專利名稱:加工螺紋孔的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明涉及加工螺紋孔的方法和裝置，它僅使用一個刀具在工件上鉆孔，鉆孔后使該刀具在孔中移動，從而在孔壁上銑制出螺紋，然后把刀具從孔中抽出。
本申請是申請?zhí)枮?39045、申請日為1986年3月16日的美國專利申請的部分繼續(xù)申請。
通常加工螺紋孔的方法是，首先用鉆頭或類似刀具在工件上鉆孔然后從孔中抽出鉆頭，再用絲錐攻絲，在孔壁上獲得螺紋?？梢允褂寐菁y銑削鉆孔刀具來代替絲錐。螺紋銑削僅在用于加工大直徑孔(例如5/8或3/4吋)時可獲得滿意的效果，而加工小孔時速度太慢。美國專利第2813280號公開了一種將鉆孔與攻絲相結(jié)合的方法，但是至今尚未發(fā)現(xiàn)它在商業(yè)上是否獲得成功。
使用一種刀具代替單獨的鉆孔和攻絲或銑削刀具來完成整個加工過程將可以大大地降低生產(chǎn)成本，因為這樣可以使工件在從一個加工工序換至另一加工工序時避免使其改變位置，或者可以避免使用帶有這種單獨裝置的機床，即，能將鉆孔和攻絲或銑削刀具依次移入工作位置的裝置。美國專利3334366號公開了一種機床，它能卡住鉆頭或絲錐的主軸，但是在將絲錐安裝在主軸上之前必須卸下鉆頭。
本發(fā)明提供了一種用于在工件上鉆孔，并隨后在孔壁上銑削螺紋的刀具這樣，可以大大地節(jié)省生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)成本。用于完成上述職能的刀具在此被稱為螺紋銑削鉆孔刀具，它包括一個細長的鉆桿，鉆桿的一端是鉆尖或鉆頭切削刃，在側(cè)面具有螺紋銑削刃面。操作時刀具轉(zhuǎn)動并作軸向移動，使鉆尖鉆入工件，這樣在工件上就加工出了一個孔。隨后，使刀具的轉(zhuǎn)軸向橫向移動，其移動距離至少等于將要加工螺紋的齒高，使得螺紋銑削刃面與孔壁相接觸，這樣，銑削刃面即可進行螺紋銑削了。隨后，刀具軸線沿孔壁軌跡轉(zhuǎn)動360度，同時刀具同步地沿軸向移動一個螺距的距離。這樣就可在孔壁上銑削螺紋。隨后將轉(zhuǎn)軸移回至孔心處，再從孔中抽出刀具。
在優(yōu)先選用的實施方案中，刀具以高速轉(zhuǎn)動，即超過15，000轉(zhuǎn)/分，最好是以30，000轉(zhuǎn)/分級速度轉(zhuǎn)動。鉆尖和螺紋銑削刃面可由各種材料制成。例如，當工件是由環(huán)氧樹脂或類似材料與卡夫拉
(KEVLAR)，玻璃纖維、碳纖維或類似材料粘合成的復合材料制成時，鉆尖或銑削刃面最好是由金鋼石或多晶立方氮化硼制成。當工件是鋼鐵材料時，可以使用陶瓷刃面;而當工件是鑄鐵時，可以使用氮化硅或碳化硅的刃面。
螺紋銑削鉆孔刀具安裝在一個由高速主軸所帶的卡盤上，主軸是用來接近和離開工件而作軸向移動、橫向位移和沿軌道運動的，從而完成螺紋銑削。在生產(chǎn)情況下，主軸最好是鉆床里螺紋銑削鉆孔主軸箱的一部分。所述鉆床用于移動所述主軸箱，使之能夠分別在一系列已排好的工件上鉆孔和銑削螺紋。被螺紋銑削鉆孔主軸箱帶動的卡盤最好是在計算機控制下移動。
