线8)单方向高速旋转(如图2所示的A)，同时在直线电机的驱动下沿轴线做往复直线运动(如图2所示的B)。刀具6每旋转一圈，在空间的运动轨迹是固定的封闭空间曲线，其中在切削工件处有一段与工件内螺纹一致的螺旋线。
[0065]工件I(滚珠螺母)绕自身轴线(工件轴线3)单方向慢速旋转(如图2所示的C)，同时沿轴线做单方向直线运动(如图2所示的D)，每旋转一圈，直线运动距离为I个螺距。
[0066]因此，刀具6每旋转一圈，在工件I(滚珠螺母)上切削出一微小段螺旋线。假设工件内螺纹轴向长度有η个螺距，刀具6持续高速旋转和沿轴线往复直线运动，则工件旋转η圈就可完成整个内螺纹切削加工。而工件内螺纹在经过轴线剖切平面上的轮廓形状与刀具6的形状以及切削加工的工艺参数有关。
[0067]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种内螺纹旋风成型方法，其特征在于，该方法按照以下步骤实施:将工件(I)安装在机床的工件驱动轴(4)上，使刀具轴线(8)与工件轴线(3)平行，并且根据螺纹槽底半径Rw和刀具刃顶回转半径Rt设置刀具回转轴线(8)相对工件轴线(3)的偏置距离A，其中A = Rw-Rt; 刀具(6)绕自身轴线单方向高速旋转，转速为1000-3000转/分钟，同时刀具(6)沿轴线做往复直线运动，刀具(6)每旋转一圈，在空间的运动轨迹是固定的封闭空间曲线，其中在切削工件处有一段与工件内螺纹一致的螺旋线； 工件(I)在工件驱动轴(4)上绕自身轴线单方向慢速反向旋转，转速为1-10转/分钟，同时沿轴线做单方向直线运动，工件(I)每旋转一圈，直线运动距离为I个螺距； 刀具(6)每旋转一圈，在工件(I)上切削出一微小段螺旋线;假设工件内螺纹轴向长度有η个螺距，η为正整数，刀具(6)持续高速旋转和沿轴线往复直线运动，则工件旋转η圈就可完成整个内螺纹切削加工。2.—种内螺纹旋风成型装置，该装置安装在机床上，其特征在于，它由刀具装置和驱动装置组成;其中，刀具装置安装在驱动装置上，驱动装置用于驱动刀具装置； 所述刀具装置包括:刀具(6)、刀具头(7)、机壳支撑筒(9)、刀具机壳(10)、滚针轴承(16)、刀具轴(17)、轴承压环(19)、第一锁紧环(20)、法兰结构(22)、第一离合器(23)、第一滚动轴承(24)、轴套(25)、压紧螺母(26)等;其中， 所述刀具头(7)固定在刀具(6)上，刀具(6)—体成型在刀具轴(17)的前端；刀具机壳(10)的前部一体成型有机壳支撑筒(9); 所述刀具轴(17)的前部通过滚针轴承(16)支撑在机壳支撑筒(9)的前端； 所述刀具轴(17)的后部通过滚珠轴承(12)支撑在刀具机壳(10)前端;刀具轴(17)的后部有一台阶，其上具有与压紧螺母(26)相配合的外螺纹;轴套(25)通过压紧螺母(26)压紧滚珠轴承(12)的内圈后侧面;滚珠轴承(12)的外圈装在刀具机壳(10)前端的轴孔中，外圈前侧面靠紧轴孔台阶;轴承压环(19)固定安装在刀具机壳(10)的一个侧面上，用于压紧滚珠轴承(12)的外圈的后侧面;所述轴承压环(19)由上半环(19a)和下半环(19b)组成； 第一离合器(23)的后部有离合爪，用于与旋转运动的驱动装置耦合;第一离合器(23)的前部轴孔的外面为圆锥形并且具有径向弹性，第一锁紧环(20)有一对应的圆锥孔，通过第一锁紧环(20)的圆锥孔锁紧第一离合器(23)的圆锥形，使第一离合器(23)联结在刀具轴(17)的尾部； 所述刀具机壳(10)的后部一体成型有法兰结构(22)，该法兰结构(22)用于与驱动装置相连； 所述驱动装置包括:花键轴套(11)、直线电机动子(12)、直线电机定子(13)、皮带轮(14)、支撑座(15)、第二离合器(27)、刀具驱动轴(28)、连接壳体(29)、第二锁紧环(30)、第一压环(31)、机箱(33)、轴承座(40)、第二滚动轴承(44)、第三滚动轴承(50)、第二压环(52)、直线电机、旋转电机； 