一种用于深孔型线槽加工的装置的制作方法

文档序号:14231263阅读:176来源:国知局

本发明属于拉床装置技术领域,具体涉及一种用于深孔型线槽加工的装置。



背景技术:

某些具有深孔(孔长与直径比一般大于5的称为深孔)型线槽特征的零件加工异常困难,常规的轴向较短、直槽等情况还可以采用整体刀拉削,但是如果是大长径比情况或型线槽为螺旋情况通常就只有采用数控深孔螺旋拉削或电解方式加工。另外如果零件本身质量和精度要求不高,产量较大的时候还可以通过铸造方式或压力成型方式制造。

传统内孔壁还有采用拉刀加工的方式进行,拉刀是多齿刀具,后一刀齿比前一刀齿高,其齿形与工件的加工表面形状吻合,进给运动靠后一刀齿的齿升量(前后刀齿高度差)来实现。但这种方式一般都是针对浅孔加工。

但是针对如等壁厚螺杆钻具定子零件类的精度要求高、型线槽为深孔螺旋特征的情况时,往往只有数控深孔螺旋拉床可以满足要求。由于此种零件的槽深较大,造成加工余量大和拉削工艺本身的矛盾突出,直接造成加工时间长,该类零件的加工质量差和效率慢,



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种能针对如等壁厚螺杆钻具定子零件类的精度要求高、型线槽为深孔螺旋特征的情况的深孔型线槽加工的装置,本发明的装置依据已成功实施的深孔螺旋拉削方式发展而来,不但生产率高,且能大大减轻劳动强度,极大的保证此类零件的加工质量和效率。

本发明通过下述技术方案实现:

一种用于深孔型线槽加工的装置,

包括机架本体、横向插入到机架本体内部、且一端与数控深孔螺旋拉床推杆连接的输入轴,输入轴可从数控深孔螺旋拉床推杆传递切削扭矩到竖向插入到机架本体内部的过渡轴和输出轴,输入轴的长度方向轴线与过渡轴和输出轴的长度方向轴线垂直;

其中,所述输入轴采用传动换向装置与过渡轴配合,过渡轴采用传动装置与输出轴配合;

输出轴上设置有长度方向轴线垂直于被加工深孔内壁的刀具,刀具的长度方向轴线与输出轴的长度方向轴线平行,所述机架本体上还安装有与数控深孔螺旋拉床拉杆连接的连接器,连接器可从数控深孔螺旋拉床拉杆获得扭矩和拉力。

本发明的设计原理为:

传统技术中,针对等壁厚螺杆钻具定子零件类的精度要求高、型线槽为深孔螺旋特征的情况的深孔型线槽加工的装置中,其采用的技术原理是:在数控深孔螺旋拉床动力杆上连接一个刀头装置,在刀头装置的圆周面上分别设置多个刀片,操作时,用动力杆旋转并前进驱动,使得刀头装置获得扭矩和拉力,刀头装置要在转速很高的情况下才能完成在定子内壁拉切形成螺旋槽,这种技术存在很多问题,当面对尺寸很长的等壁厚螺杆钻具定子时,由于刀头装置是直接固定在动力杆上,因此要完成上述工作,其动力杆的转速也要求很高,且动力杆的位移距离会非常长,我们在生产过程中发现,当面对定子长径比大于25时,推杆的伸缩长度很大,在高速转动的情况下,推杆的刚性根本无法满足在大长度下高速转动稳定问题,会出现严重的抖动严重,即推杆的径向方向的振幅较大,又由于刀头装置是直接固定在推杆上,因此更会直接对刀头装置产生较重的震荡效果,刀头装置不稳,就造成了加工精度难以保证,因此需要多次加工,且需要每次切削量控制的非常,小造成加工工序多,这就直接导致生产效率很低下。

