一种主轴位移式攻丝工装及攻丝方法
阅读说明：本技术 一种主轴位移式攻丝工装及攻丝方法 (Main shaft displacement type tapping tool and tapping method ) 是由 王长峰 刘红涛 姜雪冬 陈强 陈宗玉 陈阳 郭士新 张宏 赵睿 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种主轴位移式攻丝工装及攻丝方法,包括丝杠接头、上盖、下盖、传动齿轮、丝锥接头、磁扣和丝锥,丝杠接头通过本身的键凸结构穿过上盖,与齿轮连接,齿轮通过相互啮合进行齿轮传动,丝锥接头本身的键凸结构穿过下盖与齿轮进行连接,丝锥底部加工有凹槽,强力磁扣可以镶嵌在凹槽内,丝锥夹持端借助磁扣的磁力作用,可以实现快速装卸,且能够保证丝锥的同轴度及稳定性。本发明不但能够解决受限空间内进行攻丝,而且通过双丝杠接头的设计,可以实现手持丝杠不改变旋向的情况下加工出右旋或左旋螺纹。符合操作者加工习惯,拆装便捷,易操作。(The invention provides a main shaft displacement type tapping tool and a tapping method, which comprise a screw rod joint, an upper cover, a lower cover, a transmission gear, a screw tap joint, a magnetic buckle and a screw tap, wherein the screw rod joint penetrates through the upper cover through a key convex structure per se and is connected with the gear, the gear performs gear transmission through mutual meshing, the key convex structure per se of the screw tap joint penetrates through the lower cover and is connected with the gear, a groove is processed at the bottom of the screw tap, a powerful magnetic buckle can be embedded in the groove, and the screw tap clamping end can realize quick assembly and disassembly by virtue of the magnetic action of the magnetic buckle and can ensure the coaxiality and stability of the screw tap. The invention not only can realize tapping in a limited space, but also can realize that right-handed or left-handed threads are processed by holding the screw rod without changing the screwing direction through the design of the double-screw rod joint. Accords with the processing habit of operators, is convenient to disassemble and assemble and is easy to operate.)
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种主轴位移式攻丝工装及攻丝方法。
背景技术
在螺纹孔加工时，经常存在因空间受限，丝杠无法置入受限空间内，导致无法正常手动攻丝的情况，如图8所示。在图8所示的待加工零件100中，需要加工6个M5深10的螺纹盲孔101，且同时保证：螺纹与螺纹底孔的同轴度0.01mm；螺纹与其所在面的垂直度0.01mm。
在正常手动攻丝时，利用丝杠旋转带动丝锥，直接进行螺纹孔加工即可完成。但在以本零件100为例的螺纹攻丝时，由于垂直空间高度小于丝锥和丝杠的总体高度，因此，不能正常通过丝锥和丝杠去加工螺纹孔101。急需设计一种攻丝工装，使得此类螺纹孔易于进行螺纹加工
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种主轴位移式攻丝工装及攻丝方法，能够快捷地实现狭小空间内螺纹孔的螺纹加工，且加工精度高。
本发明提供的技术方案如下：
第一方面，一种主轴位移式攻丝工装，包括第一丝杠接头、第二丝杠接头、上盖、下盖、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、N个中间传动齿轮(N为自然数)、丝锥接头和丝锥，所述第二传动齿轮、第三传动齿轮、N个中间传动齿轮和第一传动齿轮依次啮合形成传动齿轮组，并封装于所述上盖和下盖形成的壳体结构中；
所述第一丝杠接头和第二丝杠接头的底部均加工有圆柱轴，圆柱轴的中部径向加工有键凸结构，第一丝杠接头和第二丝杠接头底部的圆柱轴分别穿过上盖的预留孔后进入第二传动齿轮、第三传动齿轮的键槽孔，由下盖的预留孔穿出，键凸结构与齿轮键槽孔配合，通过丝杠接头旋转带动传动齿轮旋转；
所述丝锥接头的顶部加工有圆柱轴，圆柱轴的中部径向加工有键凸结构，丝锥接头顶部的圆柱轴穿过下盖的预留孔后进入第一传动齿轮的键槽孔，由上盖的预留孔穿出；所述丝锥接头的底部加工有多边形凹槽，与丝锥的头部加持柄配合并传递扭矩；丝锥接头的键凸结构与齿轮键槽孔配合，通过齿轮旋转带动丝锥接头旋转，进而带动丝锥攻丝；
丝锥接头、丝锥与上盖和下盖组装后形成的总体高度小于待加工零件中螺纹孔攻丝空间的高度。
第二方面，一种主轴位移式攻丝方法，包括以下步骤：
将待加工零件置于工作台上，根据螺纹孔与邻近端面的距离来确定工装传动齿轮数，确保第一丝杠接头和第一丝杠接头的旋转主轴位于待加工零件螺纹孔攻丝空间之外；第一丝杠接头与丝杠连接；丝锥下端置于螺纹孔底孔处，手持上盖或下盖辅助攻丝工装摆正位置；中间传动齿轮数量N为偶数时，通过右旋转丝杠接头，加工右旋螺纹；第二丝杠接头与丝杠连接，通过右旋第二丝杠接头，加工左旋螺纹；中间传动齿轮数量N为奇数时，通过第一丝杠接头右旋，加工左旋螺纹；通过第二丝杠接头右旋，加工右旋螺纹；
加工结束后，通过左旋第一丝杠接头，退出被加工的右旋螺纹；通过左旋第二丝杠接头，退出被加工的左旋螺纹，即可将待加工零件取下
根据本发明提供的一种主轴位移式攻丝工装及攻丝方法，具有以下有益效果：
本发明通过传动齿轮的相互啮合，产生力矩传递；通过丝杠接头与传动齿轮进行连接，可以使丝杠转动的主轴置于被加工零件之外；通过丝锥接头与传动齿轮连接，实现了主轴发生位移变化，有效避免了因加工空间受限，无法加工螺纹的问题。并通过奇数个传动齿轮的设计，可以在输入端采用正旋操作，加工出左旋螺纹。极大方便了手动操作加工，提升了加工效率和精度。
附图说明
图1为本发明实施例中主轴位移式攻丝工装夹具的爆炸示意图；
图2为本发明实施例中传动齿轮的结构示意图；
图3为本发明实施例中丝杠接头的结构示意图；
图4为本发明实施例中丝锥接头的结构示意图；
图5为本发明实施例中强力磁扣的结构示意图；
图6为本发明实施例中上盖的结构示意图；
图7为本发明实施例中下盖的结构示意图；
图8为本发明实例中被加工零件的结构示意图。
附图标号说明
1-第一丝杠接头；2-第二丝杠接头；3-上盖；31-圆形通孔I；32-键凸孔I；4-下盖；41-圆形通孔II；42-键凸孔II；5-第一传动齿轮；51-键槽孔；52-轮齿；6-第二传动齿轮；7-第三传动齿轮；8-丝锥接头；81-凹槽；9-磁扣；10-丝锥；100-零件；101-螺纹孔；。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明的第一方面，如图1所示，提供了一种主轴位移式攻丝工装，包括第一丝杠接头1、第二丝杠接头2、上盖3、下盖4、第一传动齿轮5、第二传动齿轮6、第三传动齿轮7、N个中间传动齿轮(N为自然数)、丝锥接头8和丝锥10，所述第二传动齿轮6、第三传动齿轮7、N个中间传动齿轮和第一传动齿轮5依次啮合形成传动齿轮组，并封装于所述上盖3和下盖4形成的壳体结构中；
所述第一丝杠接头1和第二丝杠接头2的底部均加工有圆柱轴，圆柱轴的中部径向加工有键凸结构，第一丝杠接头1和第二丝杠接头2底部的圆柱轴分别穿过上盖3的预留孔后进入第二传动齿轮6、第三传动齿轮7的键槽孔，由下盖4的预留孔穿出，键凸结构与齿轮键槽孔配合，通过丝杠接头旋转带动传动齿轮旋转；
