CN221184983U - 一种自动螺纹加工车丝机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动螺纹加工车丝机，包括机架，机架上设有螺纹加工装置、工件夹持机构，螺纹加工装置包括轴向进给电机、双输入双输出动力机构和螺纹加工部件，双输入双输出动力机构可滑动地设置于机架上，并与轴向进给电机连接，双输入双输出动力机构上配置有编码器；螺纹加工部件包括旋转刀盘和刀盘轴，旋转刀盘、刀盘轴分别连接双输入双输出动力机构的两动力输出端部；旋转刀盘上设有能沿旋转刀盘径向伸缩的第一径向调节刀具、第二径向调节刀具；轴向进给电机、双输入双输出动力机构和编码器均连接PLC控制器。本实用新型的有益效果是：可以实现不停车在线快速换刀，无需频繁换刀，螺纹加工装置通过编码器进行调控，加工精度高。

Description

一种自动螺纹加工车丝机

技术领域

本实用新型涉及一种车丝机，属于钢管加工技术领域。

背景技术

目前，在钢管尤其是长钢管的外螺纹加工过程中，广泛采用平床身数控车床进行加工，上述机床采用单刀独立车削，在加工长钢管时，不仅需要配置不同用途的刀具，如加工螺纹的专用硬质合金成形刀具、完成圆锥面与管端倒棱加工的外圆加工刀具，因此在车削过程中需多次走刀及人工换刀，而且换刀之后需要多次对刀退刀，导致加工工序复杂，车削效率较低，加工精度难以保证。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种无需人工换刀、车削效率高的自动螺纹加工车丝机。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种自动螺纹加工车丝机，包括机架，其特征在于：机架上设有相对布置的螺纹加工装置、工件夹持机构，螺纹加工装置包括轴向进给电机、双输入双输出动力机构和螺纹加工部件，双输入双输出动力机构可滑动地设置于机架上，并与轴向进给电机连接，双输入双输出动力机构上配置有编码器；螺纹加工部件包括旋转刀盘和可转动地穿设于旋转刀盘中的刀盘轴，旋转刀盘、刀盘轴分别连接双输入双输出动力机构的两动力输出端部；旋转刀盘上设有能沿旋转刀盘径向伸缩的第一径向调节刀具、第二径向调节刀具，第一径向调节刀具、第二径向调节刀具的进给驱动端部与刀盘轴的输出端部连接，且第一径向调节刀具、第二径向调节刀具在旋转刀盘径向上的运动方向一致；轴向进给电机、双输入双输出动力机构和编码器均连接PLC控制器。

优选的，所述双输入双输出动力机构包括滑动支撑座和设置于滑动支撑座上的旋转电机、径向进给电机、径向进给传动箱，滑动支撑座可滑动地安装于机架上，滑动支撑座与轴向进给电机的电机轴相连接；径向进给传动箱为双输入双输出齿轮箱，旋转电机、径向进给电机通过径向进给传动箱与旋转刀盘、刀盘轴相连接，并且旋转电机通过齿轮变速箱连接径向进给电机，旋转电机的电机轴配装有机械变档器，机械变档器与差速齿轮箱齿轮啮合，径向进给电机通过差速齿轮箱与径向进给传动箱连接。

优选的，所述径向进给传动箱包括箱体和可转动地设置于箱体内且水平布置的第一轴向输出轴、轴向转套，所述箱体安装于滑动支撑座上，第一轴向输出轴上装有第一齿轮，轴向转套上装有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合；第一轴向输出轴的输入轴端与旋转电机的电机轴相连接；轴向转套的端部与旋转刀盘固定连接；刀盘轴可转动地穿设于轴向转套中，刀盘轴的输入轴端通过差速齿轮箱与径向进给电机的电机轴相连接，刀盘轴的输出轴端连接第一径向调节刀具、第二径向调节刀具。

优选的，第一径向调节刀具包括第一滚动丝杆、第一径向进给滑块、第一伞齿轮和外圆刀，所述第一滚动丝杆可转动地安装于旋转刀盘上，所述第一滚动丝杆与刀盘轴正交的方向布置；所述第一滚动丝杆的一端部安装有第一伞齿轮，第一伞齿轮与刀盘轴上的第三伞齿轮啮合；所述第一滚动丝杆的外部套装有第一径向调节螺母，且第一滚动丝杆与第一径向调节螺母螺纹连接；第一径向进给滑块可滑动地安装于旋转刀盘上，并与第一径向调节螺母固定连接，第一径向进给滑块上装有外圆刀。