在加工螺紋孔的過程中，需要同時清洗工件的孔，及時除去切削廢料，使之不會堵塞該孔，妨礙刀具的工作。為此目的，將流體引入孔中，使廢料沿刀具的軸向排出該孔。在所公開的實施方案中，螺紋銑削鉆孔刀具上帶有流體通道，以便在一定壓力下將流體輸送至切削面附近的孔里，流體從孔中流出時即帶走了切削廢料。刀具上可以裝有渦輪葉片，葉片的安裝位置是在刀具周圍緊緊覆蓋在孔口上，用于在孔口處形成局部真空，以便引入壓力流體和從孔中排出切削廢料。
圖1是本發(fā)明實施方案中用于加工螺紋孔的主軸箱的縱剖簡圖，它表示一種螺紋銑削鉆孔刀具，在刀具下方有工件，工件上有使用本發(fā)明裝置加工的螺紋孔;
圖2是沿圖1中2-2線的橫剖圖;
圖3是正在工件上鉆孔時的螺紋銑削鉆孔刀具的縱剖圖;
圖4展示螺紋銑削鉆孔刀具稍稍離開孔底，準備銑削螺紋;
圖5表示圖3和圖4所示的螺紋銑削鉆孔刀具橫向位移了一個齒高的距離，準備銑削螺紋;
圖6表示圖3和圖4所示的螺紋銑削鉆孔刀具正在銑削螺紋;
圖7是可用于螺紋孔加工方法的螺紋銑削鉆孔刀具的側(cè)視圖;
圖8是沿圖7的8-8線的橫剖圖;
圖9是圖7所示的螺紋銑削鉆孔刀具的端視圖，它是沿圖7中箭頭9方向觀察鉆尖得到的;
圖10和11分別是圖7所示螺紋銑削鉆孔刀具的螺紋銑削刃面的局部放大圖，它們是圖7中10和11區(qū)域的放大圖;
圖12是一種帶有流體通道的螺紋銑削鉆孔刀具的側(cè)視圖，壓力流體從其通道注入孔中，從孔中帶走切削廢料;
圖13是圖12所示螺紋銑削鉆孔刀具頂部的端視圖;
圖14是圖12所示的螺紋銑削鉆孔刀具底部的端視圖;
圖15是沿圖13中15-15線的剖視圖;
圖16～21表示使用圖12所示刀具加工螺紋孔時的步驟。
如圖1所示，由刀具24在工件22上加工出螺紋孔20，在此將其稱之為螺紋銑削鉆孔。上述刀具被安裝在用于加工螺紋孔的主軸箱26上。主軸箱26具有下列功能(1)使刀具以高速轉(zhuǎn)動，例如15，000轉(zhuǎn)/分或更高;
(2)使刀具沿軸向朝工件22移動，以便在工件上鉆孔;
(3)使刀具轉(zhuǎn)軸的中心向橫向移動，其距離是將要加工螺紋的齒高;
(4)使刀具24沿軌道轉(zhuǎn)動360度，而同時還將其沿軸向移動一個螺距的距離，從而在工件孔壁上銑削出螺紋;
(5)使刀具轉(zhuǎn)動中心移回孔心處，并從孔中抽出刀具。
高速主軸30上帶有卡盤28，刀具24卡在卡盤上，這樣，用于加工螺紋孔的主軸箱26所帶的刀具24就有可能進行上述的移動。這種主軸是由弗特納機加工工具有限公司(Fortuna Werke Maschinenfabrik GmbH)制造的，由威斯康星州、杰弗頓市、畢氏大街624號的拉塞爾T。吉爾曼有限公司(Russell T.Gilman，lnc，624 Beech Stseet，Gcofton，WI.)在美國銷售。其他的主軸生產(chǎn)廠家為佛蒙特、斯普林菲爾德市的布賴思特磨具公司(Bryant Grinden Corporation，Spsingfield，VT);
威斯康星州、菜辛市、蘭河大街3715號的精密儀器公司(The precise Cospsoation，3715 Blue Riues Ave，Racine，WI.)。
主軸帶動卡盤和刀具24，刀具如圖1所示是從主軸箱26的端部伸出。主軸的轉(zhuǎn)速至少應是15，000轉(zhuǎn)/分，最好是在30000轉(zhuǎn)/分左右。