本发明实质上是一种刀头装置,该结构创造性的提出了过渡部分,有效的减弱共振问题,加工精度能得到显著的改善,且创造性的提出了拉削与铣切结合的方案,解决切削量小的问题,可以减少成型次数,生产效率得到显著的改善。具体的,本发明中的输入轴可从数控深孔螺旋拉床推杆传递切削扭矩,输入轴采用传动换向装置与过渡轴配合,使得过渡轴变向旋转,同时过渡轴与输出轴联动,这样就直接将刀具直接对准孔内壁,形成旋转铣切,在旋转铣切的过程中,同时整个结构可以在连接器从数控深孔螺旋拉床拉杆获得扭矩和拉力的情况下,进行旋转前进的动作,分步进行铣切和拉削。而整个装置中,由于采用过渡轴和传动换向装置,此处的传动换向装置可以形成传动比的改变,在传动换向装置的传动比的调节下,可以不降低刀具转速的情况下,同时可以降低数控深孔螺旋拉床推杆的转速,使得数控深孔螺旋拉床推杆可以在低速的情况下驱动一个高速转动的刀具,数控深孔螺旋拉床推杆的抖动问题由于转速得到降低就可以得到很好的改善,整个刀具可以在平稳的状态下完成工作,而数控深孔螺旋拉床拉杆仅仅是作为推动和旋转作用,因此其转速非常低,抖动几乎不存在,更不会影响刀具。

本发明采用传动换向装置,传动比可以在0.5到3间变换,变更传动比时,只需要更换其他传动比的传动换向装置即可,因此可以控制刀具转速不变的情况下,数控深孔螺旋拉床推杆的转速可以降低3倍,这种情况下,数控深孔螺旋拉床推杆的转速可以降低到几百转,因此抖动问题可以得到显著改善。

优选的,所述传动换向装置包括套设在输入轴插入到机架本体内部一端的主锥齿轮、套设在过渡轴位于机架本体内部部位的从锥齿轮,主锥齿轮与从锥齿轮啮合形成传动换向装置。

优选的,所述传动换向装置为蜗轮蜗杆传动装置,蜗轮蜗杆传动装置包括套设在输入轴插入到机架本体内部一端的螺纹套,套设在过渡轴位于机架本体内部部位的环形齿轮,螺纹套与环形齿轮啮合形成蜗轮蜗杆传动装置。

优选的,所述传动装置包括套设在过渡轴位于机架本体内部部位的主齿轮、套设在输出轴位于机架本体内部部位的从齿轮,主齿轮与从齿轮啮合形成传动装置。

优选的,所述传动装置为链条传动装置,所述链条传动装置设置在过渡轴和输出轴上。

优选的,所述机架本体上还安装有尺寸直径与被加工深孔直径相当的导向环。导向环的作用相当于在被加工深孔内安装了定心装置,用来实现整个装置在深孔加工过程中的稳定。所述导向环内部具有异形孔,方便切屑的排除,

所述输入轴通过输入轴支撑轴承的支撑插入到机架本体内部,输入轴外壁与机架本体内壁形成支撑间隙,在间隙处设置有尾部密封盖,尾部密封盖内壁采用后密封圈与输入轴外壁密封配合。

所述过渡轴的下端部通过过渡轴支撑轴承的支撑插入到机架本体内部,过渡轴的上端部上方设置有轴承座,且过渡轴的上端部通过过渡轴支撑轴承的支撑与轴承座配合安装在轴承座上,所述轴承座开有冷却液口。

所述输出轴通过输出轴支撑轴承的支撑插入到机架本体内部。

所述刀具通过夹持装置固定在输出轴上,所述输出轴为中空管轴,刀具插入到中空管轴内部,且所述夹持装置包括夹套和螺母,所述夹套套设在刀具外壁上,且夹套插入到中空管轴内部并位于刀具外壁与中空管轴内壁之间,所述螺母从刀具上端套进后与中空管轴进行螺纹套接。

尾部密封盖用于调整输入轴支撑轴承间隙和密封,输入轴支撑轴承、过渡轴支撑轴承和输出轴支撑轴承起旋转轴支撑作用,轴承座用于支撑过渡轴支撑轴承和调整冷却液喷射角度,前密封盖用于调整输出轴支撑轴承间隙和密封。尾部密封盖连接有后密封圈;其中:后密封圈4在装置运转过程中起旋转密封作用。

