專利名稱:普通車床自動高速車螺紋裝置的制作方法
現(xiàn)有的普通車床如C620車床，在工件上切制螺紋時，車刀的縱向運動是由絲杠直接驅(qū)動的，其橫向運動由操作者手動控制。這種方法效率低，螺紋加工精度不高。當(dāng)工件具有端面臺階且要求脫扣小的螺紋時，為保證及時退刀使操作者精神十分緊張，為保證安全，常常采用很低的主軸轉(zhuǎn)速，不但生產(chǎn)效率低，零件的精度也很難保證。
美國專利3192806敘述了一種可用于車床的自動螺紋車削裝置，其缺點是，第一，普通車床安裝這種裝置后，對原有功能損害過大，實際上成為一種車螺紋專用機床，失去了通用性。第二，這個裝置在原車床小刀架位置增加兩套滑軌和三個凸輪，裝置復(fù)雜，由于空間限制，驅(qū)動凸輪的外形尺寸不能太大，因此該裝置不能切制長螺紋。
本實用新型的目的是提供一種適用于普通車床的自動高速車螺紋裝置，安裝上該裝置后，絲毫不影響原車床功能的發(fā)揮，既保留原車床的全部功能，使之既能自動車螺紋，又能隨時轉(zhuǎn)為手動車削，增加了車床的適用性。
本實用新型的技術(shù)解決方案是，在普通車床已有的卡盤、車床拖板、絲杠的基礎(chǔ)上，另外安裝一套推動拖板沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的機構(gòu)，實現(xiàn)刀具的縱向進(jìn)給和返回，其中有一個推動車床拖板向卡盤方向運動的凸輪機構(gòu)，還有個推動車床拖板向尾架方向運動的返回機構(gòu)，以上兩個機構(gòu)與車床拖板之間并沒有機械的硬性連接，因而拖板可以在兩機構(gòu)之間以手動操作方式運動。在車床拖板上的小刀架滑板上，有一個驅(qū)動刀具橫向往復(fù)運動并多次定位的橫進(jìn)機構(gòu)，該機構(gòu)包含自動進(jìn)給驅(qū)動機構(gòu)和定位機構(gòu)，可以自動完成在螺紋切削過程中刀具的多次進(jìn)刀和定位。橫進(jìn)機構(gòu)以后刀架的形式固定在車床小刀架滑板上，搖小刀架手柄可以使該機構(gòu)橫向運動，同時該機構(gòu)毫不妨礙車床小刀架的正常使用。在切制螺紋過程中，刀具的橫向運動必須與縱向運動相互協(xié)調(diào)，當(dāng)一個螺紋要分若干刀切制時更需要準(zhǔn)確地配合，為此有一個由程序電路控制的液壓系統(tǒng)控制上述的凸輪機構(gòu)，返回機構(gòu)和橫進(jìn)機構(gòu)協(xié)調(diào)工作。
本實用新型的優(yōu)點是1、在保留原車床全部手動功能的前提下，使車床具備自動車制螺紋的能力，擴大了車床的功能，提高了工效。
2、橫進(jìn)機構(gòu)由液壓驅(qū)動，驅(qū)動力大，可以進(jìn)行大吃刀量加工。
3、由于車制螺紋時，縱向進(jìn)刀不是直接由絲杠驅(qū)動，因此對于絲杠精度下降的舊車床，使用本裝置后仍能車出高精度的螺紋，試驗證明，使用本裝置能穩(wěn)定地高速車制二級精度的螺紋。
4、螺紋車制到根部時能可靠地脫扣退刀，絕對安全，因而可采用600轉(zhuǎn)以上的轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速切削。由于有足夠的空間容納凸輪機構(gòu)，因此可以切制長螺紋。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實用新型的詳細(xì)內(nèi)容圖1是本實用新型在車床上安裝示意圖。
圖2是凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是端面凸輪工作表面沿圓周展開圖。