支承主軸的結(jié)構(gòu)可有各種不同的布局，在此示意性地給出了一種布局，它能夠完成所需要的運動。對于熟知本領(lǐng)域的人來說，也會做出其它布局。在示意性給出的布局中，用于加工螺紋孔的主軸箱26包括有殼體32，殼體中裝有主軸30。該主軸是由一個具有柱形表面35的外軌道環(huán)34帶動，柱形表面35由殼體32的內(nèi)柱形面38支承。如圖2所示，外軌道環(huán)具有一個偏心于外柱形面36的內(nèi)柱形面40。裝在外軌道環(huán)上的環(huán)形齒輪42與一個小齒輪44相嚙合。位置控制電機46裝在殼體32上，小齒輪44裝在電機的驅(qū)動軸上，電機能帶動外軌道環(huán)34按要求進行順時針轉(zhuǎn)動或逆時針轉(zhuǎn)動。位置控制電機46可以適用型號為P-530的電機，它是由美國賓夕法尼亞州、威螺弗杰市、艾森豪威爾大街2550號的波特斯卡爾公司(Portescap U.S，2550 Eisenhowes Avenue Valley Forge，PA)制造的。在電機和環(huán)34之間，也可以使用同步型皮帶傳動裝置來代替嚙合齒輪42和44。
在軌道環(huán)34的偏心內(nèi)柱形面40中具有一個主軸位移環(huán)48，環(huán)48具有一個用于安放主軸的孔49，孔49偏心于其外表面50，高速主軸30安裝在該孔中。主軸30的安裝位置是偏心于主軸位移環(huán)的外柱形面50的，這樣當位移環(huán)轉(zhuǎn)動到軌道環(huán)里如圖2所示的位置時，主軸的中心或轉(zhuǎn)動軸心與軌道環(huán)34的中心或轉(zhuǎn)動軸心相重合，即，與外柱形面36的中心相重合。
將第二位置控制電機54安裝在主軸位移環(huán)48上。電機54上裝有小齒輪56，它與外軌道環(huán)34上的環(huán)形內(nèi)齒輪58相嚙合。位置控制電機54可以選用與電機46相同的型號。電機54的轉(zhuǎn)動帶動主軸移動環(huán)在外軌道環(huán)34中轉(zhuǎn)動，使得主軸30的轉(zhuǎn)動軸心52向橫向移動。上述的位移使刀具24向橫向移動。最好是當?shù)毒?4由主軸30帶動以高速轉(zhuǎn)動時，發(fā)生上述的移動。這樣，由于電機54的工作使得刀具24向橫向移動，其距離是所需加工螺紋的齒高。
當?shù)毒?4向橫向移動所需加工螺紋的一個齒高后，啟動電機46，使其帶動軌道環(huán)34轉(zhuǎn)動，軌道環(huán)34帶動主軸的軸心52轉(zhuǎn)動，從而也就可以帶動刀具24在孔20內(nèi)繞孔心沿軌道轉(zhuǎn)動360度。當然，上述軌道的半徑是等于主軸軸心52沿橫向偏離孔心的位移量。實際上，鉆孔20時，主軸軸線與外軌道環(huán)的外柱形面35的中心重合，然后為銑削螺紋，將主軸軸線從該位置作橫向移動。
為了在孔20上銑削出螺旋螺紋，在主軸和刀具沿軌道運動的同時，還必須使刀具沿軸向移動一個螺距的距離。主軸的這種軸向運動是通過聯(lián)于殼體32上的位置控制電機60來完成的。如圖1所示，電機60具有軸62，軸上具有螺紋，與主軸相嚙合。當啟動電機60，使軸60在一個方向上轉(zhuǎn)動時，主軸30可以向伸出殼體32的方向上運動，當反向啟動電機60時，主軸可以從工件上抽出。
