一種機(jī)用多規(guī)格快換圓板牙套絲裝置研制技術(shù)

陳明英，劉 成

(成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，四川 成都 610091)

0 引言

在機(jī)械加工行業(yè)中，經(jīng)常需要對軸類或桿類零件進(jìn)行套絲。外螺紋是機(jī)加行業(yè)常用類工件，套絲板牙是一種加工或修正外螺紋的螺紋加工工具。板牙相當(dāng)于一個(gè)具有很高硬度的螺母，螺孔周圍制有幾個(gè)排屑孔，一般在螺孔的兩端磨有切削錐。板牙按外形和用途分為圓板牙、方板牙、六角板牙和管形板牙，其中以圓板牙應(yīng)用最廣，規(guī)格范圍為M0.25～M68。四方板牙主要用于可固定式車床的外螺紋加工，比較少見，六方板牙比四方板牙更為少見，六方板牙和四方板牙均沒有固定的國家標(biāo)準(zhǔn)。板牙可裝在板牙扳手中用手工加工螺紋，也可裝在板牙架中在機(jī)床上使用。

現(xiàn)階段加工方式通常是利用車床上的旋轉(zhuǎn)卡盤裝夾工件，將板牙固定在板牙套絲夾頭的環(huán)套內(nèi)，通過固定螺釘將板牙固定，將加工件與板牙同一條水平線上保持垂直，卡盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)板牙相對轉(zhuǎn)動(dòng)，對單一規(guī)格外螺紋進(jìn)行手動(dòng)套絲，板牙沿機(jī)床主軸方向作直行移動(dòng)，對加工件旋轉(zhuǎn)螺紋切削或者是擠壓切削，每旋轉(zhuǎn)1/2周至1周時(shí)，倒轉(zhuǎn)1/4周，直到套絲完畢。

傳統(tǒng)手工板牙套絲的加工方法不足之處在于：全靠手動(dòng)把持板牙手柄，不易操作，套絲速度慢。手動(dòng)把持板牙手柄用力不均，加工工件易產(chǎn)生晃動(dòng)，加工螺紋齒形易產(chǎn)生爛牙、壞牙、螺紋變形等情況，加工外螺紋質(zhì)量不高，加工的穩(wěn)定性及可靠性難以保證；其次是操作安全性能低，可能發(fā)生板牙甩擺，引發(fā)安全事故。針對不同規(guī)格外螺紋、牙距非標(biāo)螺紋，粗牙、細(xì)牙規(guī)格的螺桿工件，還需要取下現(xiàn)有規(guī)格，不斷更換相應(yīng)規(guī)格的板牙。頻繁更換板牙，不僅裝夾調(diào)試麻煩，費(fèi)時(shí)耗力，加工效率低，而且加工難度導(dǎo)致了生產(chǎn)難度，很難滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求。

本文針對上述存在的不足之處，研制了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、加工效率高、安全可靠，且可對多規(guī)格系列外螺紋螺桿進(jìn)行套絲加工的螺紋套絲裝置。具體來說，就是可對各類規(guī)格型號(hào)螺桿進(jìn)行板牙套絲，可控制套絲螺紋有效長度，保證螺紋套絲的穩(wěn)定性及可靠性的一種套絲裝置。

1 裝置結(jié)構(gòu)

這種機(jī)用多規(guī)格快換圓板牙套絲裝置包括：通過光桿固聯(lián)的莫式椎柄，以及同心固定在光桿自由端上的板牙套絲夾頭托盤，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—莫式椎柄；2—滑槽移動(dòng)指示螺釘；3—分度板牙套絲夾頭托盤；4—定位銷；5—板牙；6—定位沉孔；7—配重塊；8—偏心分度旋轉(zhuǎn)盤；9—旋轉(zhuǎn)軸。

本文提出的螺紋套絲裝置通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：在板牙套絲夾頭托盤的直徑線上設(shè)有可繞旋轉(zhuǎn)軸軸向旋轉(zhuǎn)的偏心分度旋轉(zhuǎn)盤，該偏心分度旋轉(zhuǎn)盤制有圍繞旋轉(zhuǎn)軸軸心、直徑不同的多規(guī)格板牙定位沉孔及其對應(yīng)板牙定位沉孔外側(cè)上設(shè)置的止動(dòng)限位孔，并且每個(gè)板牙定位沉孔均可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，與分度板牙套絲夾頭托盤軸線同心；在被選板牙定位沉孔內(nèi)相應(yīng)規(guī)格的板牙，在套絲過程中，通過光桿的軸向上制有刻度指示的滑槽移動(dòng)指示螺釘指示套絲加工長度。

2 工作原理

通過限位銷相聯(lián)凸輪環(huán)拉桿，拔取工件襯套時(shí)，帽狀開口承座底部兩側(cè)的抓臂通過調(diào)節(jié)螺栓固定在工件襯套兩端，或反向扣在工件兩側(cè)底部；電動(dòng)工具相聯(lián)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，帶動(dòng)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸及其凸輪旋轉(zhuǎn)，將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成凸輪環(huán)拉桿周期行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，錐形芯軸帶動(dòng)開口漲套作周期直線運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的徑向漲開擠壓摩擦力，推動(dòng)待拔取的工件襯套向上運(yùn)動(dòng)，直到將工件襯套拔出盲孔。

選擇板牙定位沉孔內(nèi)相應(yīng)規(guī)格的板牙軸線同心時(shí)，用定位銷插入限位孔內(nèi)，限制偏心分度旋轉(zhuǎn)盤軸向旋轉(zhuǎn)，然后將莫式椎柄插入機(jī)床尾座上，將板牙固定在所述板牙定位沉孔環(huán)套內(nèi)，通過固定螺釘將板牙固定，將加工件與板牙同一條水平線上保持垂直，板牙套絲操作前，光桿軸向上制有刻度指示的滑槽移動(dòng)指示螺釘指示在刻度0位置，套絲過程中，卡盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)板牙相對轉(zhuǎn)動(dòng)，沿卡盤軸線方向作直線運(yùn)動(dòng)，滑槽移動(dòng)指示螺釘顯示套絲螺紋有效長度刻度指示，待顯示套絲長度滿足要求時(shí)，完成套絲操作過程。

機(jī)床上的加工方法如下：將套絲器本體裝入車床尾座，圓板牙裝入板牙套內(nèi)，然后與板牙套一起裝入本體。調(diào)節(jié)好板牙頭上的板牙開口大小，設(shè)定好絲口長短，待與外螺紋相應(yīng)規(guī)格板牙軸線與分度板牙套絲夾頭托盤軸線同心時(shí)，用定位銷插入限位孔內(nèi)以限制偏心分度旋轉(zhuǎn)盤軸向旋轉(zhuǎn)；將該車床外螺紋套絲器安裝到車床尾座上，此時(shí)刻度指示滑槽移動(dòng)指示螺釘指示在刻度0位置，外螺紋套絲過程中，順時(shí)針扳動(dòng)進(jìn)刀手輪，使板牙頭上的板牙刀以恒力貼緊轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿的端部，板牙刀就自動(dòng)切削套絲，同時(shí)冷卻系統(tǒng)自動(dòng)為板牙刀噴油冷卻，等絲口加工到預(yù)先設(shè)定的長度時(shí)，板牙刀就會(huì)自動(dòng)張開，隨卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)的分度板牙套絲夾頭托盤和偏心分度旋轉(zhuǎn)盤和板牙的組件，會(huì)沿莫式椎柄上的光桿滑槽沿軸線方向的刻度指示作直線運(yùn)動(dòng)，滑槽移動(dòng)指示螺釘會(huì)顯示套絲螺紋有效長度，待顯示套絲長度滿足要求時(shí)，完成套絲操作過程。絲口加工結(jié)束。

3 技術(shù)特點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷

通過光桿固聯(lián)的莫式椎柄，同心固定在光桿自由端上的板牙套絲夾頭托盤，采用具有多分度相應(yīng)規(guī)格板牙大小板牙定位沉孔的偏心分度旋轉(zhuǎn)盤，以及制有刻度的分度板牙套絲夾頭托盤，結(jié)構(gòu)緊湊、體小重量輕、制造成本低，相比于現(xiàn)有板牙手工把持操作，控制難度小、操作簡單、方便、快捷。

3.2 加工效率高

在板牙套絲夾頭托盤的直徑線上設(shè)可繞旋轉(zhuǎn)軸軸向旋轉(zhuǎn)的偏心分度旋轉(zhuǎn)盤，每個(gè)板牙定位沉孔均可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)與分度板牙套絲夾頭托盤軸線同心，通過安裝多規(guī)格套絲板牙，可對M5、M8、M10、M16等多種規(guī)格外螺紋進(jìn)行套絲，無需根據(jù)外螺紋規(guī)格頻繁更換板牙規(guī)格，快速裝夾，工作高效，且套絲過程板牙隨偏心分度旋轉(zhuǎn)盤自動(dòng)沿分度板牙套絲夾頭托盤腰形滑槽沿軸線直線運(yùn)動(dòng)取代現(xiàn)有手工把持，有效地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，工作效率比傳統(tǒng)手工把持方式提高了40%，解決了多規(guī)格板牙套絲頻繁更換的缺陷。

3.3 安全可靠

分度板牙套絲夾頭托盤和偏心分度旋轉(zhuǎn)盤通過莫式椎柄連在車床尾座上，可有效防止套絲過程中工件晃動(dòng)和板牙擺動(dòng)，通過直徑不同的多規(guī)格板牙定位沉孔及其對應(yīng)板牙定位沉孔外側(cè)上設(shè)置的止動(dòng)限位孔，提高套絲過程的穩(wěn)定性和可靠性。

3.4 套絲精度高，加工質(zhì)量好

在套絲過程中，通過光桿的軸向上制有刻度指示的滑槽移動(dòng)指示螺釘指示套絲加工長度，刻度指示滑槽移動(dòng)指示螺釘可顯示套絲螺紋有效長度刻度，可根據(jù)需要切斷套絲螺紋，有效對套絲長度進(jìn)行控制，無需人為頻繁測量套絲螺紋有效長度，提高操作的安全性。套絲精度高，加工質(zhì)量好。

3.5 適用范圍廣

該裝置適用于車床、鏜床、鉆床上用圓板牙套絲加工，操作便捷，安全可靠，比手工套絲效率提高幾十倍，大大提高了套絲工效，是套外螺紋，即絲桿螺紋的極佳選擇。

4 結(jié)語

本文通過技術(shù)分析對比，針對目前套絲裝置技術(shù)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種機(jī)用多規(guī)格快換圓板牙套絲裝置，解決了勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低等問題，該技術(shù)相比現(xiàn)有板牙手工把持操作成本低、輕便，有效解決了現(xiàn)場難點(diǎn)，同時(shí)該技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、加工效率高、安全可靠，且可對多規(guī)格系列外螺紋螺桿進(jìn)行套絲加工。