圖4是橫進(jìn)機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4沿1－Ⅰ截面剖面圖。
參見圖1，本實用新型可以安裝在帶有卡盤(1)、拖板(2)、絲杠(3)的任何普通車床上，凸輪機構(gòu)(4)固定在床身導(dǎo)軌的適當(dāng)位置，它與返回機構(gòu)(6)分別位于拖板(2)的兩側(cè)，形成驅(qū)動拖板沿導(dǎo)軌運動的縱向運動機構(gòu)。返回機構(gòu)(6)的任務(wù)是實現(xiàn)快速退刀，在本實用新型中采用油缸結(jié)構(gòu)，固定在床身靠床頭的一端，油缸活塞可以推動拖板向車床尾架方向運動，實現(xiàn)刀具的快速退回。凸輪機構(gòu)(4)是進(jìn)刀驅(qū)動機構(gòu)，為了保證工件所要求的螺距，凸輪機構(gòu)(4)推動拖板(2)運動時的速度必須與卡盤的轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。圖2給出了凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，由圖可見，它包括一個固定在心軸(12)上的端面凸輪(5)，一個離合器，一對傳動齒輪(13)(14)和包容以上構(gòu)件的殼體(15)，兩個傳動齒輪中有一個齒輪(14)通過滑鍵與絲杠(3)連接，另一個與離合器連接，當(dāng)離合器嚙合時，絲杠(3)帶動傳動齒輪(13)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過離合器驅(qū)動心軸(12)轉(zhuǎn)動，固定在心軸上的端面凸輪(5)就獲得與卡盤轉(zhuǎn)速有一定對應(yīng)關(guān)系的轉(zhuǎn)速。凸輪機構(gòu)位于車床拖板與尾部之間的床身上，其殼體用螺栓與床身固定。為了使加工不同零件時便于靈活調(diào)整刀具位置，凸輪機構(gòu)可以沿導(dǎo)軌方向調(diào)整位置并保持選定的位置，這時需要在絲杠上沿軸向開一個滑鍵槽，以便于傳動齒輪(14)跟隨凸輪機構(gòu)變換位置。在切制螺紋時，凸輪機構(gòu)固定在選定的位置上，拖板的縱向運動是由于端面凸輪(5)的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的。端面凸輪(5)由一個圓形的底盤和環(huán)繞底盤的工作面構(gòu)成，其工作面沿圓周展開后相對底盤平面形成升弧段(16)，降弧段(17)和平面段(18)(參見圖3)，底盤上有固定用的通孔和鍵槽。本實用新型中，端面凸輪0°～270°為升弧段，270°～300°為降弧段，300°～360°為平面段。端面凸輪轉(zhuǎn)動時，通過一個頂桿(9)在升弧段推動拖板向卡盤方向運動，頂桿(9)的一端固定在拖板(2)朝向端面凸輪的一側(cè)，另一端始終位于端面凸輪工作面的范圍內(nèi)。升弧段的總高度就是推動拖板運動的總長度。當(dāng)端面凸輪旋轉(zhuǎn)使升弧段最高點脫離頂桿(9)后，拖板就絕不會繼續(xù)向前運動，從而保證可靠退刀。為了使本實用新型不影響原機床功能，在不使用凸輪機構(gòu)時就要與絲杠脫離傳動關(guān)系，這個任務(wù)由凸輪機構(gòu)中的離合器完成。它包括兩個牙嵌式結(jié)合子(19)、(20)、復(fù)位彈簧(21)和驅(qū)動油缸(22)，結(jié)合子(19)固定在傳動齒輪(13)上，事實上可以將它們制成一體，另一個結(jié)合子(20)通過花鍵(23)與心軸(12)嚙合，在油缸(22)和復(fù)位簧(21)的作用下，結(jié)合子(20)可以沿心軸(12)移動實現(xiàn)離合器的開合動作。使用本實用新型切制螺紋時，刀具的縱向運動精度只與端面凸輪的制造精度有關(guān)，而與絲杠磨損間隙無關(guān)，絲杠此時僅保證端面凸輪與卡盤轉(zhuǎn)速有固定的對應(yīng)關(guān)系，因而絲杠失去精度的舊車床使用本實用新型仍能加工出高精度的螺紋。這是本實用新型的突出優(yōu)點之一。