优选的，所述第一滚动丝杆的外表面开设有左旋螺纹。

优选的，第二径向调节刀具包括与第一滚动丝杆同轴设置的第二滚动丝杆、第二径向进给滑块、第二伞齿轮和螺纹刀，所述第二滚动丝杆可转动地安装于旋转刀盘上，所述第二滚动丝杆与刀盘轴正交，且第一滚动丝杆与第二滚动丝杆的螺纹旋向相反；所述第二滚动丝杆的一端部安装有第二伞齿轮，第二伞齿轮与刀盘轴上的第三伞齿轮啮合；所述第二滚动丝杆的外部套装有第二径向调节螺母，且第二滚动丝杆与第二径向调节螺母螺纹连接；第二径向进给滑块可滑动地安装于旋转刀盘上，并与第二径向调节螺母固定连接，第二径向进给滑块上装有螺纹刀。

优选的，所述第二滚动丝杆的外表面开设有右旋螺纹。

优选的，外圆刀与螺纹刀的刀尖对齐，且位于与刀盘轴垂直正交的平面上。

本实用新型的有益效果是：两种不同用途的刀具安装在旋转刀盘上，并可实现径向进给运动的控制，可以实现不停车在线快速换刀，无需频繁换刀，而且螺纹加工装置通过编码器进行调控，加工精度高。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型的左视图。

图4是本实用新型的螺纹加工部件的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种自动螺纹加工车丝机，包括机架1，机架1上设有相对布置的螺纹加工装置2、工件夹持机构3，螺纹加工装置2包括轴向进给电机4、双输入双输出动力机构5和螺纹加工部件6，双输入双输出动力机构5可滑动地设置于机架1上，并与轴向进给电机21连接，双输入双输出动力机构5上配置有编码器7；螺纹加工部件6包括旋转刀盘61和可转动地穿设于旋转刀盘中的刀盘轴62，旋转刀盘61、刀盘轴62分别连接双输入双输出动力机构5的两动力输出端部；旋转刀盘61上设有能沿旋转刀盘径向伸缩的第一径向调节刀具63、第二径向调节刀具64，第一径向调节刀具63、第二径向调节刀具64的进给驱动端部与刀盘轴62的输出端部连接，且第一径向调节刀具63、第二径向调节刀具64在旋转刀盘径向上的运动方向一致；轴向进给电机、双输入双输出动力机构和编码器7均连接PLC控制器。

在本实用新型的一些实施例中，所述双输入双输出动力机构5包括滑动支撑座51和设置于滑动支撑座上的旋转电机52、径向进给电机53、径向进给传动箱54，滑动支撑座51可滑动地安装于机架1上，滑动支撑座51与轴向进给电机4的电机轴相连接；径向进给传动箱54为双输入双输出齿轮箱，旋转电机52、径向进给电机53通过径向进给传动箱54与旋转刀盘61、刀盘轴62相连接，并且旋转电机52通过齿轮变速箱56连接径向进给电机53，旋转电机52的电机轴配装有机械变档器521，机械变档器521与差速齿轮箱55齿轮啮合，径向进给电机53通过差速齿轮箱55与径向进给传动箱54连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述径向进给传动箱54包括箱体541和可转动地设置于箱体内且水平布置的第一轴向输出轴542、轴向转套543，所述箱体541安装于滑动支撑座51上，第一轴向输出轴542上装有第一齿轮544，轴向转套543上装有第二齿轮545，第一齿轮544与第二齿轮545啮合；第一轴向输出轴542的输入轴端通过机械变档器521与旋转电机52的电机轴相连接；轴向转套543的端部与旋转刀盘61固定连接；刀盘轴62可转动地穿设于轴向转套543中，刀盘轴62的输入轴端通过差速齿轮箱55与径向进给电机53的电机轴相连接，刀盘轴62的输出轴端连接第一径向调节刀具、第二径向调节刀具。

