螺距产生误差，丝锥产生较大轴向力，加速丝锥磨损。

如上，本专利针对上述问题，提供出一种新型微量补偿同步数控刚性攻丝刀柄。

技术实现要素：

由于现有技术存在着上述问题，本实用新型提出一种微量补偿螺距同步数控刚性攻丝刀柄，其能有效的解决现有技术中存在的问题，

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

一种微量补偿螺距同步数控刚性攻丝刀柄，包括：刀柄本体，其中部设有一芯轴孔，所述刀柄本体内于所述芯轴孔外侧设有多个钢珠导轨槽；芯轴，其设于所述芯轴孔内，所述芯轴的中间设有向外凸起的台阶面，且该芯轴前端内形成容置孔，所述台阶面与所述刀柄本体的前端面形成第二微量补偿间隙，所述芯轴上设有多个对应于所述钢珠导轨槽的钢 珠槽；多个钢珠，其分别一一对应设于所述钢珠导轨槽内，且所述钢珠同时还固定于所述对应的钢珠槽内；阻尼弹性圈，其设于所述芯轴内；塞打螺丝连接件，其径向穿过所述刀柄本体、芯轴和阻尼弹性圈，并固定于所述刀柄本体上，将所述刀柄本体、芯轴和阻尼弹性圈锁紧，所述芯轴与所述塞打螺丝连接件之间形成第一微量补偿间隙；丝锥筒夹，其设于所述容置孔内，该丝锥筒夹连接有一丝锥，且所述丝锥筒夹上设有一丝锥筒夹方榫；锁箍压帽，其结合于所述芯轴的前端，通过所述锁箍压帽将所述丝锥固定于所述丝锥筒夹上。

较佳的是，所述第一微量补偿间隙为0.35±0.1mm。

较佳的是，所述第二微量补偿间隙为0.5±0.1mm。

较佳的是，还包括一防尘圈，所述防尘圈覆盖于所述刀柄本体和所述芯轴上并遮蔽住所述刀柄本体与所述芯轴的交接处。

较佳的是，所述钢珠使用圆周三等份安装于所述钢珠槽和所述钢珠导轨槽内，即将所述钢珠的圆周分为三等份，其中两等份位于所述钢珠导轨槽内，另一等份位于所述钢珠槽内。

较佳的是，所述阻尼弹性圈为两等份对称的设于所述芯轴内，所述塞打螺丝连接件依次穿过所述两等份对称设置的阻尼弹性圈。

较佳的是，所述芯轴与所述阻尼弹性圈的外径过盈连接，所述塞打螺丝连接件与所述阻尼弹性圈的内径过盈连接。

较佳的是，所述芯轴上设有一偏心内冷却水孔。

较佳的是，所述芯轴的外径上设有防水O型圈。

较佳的是，所述刀柄本体位于所述防尘圈下设有一防水O型圈。

由于采用了上述技术手段，本实用新型的微量补偿螺距同步数控刚性攻丝刀柄通过第一微量补偿间隙和第二微量补偿间隙等结构极大的减小了现有技术中存在的各误差，能 够满足刚性攻丝过程中的高要求。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的轴向剖视图；

图2为图1A-A方向剖视图；

图3为图1I-I的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，详细描述本实用新型。

参见图1至图3所示，图1为本实用新型的一实施例的轴向剖视图；图2为图1A-A方向剖视图；图3为图1I-I的局部剖视图。

本实施例中，刀柄本体1中部设有一芯轴孔3，所述刀柄本体1内于所述芯轴孔外侧设有3个钢珠导轨槽13，如图2所示。芯轴2设于芯轴孔3内，且芯轴2上设有3个钢珠槽，每—钢珠槽对应一钢珠导轨槽13。刀柄本体1与芯轴2的扭矩输出是通过钢珠导轨槽13与钢珠10实现。将钢珠10—部分位于钢珠导轨槽13中，另一部分位于芯轴2的钢珠槽中。这样就形成一套有效的可轴向位移的扭矩传输机构。为了扭矩传输机构稳定，且定心，使用了圆周三等份钢珠安装，即将所述钢珠10的圆周分为三等份，其中两等份位于所述钢珠导轨槽内，另一等份位于所述钢珠槽内。

刀柄本体1将芯轴2安装于芯轴孔3中，阻尼弹性圈11放置芯轴2中，塞打螺丝连接件4径向穿过刀柄本体1、芯轴2和阻尼弹性圈11并锁紧，塞打螺丝连接件4与刀柄本体1锁紧牢固，不可松动。芯轴2和阻尼弹性圈11外径作过盈连接。塞打螺丝连接件4通过阻尼弹性圈11内径过盈连接，且阻尼弹性圈11作两等份对称安装，使阻尼弹性圈11永远处于作机械功中，有弹性缓冲伸缩功能。塞打螺丝连接件4在穿过芯轴2径向中心，所述芯轴与所述塞打螺丝连接件之间形成第一微量补偿间隙，如图3所示，第一微量 补偿间隙12的值为0.35±0.1mm。为了解决误差，通过刀柄本体1前端面与芯轴2台阶端面之间形成第二微量补偿间隙14，且第二微量补偿间隙14的值为0.5±0.1mm。

芯轴2的前端装有锥形丝锥筒夹6，在丝锥筒夹6上有丝锥筒夹方榫15，连接丝锥8，通过锁固压帽7的下压锁紧，可以有效的将丝锥8连接在芯轴2上。

攻丝过程中的内部冷却，刀柄本体1作通孔制造，在芯轴2上钻偏心内冷却水孔16，并且在芯轴2外径加装防水O型圈，与芯轴孔3密封防水。冷却液经过丝锥筒夹6对丝锥8进行中心内冷时，防水O型圈可起到微量补偿同步机构的防潮、防锈作用。

微量补偿同步机构的防尘是通过防尘圈5从外部起防护作用。防尘圈5一部分安装在刀柄本体上，别一部分安装在芯轴2上，且都安装防水O型圈。

应理解，这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。