切制螺紋時除了刀具的縱向運動以外，還要解決刀具的橫向進(jìn)刀問題。本實用新型的橫進(jìn)機構(gòu)包括一個帶滑軌的基座(24)和一個固定刀具(7)的滑板(25)參見圖4和圖5，有一個由進(jìn)給油缸(26)、齒輪(27)、齒條(28)組成的滑板驅(qū)動機構(gòu)，油缸(26)固定在基座(24)上，齒條(28)固定在滑板(25)上，油缸(26)正向或反向充油時，驅(qū)動滑板(25)完成進(jìn)刀或退刀運動?；宥啻味ㄎ粰C構(gòu)由定位凸輪(29)、定位銷(30)、凸輪軸(31)、分度裝置和分度油缸(32)組成，定位凸輪(29)被固定在凸輪軸上，位于基座(24)中部的空腔內(nèi)，定位銷(30)固定在滑板端部的支板(33)上，分度裝置由一個套在凸輪軸(31)上的帶有傳動齒輪(34)的內(nèi)棘輪(35)和一個固定在凸輪軸(31)上的棘爪(36)組成，傳動齒輪(34)與分度油缸活塞桿上的齒條嚙合。分度裝置在分度油缸驅(qū)動下，使定位凸輪上選定的工作面依次朝向定位銷，當(dāng)橫向進(jìn)刀時，定位銷靠緊定位凸輪的工作面使刀具精確定位。當(dāng)?shù)毒咄瓿梢淮慰v向進(jìn)刀后，固定在基座(24)上的分度油缸(32)推動內(nèi)棘輪(35)旋轉(zhuǎn)，通過棘爪(36)使凸輪軸(31)轉(zhuǎn)一個預(yù)定的角度，使固定在該軸上的分度凸輪(29)跟著轉(zhuǎn)過相同的角度，朝向定位銷的工作面發(fā)生變化，不同的工作面有不同的偏心距，其偏心距之差就是刀具的橫向吃刀深度。根據(jù)被切削螺紋所需的切削次數(shù)，確定凸輪上工作面的數(shù)目，根據(jù)每次切削的吃刀量確定凸輪每個工作面的偏心距。對于不同螺距的螺紋可以預(yù)先制備不同的定位凸輪，即可以方便地?fù)Q用。本實用新型中凸輪軸上可以同時固定多個定位凸輪，以滿足不同螺距螺紋的需要。整個橫進(jìn)機構(gòu)固定在車床小刀架滑板上，可以通過手柄手動改變橫進(jìn)機構(gòu)的位置，使對刀十分方便，特別在刀具磨損后可以方便地進(jìn)行手動補償。同時該機構(gòu)與車床小刀架互不干擾，絲毫不影響原車床的功能。
刀具橫向進(jìn)給與縱向進(jìn)給在多次切削時必須精確地配合，本實用新型通過一個程序電路控制的液壓系統(tǒng)控制凸輪機構(gòu)、返回機構(gòu)和橫進(jìn)機構(gòu)協(xié)調(diào)工作。由行程開關(guān)給出縱向和橫向進(jìn)刀、退刀信號，送入程序控制器，該控制器可以由單板機制作，控制器通過繼電器控制液壓電磁閥進(jìn)而控制凸輪機構(gòu)中的油缸(22)、返回油缸(6)、橫向進(jìn)刀油缸(26)和分度油缸(32)的工作，使其按照規(guī)定的程序動作。在每次進(jìn)刀切削循環(huán)完成之后，控制器記憶已完成的進(jìn)刀次數(shù)并自動轉(zhuǎn)入下一進(jìn)刀循環(huán)，當(dāng)預(yù)定的進(jìn)刀次數(shù)全部完成后，發(fā)出停止信號，從而實現(xiàn)切削螺紋全部過程自動化?？刂破靼惭b在一個電器柜(11)中。液壓源(10)提供需要的油壓。
