專利名稱：一種用少齒差傳動實現復合運動的振動攻絲機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于螺紋機械加工技術領域，涉及一種采用少齒差傳動實現復合運動的振動攻絲機。
背景技術：
振動攻絲工藝的實驗和研究始于二十世紀六十年代初，由于振動攻絲具有攻絲扭矩小，切屑排出順利，絲錐壽命長，螺紋質量好等一系列優(yōu)點，自該工藝產生以來，吸引了國內外許多切削工作者投入研究，其中最具代表性的是日本的隈部淳一郎，他在上世紀六七十年代就研制出首臺振動攻絲機，此后又采用重疊振動攻絲方法對陶瓷和橡膠等振動攻絲實驗，取得了良好的工藝效果。此外，前蘇聯、印度、波蘭等國在振動攻絲方面也進行了大量實驗研究工作，均獲得了類似的工藝效果。我國關于振動攻絲的研究始于80年代，北京航空航天大學的茍琪、大連理工大學的鮑紹基等人先后采用步進電機振動攻絲的方法，研究了普通材料、難加工材料如鈦合金等的振動攻絲工藝效果，都獲得了攻絲扭矩降低30％左右，切削液潤滑效果改善，螺紋精度提高，刀具壽命延長等效果。雖然，振動攻絲在國內已有一定的研究基礎，但還遠遠不能滿足生產實踐的要求，目前國內外所開發(fā)的振動攻絲機主要的結構形式有三種——步進電機式、兩路運動合成式和行星式，這三種形式的振動攻絲裝置各自特點與不足之處分別為步進電機式結構簡單，運動參數便于調整，缺點是功率較小，需要配置專門的電器控制系統(tǒng)，成本較高；兩路運動合成式通過兩條傳動鏈分別實現所需的低速旋轉和高速旋轉運動，然后再將兩個運動進行合成，最后由輸出機構實現旋轉和扭轉振動復合運動的輸出，這種方法的特點是可實現大速比的復合運動，即低速回轉與高頻扭振的合成，缺點是傳動鏈長，結構復雜，體積大，合成機構裝配和制造結構工藝性差；行星式運動合成機構省略了兩條傳動鏈和合成機構，直接通過行星傳動將自轉和公轉合成到行星輪上，結構復雜性得到大大簡化，但低速回轉與高頻扭振的速比受到很大限制，影響了振動攻絲的工藝效果。在本發(fā)明以前的現有技術中，CN85104259號專利公開了一種三角凸輪振轉主軸箱；CN86106470號專利公開了一種采用兩套轉軸輪系傳動路線的鉆與振鉸主軸箱；CN01240462.4號專利申請公開了一種凸輪連桿式主軸驅動器；上述技術雖然都實現了旋轉與振動的復合運動，但是均為采用一個或兩個動力源通過兩條傳動路線來實現的。這幾種技術的結構不僅笨重，傳動路線復雜，而且結構工藝性差?？梢钥闯鲈趯崿F振動攻絲所需旋轉和扭轉振動復合的運動方式方面還存在許多問題，從而使得振動攻絲產品的開發(fā)受到諸多限制。

發(fā)明內容
針對上述振動攻絲產品開發(fā)中存在的問題，本實用新型的目的在于，提供一種采用少齒差傳動實現低速旋轉和高頻扭轉振動復合運動的振動攻絲機，以作為內螺紋加工的專用設備獨立完成振動攻絲作業(yè)。
