專利名稱：鉆桿扭轉裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及麻花鉆制造設備，尤其涉及鉆桿扭轉裝置。
背景技術：
在機械加工行業中，鉆頭是經常使用的一種刀具，其中最常用的是麻花鉆。為提高麻花鉆的鉆削性能和使用壽命，除要進行熱處理、表面鍍鈦、拋光、氮化外，改善冷卻方式成了不可忽視的問題，傳統的麻花鉆在切削過程中冷卻液必須直接噴在鉆頭上，當鉆孔深度達30毫米時，冷卻極不充分，鉆頭切削刃部分幾乎得不到冷卻，切削所產生的熱量不能快速傳出時，刃部溫度升高，紅化變軟，操作者為了使鉆頭能正常工作，須頻繁退出鉆頭，冷卻后再繼續鉆孔，因此切削速度慢、效率低、鉆頭磨損快、壽命短、勞動強度大、加工質量差。近年來，有的廠家采用在麻花鉆內部鉆兩直孔的方式，通入冷卻液冷卻鉆頭兼輔助排屑的作用，鉆頭壽命提高了很多，但這很容易造成鉆桿內部冷熱不均，增加內應力。隨著科技的不斷創新，國外出現了螺旋狀雙油孔麻花鉆，其切削效率較普通麻花鉆提高30% 50%，壽命提高2倍以上。壓力冷卻液不僅可有效地對鉆尖進行充分冷卻，而且由孔內向外沖擊切屑，更有效地克服了普通麻花鉆在較深孔加工中排屑不暢的缺點，從根本上改善了孔加工條件，減少或避免出現鐵屑粘附，孔加工表面質量得以提高；由于供液充分且不會中斷，所以可以進行不停機的連續高效率加工；另外由于切削十分平穩，孔加工精度相應提高，是高效、高耐用度的孔加工刀具，可廣泛用于機械制造行業。但是現有獲得螺旋狀雙油孔的麻花鉆生產工藝，通常是在鉆桿兩端直接施加扭矩，由此制成的鉆桿縱向扭轉不均勻，螺旋角在鉆桿的長度方向上變化很大，精度很低。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、可實現均勻扭轉、扭轉成形精度高、可制成帶螺旋狀雙油孔的麻花鉆的鉆桿扭轉裝置。為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案
一種鉆桿扭轉裝置，包括驅動電機、傳動裝置、平移裝置、用于夾持鉆桿的卡盤和繞設于鉆桿上的加熱線圈，所述傳動裝置設有第一輸出軸和第二輸出軸，所述驅動電機與傳動裝置相連，卡盤裝設于第一輸出軸端部，平移裝置與第二輸出軸相連，平移裝置上裝設有螺旋模具，所述螺旋模具設于卡盤與加熱線圈之間，螺旋模具的中心軸線和卡盤的旋轉軸線沿平移裝置的平移方向同軸布置。所述平移裝置包括絲桿、軌道、平移板和支座，所述絲桿通過軸承支承于支座上，并且絲桿的一端與第二輸出軸相連，所述平移板上裝設有絲桿螺母，所述絲桿螺母與絲桿套接，所述軌道設于平移板的下方，平移板滑設于軌道上。
所述平移板兩側均固定有導向擋板，兩導向檔板套設于軌道兩側，所述軌道頂部設有截面為V形的導向槽，平移板的底部設有與導向槽配合的導向條。
所述傳動裝置還包括蝸桿輸入軸、傳動箱體以及裝設于傳動箱體內的中間傳動軸，所述第一輸出軸上裝設有蝸輪和第一齒輪，所述蝸輪與蝸桿輸入軸嚙合，所述中間傳動軸上裝設有第二齒輪、第三齒輪和第四齒輪，所述第二齒輪與第一齒輪嚙合，第三齒輪與第四齒輪之間設有換擋拔叉，所述第二輸出軸上設有第五齒輪和第六齒輪，第五齒輪與第三齒輪嚙合，第六齒輪與第四齒輪嚙合。
所述傳動箱體上設有視孔蓋。