用于加工螺紋孔的主軸箱26的殼體32可以作為一個部件被安裝在合適的機床上。在生產(chǎn)情況下，該機床能夠移動主軸箱，使之能進入加工一系列的工件的位置。這里沒有上述的機床的圖例，因為它是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的。
位置控制電機46、54和60最好受控于一個程控計算機，以完成刀具24所進行的上述運動，下面還要著重敘述這些運動。參照圖3至圖6，在電機60作用下，以高速轉(zhuǎn)動的刀具24沿其轉(zhuǎn)軸方向進給，使得鉆尖64鉆入工件22。隨著刀具朝向工件的連續(xù)運動鉆尖將鉆出一個柱形光孔66，孔的直徑基本等于所需要加工螺紋的螺根直徑。這樣，刀具所進行的第一個步驟是在工件上鉆孔66。
第二個步驟(根據(jù)不同情況可任意確定是否需要)是抽回刀具24，使其距孔底至少具有一個螺距的距離。圖4給出了抽回刀具后的情況，在此尖64距孔底67一個螺距的距離。上述步驟是否需要取決于加工螺紋孔刀具的速度、工件材料的類型以及依賴于彼時彼地的其他因素。
加工螺紋孔方法的第三個步驟是向橫向移動刀具24的轉(zhuǎn)動中心，移動距離等于所要加工螺紋的齒高。向橫向移動刀具是在刀具24以高速轉(zhuǎn)動時進行的。在刀具作橫向移動后，刀具相對于孔66的位置情況如圖5所示。在圖5中可以看到刀具是被移向左邊，刀具的螺紋銑削刃面銑入了孔66的壁中，已開始在孔壁上銑削螺紋。
加工螺紋孔方法的下一步驟是使刀具24在孔66中繞孔心沿軌道轉(zhuǎn)動360度。其轉(zhuǎn)動軌道是這樣的，即刀具24的轉(zhuǎn)動中心圍繞孔心轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軌道的半徑等于圖5所示的橫向位移。如果要求在孔中加工螺旋螺紋，刀具24在進行上述軌道運動的同時，還需要使其沿軸向移動一個螺距的距離。上述軸向移動是在一個與刀具24的軌道運動相一致的均勻速度下進行的，以便使其周邊上的螺紋的螺旋角均勻。在圖6中示出了已經(jīng)沿軌道基本完成了180度轉(zhuǎn)動的刀具24，它已經(jīng)沿軸向朝孔底67移動了半個螺距。如果要求加工圓環(huán)形螺紋(沒有螺旋角)，在螺紋銑削鉆孔刀具進行軌道運動時不用進行軸向移動。
刀具24完成360度旋轉(zhuǎn)后，它將橫向移動，使其轉(zhuǎn)動中心回至與工件上孔的中心線相重合的位置，隨后從螺紋孔中抽出刀具，這樣螺紋就加工好了。鉆孔、銑削螺紋和從孔中抽出刀具的全部工作僅需幾秒或幾分之一秒的時間。
如果使螺紋銑削鉆孔刀具完成上述運動的控制系統(tǒng)能夠非常容易地受控于程控計算機，使其能按照所需加工螺紋的尺寸和工件的材料來改變進給速度、橫向位移、孔深和諸如此類的參數(shù)，那來將會受到本專業(yè)一般技術(shù)人員的歡迎。
圖7～11更為詳細地說明了螺紋銑削鉆孔刀具24。該刀具的一端有鉆桿68，鉆桿68具有一個與卡盤相聯(lián)接的部分70，該部分用于裝在卡盤28上，使刀具安裝在加工螺紋孔的主軸箱上。刀具的另一端是鉆尖64，它具有切削刃面72和74，以及后刃面76和78。
鉆桿的側(cè)面上具有螺紋齒形，該螺紋齒形是由若干圍繞鉆桿的軸線以對稱形式排列的螺旋槽構(gòu)成的。在本實施方案中，只示出以序號80和82表示的兩個螺旋槽。每一螺旋槽具有一個螺旋齒形，它可以是任一種所希望的螺紋形狀。本實施方案所示的齒形是一種美國專利4023914號、商標為SPIRALOCK
所介紹的防松螺紋。在此將美國專利第4023914號的內(nèi)容作為參考資料。
每一螺旋槽最好具有切削或銑削面84和86，它們是用比鉆桿更硬的材料制成的。在優(yōu)先選用的實施方案中，該刃面是由天然或合成多晶金剛石和(或)多晶立方氮化硼的復合材料制成的。上述材料制成的銑削面特別適用于在由下述材料制成的復合工件上鉆孔和銑削螺紋，即由環(huán)氧樹脂或其它樹脂粘合碳纖維、卡夫拉(KEVLAR
)、玻璃纖維等而成的復合材料，也適用于在由特殊磨料制成的其它任何工件上鉆孔和銑削螺紋。適于完成上述目的的和多晶切削面可以是美國專利第4241135號、4242106號和4247304號中介紹的那種類型(在此將上述美國專利作為參考資料)，但是復合材料不僅限于這些內(nèi)容。當工件是鑄鐵時，加工螺紋孔的銑削面最好是由氧化硅或碳化硅制成。當工件是鋼鐵材料，例如鋼時，可以使用陶瓷切削面。
在圖8、10和11中用序號88表示多晶金剛石和(或)立方氮化硼復合材料，可以用任何合適的方法將其固定于螺旋槽上。例如復合材料可以具有金屬襯層90，通過銅焊層92將其聯(lián)于螺旋槽80上。圖8中用序號94表示聯(lián)接層。螺紋銑削鉆孔刀具的質(zhì)心應基本位于指定的轉(zhuǎn)軸軸線上，以便在高速轉(zhuǎn)動的條件下將動不平衡限制在最小值。
可以理解，工件上所加工的是左旋還是右旋螺旋將取決于螺紋銑削鉆孔刀具的軌道運動的方向和軸向運動的方向。例如，如果螺紋銑削鉆孔刀具在軸向的一個方向上運動，順時針的轉(zhuǎn)動運動可獲得左旋螺紋，但是，刀具在軸向的反方向上運動時，則可獲得右旋螺紋。
圖12～15給出了一種改進型的螺紋銑削鉆孔刀具，其設計是可以向刀具正在工作的孔中又供給流體，由流體將刀具產(chǎn)生的廢料或切削廢料在刀具周圍帶出孔口。為了提供流體，一個縱向的壓力流體通道100與刀具同軸地從刀具的上端102朝其下端鉆尖部64a處延伸。如圖12、14和15所示，將要接近鉆尖時，通道100分成兩個支路104和106，兩支路通向鉆尖下部的后刃面76a和78a的后部。
壓力流體從刀具上部的通道100處引入刀具，沿通道向下流至鉆尖64a處，然后流回至孔中并在刀具周圍流出孔口。在所示實施方案中，上述流體來自于圖12所示的壓力流體源111，該流體源由壓力管線113聯(lián)于通道100的上部。渦輪110包括有一組徑向伸出的葉片112，渦輪被安裝在鉆桿68a上，其位置是在切削部分的上端，就在卡盤聯(lián)接部分下面。這些葉片可以位于環(huán)件114上，該環(huán)件可以在鉆桿部分68a和70a上向下滑動，從而卡死在刀具的鉆桿上。葉片的傾角是這樣的，即使得葉片可以在刀具正在其中工作的孔口處產(chǎn)生局部真空。在所示出的實施方案中，葉片的設計是當?shù)毒哐仨槙r針或右旋方向轉(zhuǎn)動時，形成一個局部真空。在有些情況下，完全不用葉輪110而僅依靠通道100上端的壓力流體源111的壓力將流體注入，或者也可同時使用葉輪110。