在本实用新型的一些实施例中，第一径向调节刀具63包括第一滚动丝杆631、第一径向进给滑块632、第一伞齿轮633和外圆刀634，所述第一滚动丝杆631可转动地安装于旋转刀盘61上，所述第一滚动丝杆631与刀盘轴62正交的方向布置；所述第一滚动丝杆631的一端部安装有第一伞齿轮633，第一伞齿轮633与刀盘轴62上的第三伞齿轮621啮合；所述第一滚动丝杆631的外部套装有第一径向调节螺母635，且第一滚动丝杆631与第一径向调节螺母635螺纹连接；第一径向进给滑块631可滑动地安装于旋转刀盘上，并与第一径向调节螺母635固定连接，第一径向进给滑块632上装有外圆刀634。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一滚动丝杆631的外表面开设有左旋螺纹。

在本实用新型的一些实施例中，第二径向调节刀具64包括与第一滚动丝杆同轴设置的第二滚动丝杆641、第二径向进给滑块642、第二伞齿轮643和螺纹刀644，所述第二滚动丝杆641可转动地安装于旋转刀盘61上，所述第二滚动丝杆641与刀盘轴62正交，且第一滚动丝杆631与第二滚动丝杆641的螺纹旋向相反，可以保证第一径向调节刀具63、第二径向调节刀具64在旋转刀盘径向上的运动方向一致，即第一径向调节刀具63沿径向远离工件时，第二径向调节刀具64沿径向接近工件，以对工件表面进行加工；所述第二滚动丝杆641的一端部安装有第二伞齿轮643，第二伞齿轮643与刀盘轴62上的第三伞齿轮621啮合；所述第二滚动丝杆641的外部套装有第二径向调节螺母645，且第二滚动丝杆641与第二径向调节螺母螺纹645连接；第二径向进给滑块642可滑动地安装于旋转刀盘61上，并与第二径向调节螺母645固定连接，第二径向进给滑块642上装有螺纹刀644。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二滚动丝杆641的外表面开设有右旋螺纹。

在本实用新型的一些实施例中，外圆刀634与螺纹刀644的刀尖对齐，且位于与刀盘轴62垂直正交的平面上。

在本实用新型的一些实施例中，所述机架1上设置轴向导轨11，所述滑动支撑座51可滑动地安装于轴向导轨11上，可以实现双输入双输出动力机构5与机架1的滑动配合。

加工时，工件夹持机构3上夹持工件7，并保持固定不动，工件为长钢管。螺纹加工使用的螺纹刀644为专用的硬质合金成形刀具，为提高加工质量，加工螺纹前，先用外圆刀634完成工件的圆锥面与管端倒棱加工，可以实现不停车在线快速换刀。旋转刀盘61由旋转电机52控制，旋转电机52为一台18.5Kw变频电机，其旋转运动通过编码器7转换成脉冲信号作为主控脉冲输入PLC控制器驱动轴向进给电机、径向进给电机作相关的准确运动以完成锥管螺纹的加工。为获得光洁的加工面，可进行多刀加工。为覆盖1/2"到4"(直径比5.3)范围内各种规格的钢管有大致相同的切削速度并基本实现恒功率传动，采用变频与机械变档结合的传动方案。两种不同用途的外圆刀、螺纹刀分别安装在旋转刀盘上的两个可实现径向进给运动的第一径向进给滑块、第二径向进给滑块上，由两套旋向相反的滚动丝杠驱动进退，它们用同一台径向进给电机驱动，径向进给电机为一台3Kw的交流伺服电机，径向进给电机归零时，外圆刀、螺纹刀的刀尖对齐，处于同一个基圆上，此基圆称为“避让圆”。径向进给电机正转时，外圆刀沿向内进刀，以完成对工件表面的加工，而在外圆刀进刀过程中，螺纹刀外退避让；径向进给电机反转时螺纹刀内进加工，外圆刀外退避让，由此实现在线不停车换刀。第一径向调节刀具、第二径向调节刀具安装在旋转刀盘上，旋转传动与径向进给传动通过差速箱与径向进给传动箱配合，当旋转电机动，径向进给电机停时，差速箱的输入轴与旋转刀盘主轴严格同步旋转，两者无相对运动，差速齿轮箱的输入轴无自转，径向进给滑块与旋转刀盘同转无进给；旋转电机停，仅径向进给电机转动时，旋转刀盘不转，驱动刀盘轴自转，刀盘轴驱动第一径向进给滑块、第二径向进给滑块进退运动；旋转电机与径向进给电机同时转动时，刀盘轴的运动是第一轴向输出轴的转速与进给转速的叠加，使刀盘轴与第一轴向输出轴之间出现相对转动从而产生独立的进给传动。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种自动螺纹加工车丝机，包括机架，其特征在于：机架上设有相对布置的螺纹加工装置、工件夹持机构，螺纹加工装置包括轴向进给电机、双输入双输出动力机构和螺纹加工部件，双输入双输出动力机构可滑动地设置于机架上，并与轴向进给电机连接，双输入双输出动力机构上配置有编码器；螺纹加工部件包括旋转刀盘和可转动地穿设于旋转刀盘中的刀盘轴，旋转刀盘、刀盘轴分别连接双输入双输出动力机构的两动力输出端部；旋转刀盘上设有能沿旋转刀盘径向伸缩的第一径向调节刀具、第二径向调节刀具，第一径向调节刀具、第二径向调节刀具的进给驱动端部与刀盘轴的输出端部连接，且第一径向调节刀具、第二径向调节刀具在旋转刀盘径向上的运动方向一致；轴向进给电机、双输入双输出动力机构和编码器均连接PLC控制器。

2.如权利要求1所述的一种自动螺纹加工车丝机，其特征在于：所述双输入双输出动力机构包括滑动支撑座和设置于滑动支撑座上的旋转电机、径向进给电机、径向进给传动箱，滑动支撑座可滑动地安装于机架上，滑动支撑座与轴向进给电机的电机轴相连接；径向进给传动箱为双输入双输出齿轮箱，旋转电机、径向进给电机通过径向进给传动箱与旋转刀盘、刀盘轴相连接，并且旋转电机通过齿轮变速箱连接径向进给电机，旋转电机的电机轴配装有机械变档器，机械变档器与差速齿轮箱齿轮啮合，径向进给电机通过差速齿轮箱与径向进给传动箱连接。

3.如权利要求2所述的一种自动螺纹加工车丝机，其特征在于：所述径向进给传动箱包括箱体和可转动地设置于箱体内且水平布置的第一轴向输出轴、轴向转套，所述箱体安装于滑动支撑座上，第一轴向输出轴上装有第一齿轮，轴向转套上装有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合；第一轴向输出轴的输入轴端通过机械变档器与旋转电机的电机轴相连接；轴向转套的端部与旋转刀盘固定连接；刀盘轴可转动地穿设于轴向转套中，刀盘轴的输入轴端通过差速齿轮箱与径向进给电机的电机轴相连接，刀盘轴的输出轴端连接第一径向调节刀具、第二径向调节刀具。

4.如权利要求1所述的一种自动螺纹加工车丝机，其特征在于：第一径向调节刀具包括第一滚动丝杆、第一径向进给滑块、第一伞齿轮和外圆刀，所述第一滚动丝杆可转动地安装于旋转刀盘上，所述第一滚动丝杆与刀盘轴正交的方向布置；所述第一滚动丝杆的一端部安装有第一伞齿轮，第一伞齿轮与刀盘轴上的第三伞齿轮啮合；所述第一滚动丝杆的外部套装有第一径向调节螺母，且第一滚动丝杆与第一径向调节螺母螺纹连接；第一径向进给滑块可滑动地安装于旋转刀盘上，并与第一径向调节螺母固定连接，第一径向进给滑块上装有外圆刀。

5.如权利要求4所述的一种自动螺纹加工车丝机，其特征在于：所述第一滚动丝杆的外表面开设有左旋螺纹。

6.如权利要求5所述的一种自动螺纹加工车丝机，其特征在于：第二径向调节刀具包括与第一滚动丝杆同轴设置的第二滚动丝杆、第二径向进给滑块、第二伞齿轮和螺纹刀，所述第二滚动丝杆可转动地安装于旋转刀盘上，所述第二滚动丝杆与刀盘轴正交，且第一滚动丝杆与第二滚动丝杆的螺纹旋向相反；所述第二滚动丝杆的一端部安装有第二伞齿轮，第二伞齿轮与刀盘轴上的第三伞齿轮啮合；所述第二滚动丝杆的外部套装有第二径向调节螺母，且第二滚动丝杆与第二径向调节螺母螺纹连接；第二径向进给滑块可滑动地安装于旋转刀盘上，并与第二径向调节螺母固定连接，第二径向进给滑块上装有螺纹刀。

7.如权利要求6所述的一种自动螺纹加工车丝机，其特征在于：所述第二滚动丝杆的外表面开设有右旋螺纹。

8.如权利要求7所述的一种自动螺纹加工车丝机，其特征在于：外圆刀与螺纹刀的刀尖对齐，且位于与刀盘轴垂直正交的平面上。