與現有技術相比，本發明的優點在于鉆桿一端通過卡盤夾持，另一端套設于螺旋模具內，并用加熱線圈對鉆桿的成形段進行預加熱，驅動電機啟動后，傳動裝置的第一輸出軸通過卡盤對鉆桿一端輸出扭矩，同時由傳動裝置的第二輸出軸驅動平移裝置平移，平移裝置平移時帶動固定于平移裝置上的螺旋模具沿鉆桿軸向移動，從而利用模具擠壓成型的原理成形螺旋鉆桿，螺旋成形精度比直接扭轉提高很多，使鉆桿螺旋角在長度方向上的變化很小，并且可保證鉆桿縱向扭轉均勻，特別是可以使在鉆桿上預先鉆出的直線通孔形成與鉆桿螺旋角相等的螺旋通孔，從而制成帶螺旋狀雙油孔的麻花鉆，當鉆桿投入使用后，該螺旋通孔能夠為鉆桿提供最優的冷卻效果；通過更換不同截面的螺旋模具，可加工不同形式的麻花鉆鉆桿，通過適當調整平移裝置的絲桿工作部分長度，可加工不同長度的麻花鉆鉆桿；平移裝置中的平移板底部設于軌道上，利用導向擋板和基座上的導向槽約束平移板的平移方向，使平移裝置平移穩定，平移精度高；采用蝸輪蝸桿傳動機構作為驅動電機與傳動裝置之間的減速機構，其結構緊湊、工作平穩、無噪聲、沖擊振動小，傳遞扭矩大，且能得到很大的單級傳動比，使第一輸出軸轉速滿足要求，采用多級齒輪機構變速，并利用換擋拔叉實現換擋控制，將麻花鉆鉆桿的螺旋角(或導程)范圍擴大，可扭轉不同導程、不同螺旋角以及不同直徑的麻花鉆鉆桿，實現系列化生產。本發明的鉆桿扭轉裝置采用了很多標準化元件，設備結構簡單，制造成本較低，并且相比于冷擠壓工藝，用本裝置生產麻花鉆的生產成本大幅降低。
圖l是本發明的結構示意圖；圖2是圖1的A—A剖視圖；圖3是平移裝置的側視圖4是螺旋模具的斷面結構放大示意圖;
圖5是絲桿螺母的結構放大示意圖6是圖5的B—B剖面圖。
圖中各標號表示
1、驅動電機2、傳動裝置
3、平移裝置4、螺旋模具
5、卡盤6、加熱線圈
31、絲桿32、絲桿螺母
33、軌道34、平移板35、支座41、中心軸線
51、旋轉軸線200、傳動箱體
201、蝸桿輸入軸202、第一輸出軸
203、第二輸出軸204、第一齒輪
205、第二齒輪206、第三齒輪
207、第四齒輪208、第五齒輪
209、第六齒輪210、中間傳動軸
211、蝸輪212、視孔蓋
331、導向槽332、軌道基座
341、導向條342、導向擋板
具體實施例方式
如圖1和圖2所示，本發明的鉆桿扭轉裝置，包括驅動電機l、傳動裝置2、平移裝置3、 螺旋模具4、卡盤5和加熱線圈6，傳動裝置2設有蝸桿輸入軸201、第一輸出軸202和第二 輸出軸203。驅動電機1與蝸桿輸入軸201通過聯軸器相連，本實施例中，為使驅動電機1 的輸出轉速達到所需要求，在驅動電機l與聯軸器之間裝設有變頻調速部分；卡盤5裝設于 第一輸出軸202端部，卡盤5用于夾持鉆桿，對鉆桿的一端施加扭矩；平移裝置3與第二輸 出軸203相連，平移裝置3通過第二輸出軸203驅動；螺旋模具4固定于平移裝置3上，并 位于卡盤5與加熱線圈6之間，螺旋模具4的中心軸線41和卡盤5的旋轉軸線51沿平移裝 置3的平移方向同軸布置，本實施例中，螺旋模具4的斷面結構如圖4所示，螺旋模具4上 部設有銷釘孔，用于裝配時對螺旋模具4作精確定位，在螺旋模具4側部設有螺紋孔，用于通過螺釘將其與平移裝置3固定連接。
如圖3、圖5和圖6所示，本實施例中，平移裝置3包括絲桿31、軌道33、平移板34 和支座35。支座35設有兩件，絲桿31通過軸承支承于兩件支座35上，并且絲桿31的一端 經聯軸器與第二輸出軸203相連；平移板34上設有通過緊固件固定的絲桿螺母32，絲桿螺 母32與絲桿31套接；軌道33設于平移板34下方并位于兩件支座35之間，平移板34滑設 于軌道33上。本實施例中，平移板34兩側均固定有導向擋板342，軌道33由一對軌道基座 332組成，兩導向檔板342套設于兩軌道基座332的外側，其中一件軌道基座332的頂部設 有截面為V形的導向槽331，平移板34的底部設有與導向槽331配合的導向條341，在導向 槽331、導向條341和導向擋板342的約束下，平移裝置3可保持平穩移動，平移精度提高。
如圖1所示，本實施例中，傳動裝置2還包括傳動箱體200以及裝設于傳動箱體200內 的中間傳動軸210，第一輸出軸202上裝設有蝸輪211和第一齒輪204，蝸輪211與蝸桿輸入 軸201嚙合，中間傳動軸210上裝設有第二齒輪205、第三齒輪206和第四齒輪207，第二齒 輪205與第一齒輪204嚙合，第三齒輪206與第四齒輪207之間設有換擋拔叉，第二輸出軸 203上設有第五齒輪208和第六齒輪209，第五齒輪208與第三齒輪206嚙合，第六齒輪209 與第四齒輪207嚙合，傳動箱體200上設有視孔蓋212。采用蝸輪蝸桿傳動機構作為驅動電 機1與傳動裝置2之間的減速機構，其結構緊湊、工作平穩、無噪聲、沖擊振動小，傳遞扭 矩大，且能得到很大的單級傳動比，使第一輸出軸202轉速滿足輸出要求，采用多級齒輪機 構變速，并利用換擋拔叉實現換擋控制，將麻花鉆鉆桿的螺旋角(或導程)范圍擴大，可扭 轉不同導程、不同螺旋角以及不同直徑的麻花鉆鉆桿，實現系列化生產，通過對本實施例中 的多級齒輪機構進行調節，可以成型螺旋角為10。 30。的麻花鉆，同時，本發明的鉆桿扭轉 裝置采用了很多標準化元件，設備結構簡單，制造成本較低，并且相比于冷擠壓工藝，用本 裝置生產麻花鉆的生產成本大幅降低。
下面以制作帶螺旋狀雙油孔的麻花鉆為例，對本發明的鉆桿扭轉裝置的工作原理作進一 步詳細說明。
首先，在直線鉆桿坯體上按要求鉆出兩條通孔，再將鉆桿一端通過卡盤5夾持，另一端 套設于螺旋模具4內，并用加熱線圈6對鉆桿的成形段進行預加熱，然后，啟動驅動電機l， 本實施例中，采用電動機作為驅動電機1，電動機啟動后，傳動裝置2的第一輸出軸202通 過卡盤5對鉆桿一端輸出扭矩，同時由傳動裝置2的第二輸出軸203驅動平移裝置3平移， 平移裝置3平移時帶動固定于平移裝置3上的螺旋模具4沿鉆桿軸向、向遠離卡盤5的一端 移動，從而利用模具擠壓成型的原理成形螺旋鉆桿。本發明的鉆桿扭轉裝置相比于以往的直接扭轉成形裝置，所制成的麻花鉆的螺旋成形精度提高很多，使鉆桿螺旋角在長度方向上的 變化很小，并且可保證鉆桿縱向扭轉均勻，特別是可以使在鉆桿上預先鉆出的直線通孔形成 與鉆桿螺旋角相等的螺旋通孔，從而制成帶螺旋狀雙油孔的麻花鉆，當鉆桿投入使用后，該 螺旋通孔能夠為鉆桿提供最優的冷卻效果。通過更換不同截面的螺旋模具4,可加工不同形 式的麻花鉆鉆桿，通過適當調整平移裝置3的絲桿31的工作部分長度，可加工不同長度的麻 花鉆鉆桿。
上述實施例僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說， 在不脫離本發明的原理的前提下，還可以作出若干等同變換，這些等同變換均應視為本發明 的保護范圍。
權利要求
1、一種鉆桿扭轉裝置，其特征在于包括驅動電機(1)、傳動裝置(2)、平移裝置(3)、用于夾持鉆桿的卡盤(5)和繞設于鉆桿上的加熱線圈(6)，所述傳動裝置(2)設有第一輸出軸(202)和第二輸出軸(203)，所述驅動電機(1)與傳動裝置(2)相連，卡盤(5)裝設于第一輸出軸(202)端部，平移裝置(3)與第二輸出軸(203)相連，平移裝置(3)上裝設有螺旋模具(4)，所述螺旋模具(4)設于卡盤(5)與加熱線圈(6)之間，螺旋模具(4)的中心軸線(41)和卡盤(5)的旋轉軸線(51)沿平移裝置(3)的平移方向同軸布置。
2、 根據權利要求1所述的鉆桿扭轉裝置，其特征在于所述平移裝置(3)包括絲桿(31)、 軌道(33)、平移板(34)和支座(35)，所述絲桿(31)通過軸承支承于支座(35)上，并 且絲桿(31)的一端與第二輸出軸(203)相連，所述平移板(34)上裝設有絲桿螺母(32)， 所述絲桿螺母(32)與絲桿(31)套接，所述軌道(33)設于平移板(34)的下方，平移板(34)滑設于軌道(33)上。
3、 根據權利要求2所述的鉆桿扭轉裝置，其特征在于所述平移板(34)兩側均固定有 導向擋板(342),兩導向檔板(342)套設于軌道(33)兩側，所述軌道(33)頂部設有截面 為V形的導向槽(331)，平移板(34)的底部設有與導向槽(331)配合的導向條(341)。
4、 根據權利要求l至3中任一項所述的鉆桿扭轉裝置，其特征在于所述傳動裝置(2) 還包括蝸桿輸入軸(201)、傳動箱體(200)以及裝設于傳動箱體(200)內的中間傳動軸(210)， 所述第一輸出軸(202)上裝設有蝸輪(211)和第一齒輪(204)，所述蝸輪(211)與蝸桿輸 入軸(201)嚙合，所述中間傳動軸(210)上裝設有第二齒輪(205)、第三齒輪(206)和第 四齒輪(207)，所述第二齒輪(205)與第一齒輪(204)嚙合，第三齒輪(206)與第四齒輪(207)之間設有換擋拔叉，所述第二輸出軸(203)上設有第五齒輪(208)和第六齒輪(209)， 第五齒輪(208)與第三齒輪(206)嚙合，第六齒輪(209)與第四齒輪(207)嚙合。
5、 根據權利要求4所述的鉆桿扭轉裝置，其特征在于所述傳動箱體(200)上設有視 孔蓋(212)。
全文摘要
本發明公開了一種鉆桿扭轉裝置，包括驅動電機、傳動裝置、平移裝置、用于夾持鉆桿的卡盤和繞設于鉆桿上的加熱線圈，所述傳動裝置設有第一輸出軸和第二輸出軸，所述驅動電機與傳動裝置相連，卡盤裝設于第一輸出軸端部，平移裝置與第二輸出軸相連，平移裝置上裝設有螺旋模具，所述螺旋模具設于卡盤與加熱線圈之間，螺旋模具的中心軸線和卡盤的旋轉軸線沿平移裝置的平移方向同軸布置。該鉆桿扭轉裝置具有結構簡單、可實現均勻扭轉、扭轉成形精度高的優點。
文檔編號B21C29/00GK101602075SQ200910043879
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月9日 優先權日2009年7月9日
發明者云 何, 屏 李, 湯愛民, 王社權, 蘇紅娟 申請人:株洲鉆石切削刀具股份有限公司;華東理工大學