現將本實用新型技術解決方案敘述如下本實用新型基于少齒差傳動的振動攻絲機，運用單一動力源，通過一條運動路線將高速旋轉運動輸入到少齒差傳動機構，實現將旋轉運動轉換成低速公轉和高速自轉平面運動兩種運動復合的運動形式，然后再通過偏心槽輪輸出機構，將上述兩種復合運動轉化成旋轉和扭轉振動復合的運動形式輸出。其結構示意圖如圖1、2所示，具有動力源電機30、安裝在立柱32上的工作臺33和主軸箱體24，動力源電機30通過帶傳動與主軸箱體24內偏心輸入元件1相連接；其特征在于偏心輸入元件1下端的偏心軸頸上套有球軸承17，球軸承17外套有與端蓋4固聯在一起的外齒輪16；外齒輪16與內齒輪19相互咬合且下端固定一撥叉銷5；內齒輪19與支撐座20固聯成一體，并固定于機床主軸箱體24；撥叉銷5裝配在槽輪元件23的撥叉槽中且與端蓋4固聯成一體；槽輪元件23通過球軸承22安裝于支撐座20中；四方軸7一端與槽輪元件23固聯，另一端與零件25相接且與零件25的方孔之間為精密滑動配合；零件25固定于主軸12上；主軸12通過滾針軸承13安裝于滑套8中且與滾針軸承13之間為精密滑動配合；彈簧10和彈簧11支撐主軸12浮動于滑套8中；主軸12前端通過帶方孔的構件27、三瓣錐形斜塊15和螺母28完成絲錐29的裝卡。
本實用新型與現有的技術相比具有突出優(yōu)點(1)該產品結構緊湊，重量輕，可方便、快捷地完成內螺紋振動攻絲作業(yè)。(2)振動攻絲特有沖擊效應和熨壓效果，使振動攻絲瞬時切削力峰值低于普通攻絲，振動攻絲切削力均值為普通攻絲的1/3～1/5左右。(3)絲錐特有的往復運動可增強攻絲過程切削液的滲透和潤滑效果，工藝系統(tǒng)在波形化切削力作用下具有剛性化效果，從而提高絲錐壽命，減少絲錐折斷率，改善螺紋加工質量。


圖1本實用新型振動攻絲機總體結構示意圖圖2本實用新型振動攻絲機主軸箱體裝配結構圖其中圖130動力源電機 32立柱 33工作臺 24主軸箱體圖21運動輸入元件 2支撐套 3隔套 4端蓋 5撥叉銷 6隔套 7四方軸 8滑套 9墊 10彈簧 11彈簧 12主軸 13滾針軸承 14尼龍墊 15錐形斜塊 16外齒輪 17球軸承 18隔套 19內齒輪 20支撐座 21隔套 22球軸承 23槽輪元件24機床主軸箱 25方孔構件 26主軸端蓋 27防轉塊 28壓緊螺母 29絲錐構成。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明參見圖1本實用新型振動攻絲機總體結構具有動力源電機30、安裝在立柱32上的工作臺33和主軸箱體24；主軸箱體24內偏心輸入元件1與動力源電機30相連接；機床進行螺紋攻絲作業(yè)時，其工作原理除主軸運動方式不同于普通臺式攻絲機外，其余操作方法與普通攻絲機完全一樣。
參見圖2本實用新型用單一動力源實現復合運動的少齒差傳動振動攻絲機中的1為帶偏心軸頸的運動輸入元件，通過該零件實現將高速旋轉運動輸入到外齒輪16和內齒輪19構成的少齒差傳動機構，所采用的運動輸入方式為三角帶傳動；在少齒差傳動機構中，內齒輪19和支撐座20固聯成一體，并固定于機床主軸箱體24，這樣，轉速為n(rpm)的輸入旋轉運動通過少齒差傳動就轉化成轉速為n/i(rpm)低速公轉和轉速為n(rpm)、回轉半徑為e1的高速旋轉平面運動，且兩個運動被同時復合在外齒輪16上，外齒輪16上任意一點的運動就表現為低速公轉和高速旋轉平面運動相復合的運動軌跡；同時，端蓋4與外齒輪16固聯在一起，而撥叉銷5又與端蓋4固聯成一體，因此，撥叉銷5也具有與外齒輪16同樣的復合運動；構件23為帶撥叉槽的復合運動輸出元件，當撥叉銷5與構件23的撥叉槽按圖2所示關系裝配在一起時，撥叉銷5的低速公轉直接輸出為構件23的低速旋轉，而撥叉銷5的高速旋轉平面運動又可分解成徑向和切向兩個垂直方向的振動，其中徑向振動被釋放掉，不產生輸出，而切向振動被轉換成槽輪元件23的扭轉振動。