本實用新型的使用方法是，根據(jù)工件螺紋螺距確定所使用的定位凸輪和切削次數(shù)，輸入控制器，調(diào)整車床齒輪箱手柄使絲杠轉(zhuǎn)速與卡盤相適應(yīng)，將凸輪機構(gòu)固定在床身的適當(dāng)位置以便使縱進(jìn)刀的距離滿足螺紋長度的要求，之后手動對刀使橫進(jìn)機構(gòu)位于恰當(dāng)?shù)某跏嘉恢?，之后啟動機床即可完成自動車削螺紋。使用本實用新型改裝的舊車床，可以穩(wěn)定地高速自動車制2級精度的螺紋。
權(quán)利要求
1.一種安裝于車床的自動車螺紋裝置，其特征在于，(1)有一個推動車床拖板向卡盤方向運動的凸輪機構(gòu)，包括一個固定在心軸上的端面凸輪、一個離合器、一對傳動齒輪和殼體，其中一個傳動齒輪通過滑鍵與絲杠連接，另一個與離合器連接，端面凸輪通過絲杠可以獲得與卡盤轉(zhuǎn)速有一定對應(yīng)關(guān)系的轉(zhuǎn)速，凸輪機構(gòu)位于車床拖板與尾部之間的床身上；(2)有一個推動車床拖板向尾架方向運動的返回機構(gòu)，返回機構(gòu)是一個固定在床身上的油缸；(3)有一個驅(qū)動刀具橫向往復(fù)運動并多次定位的橫進(jìn)機構(gòu)，包括一個帶滑軌的基座和一個固定刀具的滑板，(a)有一個由進(jìn)給油缸、齒輪、齒條組成的滑板驅(qū)動機構(gòu)，油缸固定在基座上，齒條固定在滑板上，(b)有一個由定位凸輪、定位銷、凸輪軸、分度裝置和分度油缸組成的滑板多次定位機構(gòu)，定位凸輪被固定在凸輪軸上，位于基座中部的空腔內(nèi)，定位銷固定在滑板端部的支板上，分度裝置在分度油缸驅(qū)動下使定位凸輪上選定的工作面依次朝向定位銷，分度油缸固定在基座上；(4)有一個由程序電路控制的液壓系統(tǒng)控制凸輪機構(gòu)，返回機構(gòu)和橫進(jìn)機構(gòu)協(xié)調(diào)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的車螺紋裝置，其特征在于，端面凸輪由圓形底盤和環(huán)繞底盤的工作面構(gòu)成，其工作面沿圓周展開相對底盤平面形成升弧段，降弧段和平面段。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的車螺紋裝置，其特征在于，凸輪機構(gòu)中的離合器由兩個牙嵌式結(jié)合子，復(fù)位彈簧和驅(qū)動油缸組成，一個結(jié)合子固定在心軸上的傳動齒輪上，另一個結(jié)合子，通過花鍵與心軸嚙合并可沿軸向移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的車螺紋裝置，其特征在于，分度裝置由一個套在凸輪軸上的帶有傳動齒輪的內(nèi)棘輪和固定在凸輪軸上的棘爪組成，傳動齒輪與分度油缸活塞桿上的齒條嚙合。
專利摘要
一種安裝在普通車床上的自動高速車螺紋裝置，由一個凸輪機構(gòu)和返回機構(gòu)推動拖板運動實現(xiàn)刀具的縱向進(jìn)給，由一個橫向進(jìn)給和多次定位機構(gòu)實現(xiàn)刀具的橫向進(jìn)給，由電氣控制的液壓系統(tǒng)實現(xiàn)程序控制。本實用新型能使普通車床具備自動加工螺紋的能力，可以穩(wěn)定地車削2級精度的螺紋，同時保留原車床的全部手動操作功能，絲毫不影響原機床性能的發(fā)揮，因而擴大了適應(yīng)性，提高生產(chǎn)率。非常適于對舊車床的改造工作。
文檔編號B23G3/02GK87205705SQ87205705
公開日1988年3月30日 申請日期1987年4月1日
發(fā)明者陳永明 申請人:成都航空工業(yè)學(xué)校導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan