一種超大螺距的內螺紋加工工具及方法
【技術領域】
[0001]
本發明屬于機械加工技術領域，主要涉及一種超大螺距的內螺紋加工工具及方法，也可推廣應用于超大螺距的外螺紋加工。
【背景技術】
[0002]現有技術中，內螺紋的加工通常采用內螺紋車刀在車床上進行車削加工螺紋；采用絲錐在鉆床、鏜床、車床上攻螺紋及采用螺紋銑刀在加工中心上銑削加工螺紋等方法。
[0003]內螺紋車刀車削是在車床上用螺紋車刀對旋轉的工件進行車削來加工內螺紋。如:“用數控車床加工螺紋的方法及其螺紋加工工具”，公告號為CN101264534的發明專利所采用的專用工具車削加工螺紋的方法，該方法僅適合細長零件的外螺紋加工；絲錐攻螺紋是通過鉆床主軸的旋轉運動帶動安裝在主軸上的絲錐旋轉向下垂直進給，對固定在工作臺上的工件螺紋底孔進行攻絲，加工內螺紋；也可在車床或鏜床上用絲錐加工工件的內螺紋。如:“一種內螺紋加工夾具及其加工方法”，公告號為CN102962533A的發明專利所提供的在車床上用絲錐攻內螺紋的加工方法；螺紋銑刀銑削螺紋是在數控立式或臥式加工中心上，利用加工中心主軸的旋轉運動帶動安裝在主軸上的螺紋銑刀旋轉，向固定在工作臺上的工件加工面進給，對工件已加工螺紋底孔進行銑削加工內螺紋。
[0004]以上方法已廣泛應用于工件的內螺紋加工，但受機床加工螺紋螺距范圍的限制，只適合螺距小的內螺紋加工。
[0005]目前，對于內螺紋螺距超大，螺距大于300mm時，通常采用鑄造方法，但由于鑄造加工周期長，模具成本高，不適用于單件小批零件的內螺紋加工。
[0006]由此可見，以上方法都不適合螺距大于300mm的超大螺距的內螺紋工件的加工。
【發明內容】
[0007]為解決上述技術問題，本發明的目的是提出一種超大螺距的內螺紋加工工具及方法。
[0008]本發明為完成上述目的采用如下技術方案:
一種超大螺距的內螺紋加工工具，所述的內螺紋加工工具具有用以繞制內螺紋的鋼板條；所述鋼板條的橫截面形狀、尺寸與所需繞制螺紋的橫截面形狀、尺寸相同；所述的加工工具還設置有用以將鋼板條繞制成螺旋狀的芯軸；所述的芯軸為圓柱體，所述芯軸的直徑d與內螺紋的內徑Dl尺寸相同；所述的加工工具還設置有樣板、樣沖和手錘；所述的樣板為由紙質材料制成的直角三角形，直角三角形的其中一個直角邊的長度與所需加工內螺紋的螺距尺寸相同，直角三角形的另一個直角邊為圓周率η與內螺紋內徑Dl的乘積。
[0009]利用上述一種超大螺距的內螺紋加工工具加工內螺紋的方法，待加工內螺紋由鋼板條制成的鋼板條螺紋與零件內孔連續焊接后形成；待加工內螺紋為單頭螺紋，單頭螺紋加工的具體步驟如下: 1)鋼板條螺紋的卷制:
a)、將樣板卷在所述的芯軸上，使樣板的斜邊在芯軸上形成一條樣板螺旋線；
b)、根據長度與所需加工內螺紋螺距尺寸相同的樣板直角邊在芯軸的圓柱面上標注，用樣沖根據標注對準樣板螺旋線，用手錘在芯軸上沿樣板形成的樣板螺旋線逐步敲出多個樣沖眼，多個樣沖眼在芯軸上形成螺旋線；
C)、將樣板從芯軸上取下，加熱鋼板條，并將加熱后的鋼板條沿芯軸上的螺旋線進行卷制，形成鋼板條螺紋；將鋼板條螺紋分段定位焊接在芯軸上，使其固定在卷制好的位置；
d)、將鋼板條螺紋與芯軸一同放置在加熱爐中加熱至300°C?350°C，保溫120?140分鐘后隨加熱爐冷卻，以釋放鋼板條受熱卷制彎形及焊接過程產生的內應力，使鋼板條螺紋保持卷制在芯軸上的卷制形狀尺寸；
e)、從爐中取出已經卷制成型的鋼板條螺紋及芯軸，切開焊點，拔出芯軸；
2)鋼板條螺紋與零件內孔的焊接:將步驟I)卷制好的鋼板條螺紋放入零件的內孔中進行連續焊接，將鋼板條螺紋伸出零件兩端的部分銑掉即形成超大螺距的單頭內螺紋。
[0010]利用上述一種超大螺距的內螺紋加工工具加工內螺紋的方法，待加工內螺紋由鋼板條制成的鋼板條螺紋與零件內孔連續焊接后形成；待加工內螺紋為雙頭螺紋，雙頭螺紋加工的具體步驟如下:
1)鋼板條螺紋的卷制:
a)、將樣板分兩次卷在所述的芯軸上，使樣板的斜邊在芯軸上形成兩條樣板螺旋線；兩條樣板螺旋線的起點相錯180° ；
b)、根據長度與所需加工內螺紋螺距尺寸相同的樣板直角邊在芯軸的圓柱面上標注，用樣沖根據標注對準樣板螺旋線，用手錘在芯軸上沿樣板形成的樣板螺旋線逐步敲出多個樣沖眼，多個樣沖眼在芯軸上形成螺旋線；
C)、將樣板從芯軸上取下，分兩次加熱鋼板條，并將加熱后的鋼板條沿芯軸上的螺旋線進行卷制，形成鋼板條螺紋；將鋼板條螺紋分段定位焊接在芯軸上，使其固定在卷制好的位置；
d)、將鋼板條螺紋與芯軸一同放置在加熱爐中加熱至300°C?350°C，保溫120?140分鐘后隨加熱爐冷卻，以釋放鋼板條受熱卷制彎形及焊接過程產生的內應力，使鋼板條螺紋保持卷制在芯軸上的卷制形狀尺寸；
e)、從爐中取出已經卷制成型的鋼板條螺紋及芯軸，切開焊點，拔出芯軸；
2)鋼板條螺紋與零件內孔的焊接:將步驟I)卷制好的鋼板條螺紋分兩次，起點相錯180°放入零件的內孔中進行連續焊接，將鋼板條螺紋伸出零件兩端的部分銑掉即形成超大螺距的雙頭內螺紋。
[0011 ] 利用上述一種超大螺距的內螺紋加工工具加工內螺紋的方法，待加工內螺紋由鋼板條制成的鋼板條螺紋與零件內孔連續焊接后形成；待加工內螺紋為三頭螺紋，三頭螺紋加工的具體步驟如下:
I)鋼板條螺紋的卷制:
a)、將樣板分三次卷在所述的芯軸上，使樣板的斜邊在芯軸上形成兩條樣板螺旋線；三條樣板螺旋線的起點相錯120° ；
b)、根據長度與所需加工內螺紋螺距尺寸相同的樣板直角邊在芯軸的圓柱面上標注，用樣沖根據標注對準樣板螺旋線，用手錘在芯軸上沿樣板形成的樣板螺旋線逐步敲出多個樣沖眼，多個樣沖眼在芯軸上形成螺旋線；
C)、將樣板從芯軸上取下，分三次加熱鋼板條，并將加熱后的鋼板條沿芯軸上的螺旋線進行卷制，形成鋼板條螺紋；將鋼板條螺紋分段定位焊接在芯軸上，使其固定在卷制好的位置；
d)、將鋼板條螺紋與芯軸一同放置在加熱爐中加熱至300°C?350°C，保溫120?140分鐘后隨加熱爐冷卻，以釋放鋼板條受熱卷制彎形及焊接過程產生的內應力，使鋼板條螺紋保持卷制在芯軸上的卷制形狀尺寸；