圖16～21給出了刀具24a在加工螺紋孔工作時所處的不同移動階段。在圖16中，刀具位于工件22a上方。圖16～21中并未示出用于加工螺紋孔的主軸箱，但是很清楚，刀具24a是由它帶動的。
在圖17中，刀具24a已沿軸向移至工件并在其上鉆孔66a。隨著渦輪110接近工件22a的上表面116，渦輪與表面116之間的空氣空間“S”減小，直至渦輪葉片極接近其表面。由于葉片的旋轉(zhuǎn)作用，在孔66a的孔口附近有效地形成了一個真空區(qū)，從而也就在孔中形成了真空，這有助于流體通過通道100流入，如參照圖12～15所進行的描述那樣，這樣刀具所產(chǎn)生的切削廢料或廢物也就能夠沿刀具從孔口處排出該孔。
在圖18中，刀具已經(jīng)退回了一個螺距。在圖19中，刀具已經(jīng)徑向移動了一個齒高的距離，以便使其繞孔心沿軌道運動。如圖21所示，螺紋銑削鉆孔刀具移回至孔心后，從孔中抽出，返回至圖16所示的起始位置。
權(quán)利要求
1.一種在工件上加工螺紋孔的方法，包括下列步驟提供一個細長的工具，該刀具的一端具有鉆頭切削刃，并且在刀具的側(cè)面具有螺紋銑削刃面；使上述刀具繞縱軸轉(zhuǎn)動，同時使其沿軸向移動，從而帶動鉆頭切削刃鉆入工件，在工件上加工出一個孔；在刀具轉(zhuǎn)動的同時，將轉(zhuǎn)軸徑向移動，其距離等于所需加工螺紋的齒高；在刀具轉(zhuǎn)動的同時，使其轉(zhuǎn)軸繞孔沿軌道公轉(zhuǎn)，以便在孔壁上銑制螺紋；使轉(zhuǎn)軸沿徑向移回孔心處；從孔中抽出刀具。
2.按照權(quán)利要求
1所述的加工方法，其中，在所述刀具轉(zhuǎn)軸沿軌道公轉(zhuǎn)的過程中，使其沿軸向移動一個螺距的距離，以便在孔壁上加工螺旋螺紋。
3.按照權(quán)利要求
2所述的加工方法，在加工出所說的孔后，并且在將所說轉(zhuǎn)軸沿徑向移動前，包括有一個從所說孔的底部退回刀具的步驟，所說刀具退回的距離至少等于一個螺距。
4.按照權(quán)利要求
1或2或3所述的加工方法，其中，使所說的刀具沿徑向移動，從而使其轉(zhuǎn)軸移動。
5.按照權(quán)利要求
1或2或3所述的加工方法，其中，所說刀具的轉(zhuǎn)軸在孔中繞孔心沿軌道公轉(zhuǎn)360度。
6.按照權(quán)利要求
1或2或3所述的加工方法，包括徑向移動轉(zhuǎn)軸使所說的刀具沿徑向移動，并且其轉(zhuǎn)軸在孔中繞孔心沿軌道公轉(zhuǎn)360度。
7.按照權(quán)利要求
1所述的加工方法，包括有這樣一個步驟，即在壓力條件下使流體流到孔底附近處，從而使流體從該處沿刀具流向孔口，以便從孔中除去切削廢料。
8.按照權(quán)利要求
7所述的加工方法，其中，在壓力條件下使所說流體通過所說刀具流入孔中。
9.按照權(quán)利要求
7所述的加工方法，包括一個在刀具周圍的孔口處形成局部真空的步驟，以便在壓力作用下向外抽出從孔底部加入的流體。