從而在槽輪元件23上獲得了振動攻絲所需的旋轉和扭振復合運動；槽輪元件23通過球軸承22安裝于支撐座20中，槽輪元件23所具備的上述復合運動，再通過四方軸7傳遞給固定于主軸12上帶方孔的零件25，四方軸7的一端與槽輪元件23固聯，另一端與零件25的方孔是精密滑動配合，這樣振動攻絲機的主軸12就具備了振動攻絲所需的低速旋轉和高頻扭振復合運動；為了實現振動攻絲所需軸向補償，攻絲機的主軸12可在滑套8中上下自由移動，另外還可與原機床一樣，與滑套8一起實現更大行程軸向移動。振動攻絲機的主軸12，其前端通過帶方孔的構件27、三瓣錐形斜塊15和螺母28完成絲錐的裝卡，由于主軸12具備了低速旋轉和高頻扭振復合運動，因此，該攻絲機可很好完成高效的振動攻絲作業(yè)。
權利要求1.一種用少齒差傳動實現復合運動的振動攻絲機，具有動力源電機(30)、安裝在立柱(32)上的工作臺(33)和主軸箱體(24)，動力源電機(30)通過帶傳動與主軸箱體(24)內偏心輸入元件(1)相連接；其特征在于偏心輸入元件(1)下端的偏心軸頸外套有球軸承(17)，外齒輪(16)安裝在球軸承(17)上，并通過彈簧卡圈和端蓋(4)使之軸向定位；外齒輪(16)與內齒輪(19)相互咬合，且與外齒輪(16)固聯的端蓋(4)下端固定一撥叉銷(5)；內齒輪(19)與支撐座(20)固聯成一體，并固定于機床主軸箱體(24)；撥叉銷(5)裝配在槽輪元件(23)的撥叉槽中且與端蓋(4)固聯成一體；槽輪元件(23)通過球軸承(22)安裝于支撐座(20)中；四方軸(7)一端與槽輪元件(23)固聯，另一端與零件(25)滑動聯接；零件(25)固定于主軸(12)上；主軸(12)前端可裝夾絲錐。
2.根據權利要求1所述的用少齒差傳動實現復合運動的振動攻絲機，其特征在于主軸(12)通過滾針軸承(13)安裝于滑套(8)中且與滾針軸承(13)之間為精密滑動配合；彈簧(10)和彈簧(11)支撐主軸(12)浮動于滑套(8)中；主軸(12)前端通過帶方孔的構件(27)、三瓣錐形斜塊(15)和螺母(28)完成絲錐(29)的裝卡。
3.根據權利要求1所述的用少齒差傳動實現復合運動的振動攻絲機，其特征在于四方軸(7)與零件(25)的方孔之間為精密滑動配合。
專利摘要本實用新型涉及一種采用少齒差傳動實現復合運動的振動攻絲機，具有動力源電機、立柱、工作臺、主軸箱體。其特征在于機床的高速旋轉運動通過偏心輸入元件、內齒輪和外齒輪構成的少齒差傳動機構被轉換成低速公轉和高速旋轉平面運動復合的運動；該運動再由端蓋、撥叉銷和帶撥叉槽的構件組成的輸出機構將其轉化成低速旋轉和高頻扭振復合的運動，并通過四方軸將其傳遞給機床主軸，從而實現振動攻絲的功能。本實用新型與現有的技術相比具有結構緊湊，重量輕，完成內螺紋振動攻絲作業(yè)方便快捷，可提高絲錐壽命，改善螺紋加工質量。可廣泛用于內螺紋振動攻絲作業(yè)。
文檔編號B23Q5/00GK2754783SQ20042008650
公開日2006年2月1日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權日2004年12月29日
發(fā)明者鄭建明, 李言 申請人:西安理工大學