e)、從爐中取出已經卷制成型的鋼板條螺紋及芯軸，切開焊點，拔出芯軸；
2)鋼板條螺紋與零件內孔的焊接:將步驟I)卷制好的鋼板條螺紋分三次，起點相錯120°放入零件的內孔中進行連續焊接，將鋼板條螺紋伸出零件兩端的部分銑掉即形成超大螺距的三頭內螺紋。
[0012]本發明提出的一種超大螺距的內螺紋加工工具及方法，采用上述技術方案，具有如下有益效果:
1、采用該卷制、焊接方法加工的鋼板條螺紋，無需機加工設備即可完成；
2、樣板為紙質材料、成本低，芯軸結構簡單、制造成本低，且均可重復利用；
3、卷制、焊接方法制造過程簡單，生產周期短；對操作者要求低；
4、可通過改變鋼板條截面形狀、尺寸實現梯形內螺紋的加工；也可通過改變鋼板條截面形狀、尺寸及芯軸、樣板的尺寸實現不同尺寸規格、不同螺距要求的矩形、梯形內螺紋的加工；
5、該方法可進行多頭螺紋的加工。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明中樣板的結構示意圖。
[0014]圖2為本發明中鋼板條的結構示意圖。
[0015]圖3為本發明樣板卷在芯軸上形成樣板螺旋線的示意圖。
[0016]圖4為鋼板條在芯軸上卷制形成的鋼板條螺紋的示意圖。
[0017]圖5為鋼板條螺紋焊接在零件內孔中形成的三頭矩形螺紋的剖視示意圖。
[0018]圖6為本發明中樣沖的結構示意圖。
[0019]圖7為本發明中手錘的結構示意圖。
[0020]圖中1、芯軸；2、樣板；3、樣沖；4、手錘；5、鋼板條；6鋼板條螺紋；7、零件；8、樣板螺旋線。
【具體實施方式】
[0021]結合附圖給出的實施例，對本發明加以說明:
一種超大螺距的內螺紋加工工具，結合圖2，所述的內螺紋加工工具具有用以繞制內螺紋的鋼板條5 ;該實施例中，所需卷制內螺紋的橫截面形狀為矩形；所述鋼板條5的寬度B與內螺紋的牙寬相同，鋼板條5的厚度Hl與內螺紋牙高相同；結合圖3，所述的加工工具還設置有用以將鋼板條繞制成螺旋狀的芯軸I ;所述的芯軸I為圓柱體，所述芯軸I的直徑d與內螺紋的內徑Dl尺寸相同；所述的加工工具還設置有樣板2、樣沖3和手錘4 ;結合圖1，所述的樣板2為由紙質材料制成的直角三角形，直角三角形的其中一個直角邊的長度與所需加工內螺紋的螺距尺寸相同，直角三角形的另一個直角邊為圓周率與內螺紋內徑Dl的乘積；結合圖6，所述的樣沖3為鉗工使用的通用工具，樣沖的一端為帶尖頭的圓錐體；結合圖7，所述手錘4為普通小錘。
利用上述一種超大螺距的內螺紋加工工具加工內螺紋的方法，待加工內螺紋由鋼板條5制成的鋼板條螺紋6與零件7的內孔連續焊接后形成；待加工內螺紋為單頭螺紋，單頭螺紋加工的具體步驟如下:
1)鋼板條螺紋的卷制:
a)、將樣板2卷在所述的芯軸I上，使樣板2的斜邊在芯軸上形成一條樣板螺旋線8;
b)、根據長度與所需加工內螺紋螺距尺寸相同的樣板直角邊在芯軸的圓柱面上標注，用樣沖根據標注對準樣板螺旋線8，用手錘在芯軸上沿樣板形成的樣板螺旋線8逐步敲出多個樣沖眼，多