主锥齿轮和从锥齿轮用于刀具转速的增减速调整和转换切削扭矩输入方向。过渡轴、主齿轮与从齿轮也用于传递切削扭矩和调整刀具转速比。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:本发明的用于深孔型线槽加工的装置,较好的适应了深孔型线槽大余量切削效率提高的需求。经试验以及应用验证,本发明的用于深孔型线槽加工的装置不仅满足了型线槽尺寸和精度的要求,且提高了生产率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:

图1是本发明一种用于深孔型线槽加工的装置的侧刨图。

图中,1.机架本体,2.连接器,3.尾部密封盖,4.后密封圈,5.输入轴,6.输入轴支撑轴承,7.主锥齿轮,8.从锥齿轮,9.过渡轴支撑轴承,10.轴承座,11.过渡轴,12.主齿轮,13.从齿轮,14.输出轴支撑轴承,15.输出轴,16.夹套,17.螺母,18.刀具,19.前密封圈,20.前密封盖,21.导向环。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1所示,

一种用于深孔型线槽加工的装置,

包括机架本体1、横向插入到机架本体1内部、且一端与数控深孔螺旋拉床推杆连接的输入轴5,输入轴5可从数控深孔螺旋拉床推杆传递切削扭矩到竖向插入到机架本体1内部的过渡轴11和输出轴15,输入轴5的长度方向轴线与过渡轴11和输出轴15的长度方向轴线垂直;

其中,所述输入轴5采用传动换向装置与过渡轴11配合,过渡轴11采用传动装置与输出轴15配合;

输出轴15上设置有长度方向轴线垂直于被加工深孔内壁的刀具18,刀具的长度方向轴线与输出轴15的长度方向轴线平行,所述机架本体1上还安装有与数控深孔螺旋拉床拉杆连接的连接器2,连接器2可从数控深孔螺旋拉床拉杆获得扭矩和拉力。

本发明的设计原理为:

传统技术中,针对等壁厚螺杆钻具定子零件类的精度要求高、型线槽为深孔螺旋特征的情况的深孔型线槽加工的装置中,其采用的技术原理是:在数控深孔螺旋拉床动力杆上连接一个一个刀头装置,在刀头装置的圆周面上分别设置多个刀片,操作时,用动力杆旋转并前进驱动,使得刀头装置获得扭矩和推力,刀头装置要在转速很高的情况下才能完成强硬的在定子内壁拉切形成螺旋槽,这种技术存在很多问题,当面对尺寸很长的等壁厚螺杆钻具定子时,由于刀头装置是直接固定在动力杆上,因此要完成上述工作,其动力杆的转速也要求很高,且动力杆的位移距离会非常长,我们在生产过程中发现,当面对定子长径比达到25时,推杆的伸缩长度很大,在高速转动的情况下,推杆的刚性根本无法满足在大长度下高速转动稳定问题,会出现严重的抖动严重,即推杆的径向方向的振幅较大,又由于刀头装置是直接固定在推杆上,因此更会直接对刀头装置产生较重的震荡效果,刀头装置不稳,就造成了加工精度难以保证,因此需要多次加工,且需要每次切削量控制的非常,小造成加工工序多,这就直接导致生产效率很低下。

本发明实质上是一种刀头装置,该结构创造性的提出了过渡部分,有效的减弱共振问题,加工精度能得到显著的改善,且创造性的提出了拉削与铣切结合的方案,解决切削量小的问题,可以一次性成型,生产效率得到显著的改善。具体的,本发明中的输入轴5可从数控深孔螺旋拉床推杆切削扭矩,输入轴5采用传动换向装置与过渡轴11配合,使得过渡轴11变向旋转,同时过渡轴11与输出轴15联动,这样就直接将刀具直接对准孔内壁,形成旋转铣切,在旋转铣切的过程中,同时整个结构可以在连接器2从数控深孔螺旋拉床拉杆获得扭矩和拉力的情况下,进行旋转前进的动作,分步进行铣切和拉削。而整个装置中,由于采用过渡轴11和传动换向装置,此处的传动换向装置可以形成传动比的改变,在传动换向装置的传动比的调节下,可以不降低刀具转速的情况下,同时可以降低数控深孔螺旋拉床推杆的转速,使得数控深孔螺旋拉床推杆可以在低速的情况下驱动一个高速转动的刀具,数控深孔螺旋拉床推杆的抖动问题由于转速得到降低就可以得到很好的改善,整个刀具可以在平稳的状态下完成工作,而数控深孔螺旋拉床拉杆仅仅是作为推动和旋转作用,因此其转速非常低,抖动几乎不存在,更不会影响刀具。