所述丝锥接头8的顶部加工有圆柱轴，圆柱轴的中部径向加工有键凸结构，丝锥接头8顶部的圆柱轴穿过下盖4的预留孔后进入第一传动齿轮5的键槽孔，由上盖3的预留孔穿出；所述丝锥接头8的底部加工有多边形凹槽81，与丝锥10的头部加持柄配合并传递扭矩(见图4)；丝锥接头8的键凸结构与齿轮键槽孔配合，通过齿轮旋转带动丝锥接头8旋转，进而带动丝锥10攻丝；
丝锥接头8、丝锥10与上盖3和下盖4组装后形成的总体高度小于待加工零件100中螺纹孔攻丝空间的高度。
上述形成的主轴位移式攻丝工装，采用双丝杠接头设置，中间传动齿轮数量N为偶数(包括0)时，通过第一丝杠接头1右旋，加工右旋螺纹；通过第二丝杠接头2右旋，加工左旋螺纹；中间传动齿轮数量N为奇数时，通过第一丝杠接头1右旋，加工左旋螺纹；通过第二丝杠接头2右旋，加工右旋螺纹；避免了左旋丝杠接头带来的螺纹精度加工不足的问题。
当然，考虑到操作者的操作习惯，若操作者为左手惯用者，丝杠接头的个数还可以为单个，通过单个丝杠接头1的左旋、右旋，对应加工左旋螺纹或右旋螺纹。
在螺纹攻丝过程中，考虑到待加工零件100的垂直空间高度小于丝锥和丝杠的总体高度，传动齿轮的个数需要满足：使得第一丝杠接头1和第二丝杠接头2置于待加工零件100的螺纹孔攻丝空间外。为此，若传动齿轮的个数较少时，不能满足使得第一丝杠接头1和第二丝杠接头2置于待加工零件100的螺纹孔攻丝空间外，需要增加传动齿轮的个数进行解决。
为此，所述第三传动齿轮7与第一传动齿轮5之间安装有N个中间传动齿轮。如图2所示，所有传动齿轮包含键槽孔51和轮齿52，相邻传动齿轮之间的轮齿数互为质数。
在一种优选的实施方式中，如图3所示，所述第一丝杠接头1和第二丝杠接头2包括棱柱结构和棱柱底部带有键凸结构的圆柱轴。棱柱结构可以为四棱柱或六棱柱，可以与常见的丝杠进行快接配合使用。
在一种优选的实施方式中，如图4所示，所述丝锥接头8包括柱体结构和柱体顶部带有键凸结构的圆柱轴，所述柱体结构可以为圆柱体结构或棱柱结构，底部加工有与丝锥10头部配合的多边形凹槽。
进一步地，所述丝锥接头8为磁性金属材料。
进一步地，如图5所示，所述丝锥接头8的凹槽中内嵌磁扣9。通过磁扣9嵌入丝锥接头8的凹槽81中，实现与丝锥10的快速装卸。磁扣9的磁力满足丝锥10不脱附。
在一种优选的实施方式中，如图6所示，所述上盖3包括M个孔特征，M≥3，包括1个圆形通孔I 31及剩余的M-1个键凸孔I 32，圆形通孔I 31允许丝锥接头8的圆柱轴穿过并阻止键凸结构穿过，键凸孔I 32允许第一丝杠接头1和第二丝杠接头2的键凸结构穿过。若第三传动齿轮7与第一传动齿轮5之间安装的传动齿轮个数N为0，则M＝3；若第三传动齿轮7与第一传动齿轮5之间安装的中间传动齿轮个数为N不为0，且中间齿轮上方无对应孔特征，则M＝3；若第三传动齿轮7与第一传动齿轮5之间安装的中间传动齿轮个数为N不为0，且至少一个中间齿轮上方对应有孔特征，则M≤3+N。
在一种优选的实施方式中，如图7所示，所述下盖4包括M个孔特征，M≥3，包括与圆形通孔I 31上下对应的键凸孔II 42、以及与键凸孔I 32上下对应的圆形通孔II 41，所述键凸孔II 42允许丝锥接头8的键凸结构穿过，所述圆形通孔II 41允许第一丝杠接头1和第二丝杠接头2的圆柱轴穿过并阻止键凸结构穿过。
根据本发明的第二方面，提供了一种主轴位移式攻丝方法，包括如下步骤：
装料：将待加工零件100置于工作台上，根据螺纹孔101与邻近端面的距离来确定工装传动齿轮数，确保第一丝杠接头1和第一丝杠接头2的旋转主轴位于待加工零件100螺纹孔攻丝空间之外；第一丝杠接头1与丝杠连接；丝锥10下端置于螺纹孔101底孔处，手持上盖3或下盖4辅助攻丝工装摆正位置；通过右旋转丝杠接头1，加工右旋螺纹；第二丝杠接头2与丝杠连接，通过右旋第二丝杠接头2，加工左旋螺纹。
卸料：加工结束后，通过左旋第一丝杠接头1，退出被加工的右旋螺纹；通过左旋第二丝杠接头2，退出被加工的左旋螺纹。即可将待加工零件100取下。
综上，本发明中的主轴位移式攻丝工装夹具主要运用了齿轮力矩传递和主轴位移原理，结合螺纹孔加工空间受限零件的结构特点，利用主轴位移式攻丝工装实现了右旋螺纹和左旋螺纹的快速加工，保证了待加工工件的螺纹精度。该工装夹具螺纹与基准面的垂直度达到0.01mm、螺纹与螺纹底孔的同轴度达到0.01mm，解决了因加工空间受限，无法攻丝的难题。同时，主轴位移式攻丝工装夹具的结构简单，制造成本低，适于推广应用。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
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