所述旋转电机通过皮带驱动皮带轮(14)旋转，同时带动与皮带轮(14)固定联接的花键轴套(II);花键轴套(11)通过第三滚动轴承(50)支撑在轴承座(40)上;第三滚动轴承(50)的内圈用第一压环(31)压紧，第一压环(31)固定联接在花键轴套(11)的前侧端面;第三滚动轴承(50)的外圈用第二压环(52)压紧，第二压环(52)固定联接在轴承座(40)的后侧端面;轴承座(40)的凸缘贴在支撑座(15)的前侧端面，并与支撑座(15)固定联接;支撑座(15)固定联接在机床上;在刀具驱动轴(28)的尾部具有与花键轴套(I I)相配合的花键，该花键结构使刀具驱动轴(28)在旋转电机的驱动下做旋转运动，同时在花键轴套(11)内做往复直线运动； 直线电机定子(13)固定安装在机床上，直线电机动子(12)与机箱(33)固定联接，刀具驱动轴(28)的前部通过第二滚动轴承(44)支撑在连接壳体(29)内；第二滚动轴承(44)的内圈通过前弹簧座(46)的前侧面压紧，前弹簧座(46)固定联接在连接壳体(29)的后侧面;连接壳体(29)固定联接在机箱(33)的前壁上； 第二离合器(27)安装在刀具驱动轴(28)的前端，第二离合器(27)的前部具有离合爪，用于与刀具装置的法兰结构(22)耦合以驱动刀具旋转;第二离合器(27)的后部轴孔的外面为圆锥形并具有径向弹性，第二锁紧环(30)有一对应的圆锥孔，通过第二锁紧环(30)的圆锥孔锁紧第二离合器(27)的圆锥形，使第二离合器(27)联接在刀具驱动轴(28)的前端;连接壳体(29)的前端具有法兰结构，刀具装置的法兰结构(22)与连接壳体(3)上的在法兰结构相连。3.根据权利要求2所述的内螺纹旋风成型装置，其特征在于，所述机壳支撑筒(9)的外圆柱轴线与刀具轴(17)的轴线偏置，使机壳支撑筒(9)各角度的壁厚不一样，切削处的壁厚薄，而对面承受载荷处壁厚厚。4.根据权利要求2所述的内螺纹旋风成型装置，其特征在于，还包括第一弹簧(34)、固定座(35)、固定座支撑(36)、第二弹簧(37)、前弹簧座(46)、后弹簧座(48);其中，所述机箱(33)的前壁的前弹簧座(46)通过第一弹簧(34)与固定座(35)连接，在机箱(33)的后壁的后弹簧座(48)通过第二弹簧(37)与固定座(35)连接，后弹簧座(48)固定联接在机箱(33)的后壁上；固定座(35)穿设在刀具驱动轴(28)上，通过固定座支撑(36)固定联接在机床上。5.根据权利要求2所述的内螺纹旋风成型装置，其特征在于，还包括导向杆(38)、滑块(39);其中，所述导向杆(38)固定联接在机箱(33)的侧面上，滑块(39)固定联接在机床上，滑块(39)沿导向杆(38)滑动。
【专利摘要】本发明公开了一种内螺纹旋风成型方法及装置，属于制造装备技术领域。内螺纹旋风成型装置由刀具装置和驱动装置组成；其中，刀具装置安装在驱动装置上，驱动装置用于驱动刀具装置；工作时刀具轴线与工件轴线平行，并且设置径向偏心距；刀具绕自身轴线单方向高速旋转，同时沿轴线做往复直线运动，刀具每旋转一圈，在空间的运动轨迹是固定的封闭空间曲线；工件绕自身轴线单方向慢速旋转，同时沿轴线做单方向直线运动，每旋转一圈，直线运动距离为1个螺距；本发明可加工工件的轴向长度不受限制，尽管考虑刀具轴刚度等因素，相比传统方法可加工工件的轴向长度仍然显著增大；一次成型内螺纹，效率高；刀具切削工件形成的切屑为碎片状，而不是长带状，有利于排出切屑。
【IPC分类】B23G1/00, B23G1/44
【公开号】CN105643019
【申请号】
【发明人】李凌丰, 翁旭, 吕富珍, 王伟
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月5日