10.在工件上加工螺紋孔的方法，包括下列步驟提供一個細長的刀具，該刀具的一端具有鉆頭切削刃，并且在刀具的側(cè)面具有銑削螺紋的刃面;使所說刀具繞其縱向質(zhì)心以高速轉(zhuǎn)動，同時使其沿軸向移動，使得鉆頭切削刃鉆入工件，在工件上加工出一個孔;在上述刀具繼續(xù)轉(zhuǎn)動的同時，將其沿徑向移動，位移大小等于所需加工螺紋的齒高;在上述刀具繼續(xù)轉(zhuǎn)動的同時，使其繞孔心沿軌道公轉(zhuǎn)360度，同時使其沿軸向移動一個螺距的距離;使刀具沿徑向移動返回至孔心處;從孔中抽出刀具。
11.按照權(quán)利要求
7所述的加工方法，其中，加工出上述孔后將上述刀具至少從孔底部抽回一個螺距的距離，然后將上述刀具沿徑向移動，其移動距離是等于所加工螺紋的齒高。
12.按照權(quán)利要求
8所述的加工方法，其中在刀具進行上述繞心公轉(zhuǎn)的過程中，它將沿軸向朝孔的底部移動一個螺距的距離。
13.按照權(quán)利要求
10所述的加工方法，其中在刀具進行上述繞孔心沿軌道公轉(zhuǎn)的過程中，它將沿軸向朝離開孔的底部的方向上移動一個螺距的距離。
14.按照權(quán)利要求
10所述的加工方法，其中，所說的刀具相對縱軸對稱，而縱軸基本與刀具的縱向質(zhì)心相重合。
15.用于加工螺紋孔的裝置，包括下列相聯(lián)接的部件;一個用于卡住螺紋銑削鉆頭的卡盤;用于使該卡盤轉(zhuǎn)動的裝置;用于使該卡盤在接近和離開工件的方向上作軸向運動的裝置;用于使該卡盤的轉(zhuǎn)軸向橫向移動的裝置;用于使所說卡盤移動后的轉(zhuǎn)軸在一個軌道中進行運動的裝置;用于控制和調(diào)整所說卡盤進行軸向移動、橫向移動和沿軌道運動的裝置。
16.用于加工螺紋孔的裝置，包括下列相聯(lián)接部件一個帶有卡盤的高速主軸，所說卡盤用于接受并卡住一個螺紋銑削鉆孔刀具;用于使所說主軸在接近和離開工件的方向上作軸向運動的裝置;用于使所說主軸向橫向移動的裝置;用于使移動后的主軸在一個軌道中運動的裝置;用于控制和調(diào)整所說主軸進行軸向移動、橫向移動和沿軌道運動的裝置，該裝置使得所說主軸首先朝向工件作軸向移動，使得由其所帶動的螺紋銑削鉆孔刀具在工件上加工出一個孔，隨后使所說主軸向橫向移動，其移動距離等于所需加工螺紋的齒高，然后使所說主軸繞孔心沿軌道公轉(zhuǎn)360度，同時所說主軸在軸向移動一個螺距的距離隨后使所說主軸沿橫向移回至其初始位置，即工件的孔心處，最后使所說主軸沿軸向運動，以便從工件上抽出所說的刀具。
17.一個用于加工螺紋孔的主軸箱，它包括下列相聯(lián)接部件一個用于安裝在機床上的殼體;一根位于所說殼體中的高速主軸;一個第一位置控制電機，它裝在所說殼體中，用來使主軸作軸向運動，從而使由主軸所帶的螺紋銑削鉆孔刀具在接近和離開工件的方向上運動;一個第二位置控制電機，它裝在所說殼體中，用于使所說主軸作橫向移動;一個第三位置控制電機，它也裝在所說殼體中，用于使所說主軸沿軌道運動。
18.按照權(quán)利要求