本发明采用传动换向装置,传动比可以在0.5到3间变换,变更传动比时,只需要更换其他传动比的传动换向装置即可,因此可以控制刀具转速不变的情况下,数控深孔螺旋拉床推杆的转速可以降低3倍,这种情况下,数控深孔螺旋拉床推杆的转速可以降低到几百转,因此抖动问题可以得到显著改善。

传动换向装置至少以下2种能改变传动比的方案:

第一种:所述传动换向装置包括套设在输入轴插入到机架本体1内部一端的主锥齿轮7、套设在过渡轴11位于机架本体1内部部位的从锥齿轮8,主锥齿轮7与从锥齿轮8啮合形成传动换向装置。

第一种:所述传动换向装置为蜗轮蜗杆传动装置,蜗轮蜗杆传动装置包括套设在输入轴插入到机架本体1内部一端的螺纹套,套设在过渡轴11位于机架本体1内部部位的环形齿轮,螺纹套与环形齿轮啮合形成蜗轮蜗杆传动装置。

优选的,所述传动装置包括套设在过渡轴11位于机架本体1内部部位的主齿轮12、套设在输出轴位于机架本体1内部部位的从齿轮13,主齿轮12与从齿轮13啮合形成传动装置。

优选的,所述传动装置为链条传动装置,所述链条传动装置设置在过渡轴11和输出轴上。

优选的,所述机架本体上还安装有尺寸直径与被加工深孔直径相当的导向环21。导向环21的作用相当于在被加工深孔内安装了定心装置,用来实现整个装置在深孔加工过程中的稳定。所述导向环内部具有异形孔,方便切屑的排除。

所述输入轴通过输入轴支撑轴承6的支撑插入到机架本体内部,输入轴外壁与机架本体内壁形成支撑间隙,在间隙处设置有尾部密封盖3,尾部密封盖3内壁采用后密封圈4与输入轴外壁密封配合。

所述过渡轴的下端部通过过渡轴支撑轴承9的支撑插入到机架本体内部,过渡轴的上端部上方设置有轴承座10,且过渡轴的上端部通过过渡轴支撑轴承9的支撑与轴承座10配合安装在轴承座10上,所述轴承座10开有冷却液口。

所述输出轴通过输出轴支撑轴承14的支撑插入到机架本体内部。

所述刀具通过夹持装置固定在输出轴上,所述输出轴为中空管轴,刀具插入到中空管轴内部,且所述夹持装置包括夹套16和螺母17,所述夹套16套设在刀具外壁上,且夹套16插入到中空管轴内部并位于刀具外壁与中空管轴内壁之间,所述螺母17从刀具上端套进后与中空管轴进行螺纹套接。

尾部密封盖3用于调整输入轴支撑轴承6间隙和密封,输入轴支撑轴承6、过渡轴支撑轴承9和输出轴支撑轴承14起旋转轴支撑作用,轴承座10用于支撑过渡轴支撑轴承9和调整冷却液喷射角度,前密封盖20用于调整输出轴支撑轴承14间隙和密封。尾部密封盖3连接有后密封圈4;其中:后密封圈4在装置运转过程中起旋转密封作用。

主锥齿轮7和从锥齿轮8用于刀具转速的增减速调整和转换切削扭矩输入方向。过渡轴11、主齿轮12与从齿轮13也用于传递切削扭矩和调整刀具转速比。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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