17所述的主軸箱，其中，在所說殼體中具有一個由殼體支承并可以在其中轉(zhuǎn)動的外軌道環(huán)，所說的第三位置控制電機被聯(lián)接在所說殼體和所說的外軌道環(huán)之間;在所說殼體中具有一個主軸位移環(huán)，該環(huán)具有一個支承在所說外軌道環(huán)的內(nèi)柱形面上的外柱形面，所說外軌道環(huán)的內(nèi)柱形面偏心于其外柱形面;所說主軸位移環(huán)上具有一個主軸安裝孔，該孔偏心于位移環(huán)的外柱形面，所說的第二位置控制電機被聯(lián)接在外軌道環(huán)和主軸位移環(huán)之間。
19.按照權(quán)利要求
18所述的主軸箱，其中，上述第一位置控制電機被聯(lián)接在殼體和高速之軸之間。
20.一種螺紋銑削鉆孔刀具，包括一根細長的鉆桿，其一端與帶動它進動轉(zhuǎn)動和操作的裝置相聯(lián)接另一端具有一個鉆尖。當所說刀具轉(zhuǎn)動并向著工件作軸向運動時，該鉆尖用于在工件上鉆孔。在鉆桿上至少有一個縱向延伸的螺旋槽;在螺旋槽上的螺紋銑削面具有一螺紋齒形，用于在工件上加工所需的螺紋。
21.按照權(quán)利要求
20所述的刀具，其中，所說的刀具上具有一組螺旋槽，并且所說鉆桿相對縱軸對稱，其縱向質(zhì)心基本與所說縱軸相重合。
22.按照權(quán)利要求
20或21所述的刀具，其中，螺紋銑削面和鉆尖具有一個由從下面一組材料中選出的材料構(gòu)成的刃面，該組材料為多晶金剛石、多晶三方氮化硼、陶瓷和氮化硅。
23.按照權(quán)利要求
20所述的刀具，其中，所說刀具上具有一個沿所說細長鉆桿軸向延伸的流體通道，該通道其所說的一端與一個加壓流體源相聯(lián)，另一端通向鉆桿尖部的一個向外的開口，用于將加壓流體輸送至工件，把切削廢料從刀具正在工作的孔中排出。
24.按照權(quán)利要求
23所述的刀具，其中，所說的流體通道一直通向鉆桿所說的另一端，以便在鉆尖附近將壓力流體輸送至工件的孔中。
25.按照權(quán)利要求
23或24所述的刀具，其中，在所說的鉆桿上裝有葉片裝置，用于在刀具正在其中旋轉(zhuǎn)的孔的開口處形成局部真空。
26.按照權(quán)利要求
23或24所說的刀具，其中，在鉆桿的所說一端和所說螺旋槽之間，所說鉆桿上具有若干徑向向外延伸的葉片所說葉片相對于鉆桿的軸線是傾斜的，從而在刀具正在其中旋轉(zhuǎn)的孔的孔口處形成局部真空。
27.按照權(quán)利要求
7或8或9所述的加工方法，其中，所說的流體是一種氣體。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種加工螺紋孔的方法和裝置，它使用高速轉(zhuǎn)動的細長刀具在工件上加工出螺紋孔，刀具的一端具有鉆尖、至少有一個沿縱向延伸的螺紋槽，螺旋槽上具有螺紋銑削面。使刀具沿軸向運動，鉆尖在工件上鉆出孔刀具沿徑向移動所需加工螺紋的齒高的距離；刀具在孔中繞孔心公轉(zhuǎn)進行螺紋銑削；使其移回至孔心處并從孔中抽出刀具。為在孔中形成螺旋螺紋，在刀具繞孔心公轉(zhuǎn)，刀具要沿軸向移動一個螺距。為了除去銑削螺紋時的廢料，可以向孔輸進流體，并在刀具上裝有一渦輪葉片裝置。
文檔編號B23G1/32GK87103520SQ87103520
公開日1988年7月27日 申請日期1987年5月15日
發(fā)明者愛德華·帕姆 申請人:底特津工具工業(yè)公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan