專利名稱：加工帶卷坯料的方法及其自動機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對帶卷坯料也就是卷繞成帶圈的線材的自動化加工。
當(dāng)已經(jīng)將坯料由帶圈上松卷并可能經(jīng)過交錯排列的滾子對它進行拉直之后，該坯料已經(jīng)提供一個推料器送進到一個夾緊的彈簧夾頭內(nèi)，在每個加工循環(huán)開始時，該推料器將用以生產(chǎn)一個工件所要求長度的坯料向前推進通過張開的彈簧夾頭。在通過推料器送進終了時，彈簧夾頭再次閉合，開始進行工件的加工。各相對應(yīng)的加工步驟是通過一個安裝在彈簧夾頭前面的可轉(zhuǎn)動圓盤和在其對著彈簧夾頭的端面上攜帶著可沿徑向移動的刀具來實現(xiàn)的。
如果待加工的工件具有1毫米或更小的直徑的外圓柱表面時，則不再能夠使現(xiàn)有機床的刀具以其合適的切削速度加工工件。攜帶著刀具的圓盤實際上要以一個與其慣量和由于具有可移動刀具所產(chǎn)生的不平衡質(zhì)量不相協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)速進行轉(zhuǎn)動。但是，在該圓盤的容許轉(zhuǎn)速下，盡管采用帶卷坯料進行發(fā)送，產(chǎn)量仍要受到坯料棒的常規(guī)裝料的不利影響。
本發(fā)明的目的在于能夠在刀具采用最佳切削速度并同時避免高的轉(zhuǎn)速下采用帶卷坯料將工件加工出來，由此提高產(chǎn)量。
為此目的，按照本發(fā)明的方法，采用轉(zhuǎn)動的成型銑刀或磨輪在基本上對著坯料的自由端部的徑向上移動，與此同時使該自由端部繞著其本身在兩個相互隔開約等于360°角的極限點之間往復(fù)地進行回轉(zhuǎn)。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種用以實現(xiàn)本發(fā)明方法的自動機床。該自動機床包括一個適于將坯料在靠近其自由端部進行夾緊，并繞著其軸線在兩個相互隔開大約等于360°角的極限點之間進行往復(fù)回轉(zhuǎn)的主軸。該自動機還包括適于對著坯料的自由端部進行徑向移動的至少一個可轉(zhuǎn)動的成型銑刀或磨輪，以便對工件的各側(cè)表面進行加工并將工件由坯料上切斷。
主軸的回轉(zhuǎn)運動顯然要對坯料產(chǎn)生扭矩。在主軸的彈簧夾頭的水平高度上主軸的回轉(zhuǎn)運動只能最多是將坯料經(jīng)過一個大約360°角的扭曲，在某些情況下，甚至只從與兩個極限位置等距離的一個中性位置向著一個和另一個方向上最大回轉(zhuǎn)約為180°的角度。假如帶卷坯料的帶圈或者如果采用拉直裝置時的這種裝置在距機床足夠遠的位置上時，則坯料的材料能夠經(jīng)受住所公開的加工過程的方式所產(chǎn)生的變形而不發(fā)生破壞。
可以看出，如果主軸在一秒鐘內(nèi)由其一個角向極限位置回轉(zhuǎn)至另一個極限位置，這種運動可以相當(dāng)于加工一個工件的運動，則工件的轉(zhuǎn)速就是每分鐘60轉(zhuǎn)。但是，對于自動機床，特別是自動車床，這樣一個轉(zhuǎn)速是非常低的，因此可以消除了過熱和膨脹問題。
此外，例如一個具有50毫米直徑的銑刀，其周邊長度為150毫米多一點?，F(xiàn)在，如果這樣一種銑刀的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，它仍屬于低速，在銑刀的周邊刀齒切削刃上的線速度約為150米/分，這樣實際上作用在基本上靜止的工件上的切削速度是較高的切削速度。通過對比，為了使切刀的切削刃在直徑為1毫米的坯料上達到同樣的切削速度，則切刀的繞著坯料的轉(zhuǎn)速要達到45000轉(zhuǎn)/分。
為了加工多種工件的側(cè)表面，建議采用圓盤形式的銑刀或磨輪，當(dāng)通過一個軸向平面進行切開時，該銑刀的切削刃的形狀要與給定的工件形狀一致并使這些銑刀或磨輪繞著平行主軸的軸線進行轉(zhuǎn)動。攜帶銑刀或磨輪的兩個軸最好是設(shè)置在主軸的相對面的兩側(cè)上。根據(jù)待加工工件的各側(cè)表面的形狀在同一根軸上安裝著兩個或多個銑刀或磨輪是有利的，每把銑刀或磨輪可以同時沿著工件的側(cè)表面加工某一部分。最好是采用相對于工件直徑來說具有較大直徑的銑刀或磨輪，特別是當(dāng)工件的直徑較小時更要如此，因為為了得到其最佳切削速度，銑刀或磨輪的直徑越大則其轉(zhuǎn)速就可以越低。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠通過銑削加工出螺紋的機床。因此，其主軸的設(shè)置要使其至少能夠在軸向上移動一個等于待加工的螺紋節(jié)距的距離，并且設(shè)置一個與主軸相配合工作使其可在軸向上移動的控制裝置。
在這種情況下，銑刀的厚度要與待加工的螺紋的長度相當(dāng)，而且要配置有圓形排列刀齒，其截面形狀要與待加工的螺紋的每個螺旋的截面相對應(yīng)。當(dāng)主軸本身轉(zhuǎn)動一圈時，其控制機構(gòu)就將此主軸在其軸向上移動一個等于待加工螺紋節(jié)距的距離。當(dāng)主軸本身的轉(zhuǎn)動已稍微超過一轉(zhuǎn)時，例如由其一個角向極限點轉(zhuǎn)動至另一個極限點時，則該螺紋就加工完。
本發(fā)明的另外的一些目的，對于那些熟悉本專業(yè)技術(shù)的人員，通過以下的說明就會一目了然。
下面將結(jié)合附圖僅以舉例的方式對按照本發(fā)明的機床的一個實施方案，它也是實現(xiàn)本發(fā)明的方法的一個舉例進行圖示顯示，其中

圖1是該實施例的一部分的一個正視圖;
圖2是由圖1的左方觀察的一個放大比例的視圖;
圖3是該實施例的一部分構(gòu)件的分解透視圖;
圖4是顯示當(dāng)加工一個帶有樞軸部分的螺絲時，該實施例的一部分構(gòu)件的一個平面視圖。
所顯示的機床是用于加工帶卷坯料，也就被卷繞在卷筒3上以形成一個帶圈2的線狀材料1的設(shè)備。該卷筒3是位于機床4的后邊的一個合適的高度上以便向著機床的主軸5發(fā)送坯料1。
主軸5適于在兩個固定的極限點之間往復(fù)回轉(zhuǎn)一個稍大于360°的角度。顯然，主軸5也可以從一個與兩個極限點等距離的所謂中性角向位置在一個方向和另一個方向上進行略大于180°角的回轉(zhuǎn)。為此目的，主軸5是安裝在一個固定的床頭箱6內(nèi)。主軸5正好支承在固定在床身的兩個支柱內(nèi)，其中一個支柱位于靠近主軸5的前端，而另一支柱位于靠近主軸5的后端。主軸5包括一個由常規(guī)的裝置(未顯示)進行控制的普通彈簧夾頭7。
當(dāng)主軸5處于兩個角向極限點的等距離位置時，坯料1就可以送進到主軸5的張開的彈簧夾頭7內(nèi)。在到達彈簧夾頭7之前，坯料1是經(jīng)過一個由本專業(yè)技術(shù)人員熟知的常規(guī)的機構(gòu)(未顯示)進行控制的普通推料器(未顯示)。該推料器是在兩個相互離開一定距離的限位器之間進行軸向運動的，該兩限位器之間的距離是根據(jù)待加工工件的長度要求進行調(diào)整的。在加工一個工件的過程中，該推料器是處于其最后面位置。在工件的加工過程完成時，彈簧夾頭7張開而且推料器向前移動到達其最前面位置。該推料器牢固夾住坯料1以便當(dāng)它向前移動時將坯料向前推動。當(dāng)推料器到達其前面的限位器位置時，彈簧夾頭7再一次閉合，而推料器就返回到其最后面位置，與此同時沿著坯料1進行滑動。
為了要對已經(jīng)露出在彈簧夾頭的外面的坯料的自由端部上加工出螺紋，該機床包括兩個軸8，9(圖2和圖3)，該兩個軸是平行于主軸5的軸線而且位于該主軸的相對面的兩側(cè)上。軸8，9可轉(zhuǎn)動地安裝在一個滑枕12的支柱10，11內(nèi)(圖1)，而滑枕12可以在機床4的床身13上沿著垂直于主軸5的軸線的方向上移動。軸8，9的別種構(gòu)造方案當(dāng)然也是可以的。例如可以將它們安裝在以機床4的構(gòu)架上的一個樞軸為支點的搖臂上。軸8，9是通過電動機(未顯示)以本專業(yè)技術(shù)人員所熟知的常規(guī)方式進行驅(qū)動轉(zhuǎn)動的。兩個銑刀14，15安裝在軸8上而另外兩個銑刀16，17安裝在軸9上(圖3)。安裝在同一根軸上的銑刀分別通過墊片18，19相互隔離開。銑刀14-17是通過螺母20，21將它們固緊在軸上的軸向給定的位置上。
如圖4所示，銑刀14具有一個成型輪廓外形。它加工出在該螺絲上的必須具備的螺紋部分的圓柱表面22，22′，以及這些螺絲的截錐部分23，23′和樞軸部分24，24′，與此同時形成螺絲頭部26′的前端面25，25′。作為其一部分，銑刀15對螺絲的頭端26′的后邊緣27′進行倒角。銑刀16對螺絲的頭端26′的前邊緣28，28′進行類似的倒角，而銑刀17將加工完的螺絲29′切斷，與此同時形成螺絲29′的頭部的后表面30′并形成下一個螺絲的前端31。
該機床4還包括一個加工螺紋的附件32(圖1)，它配置一個用以形成螺絲的螺紋部份的攻絲板牙33。該機床所有構(gòu)件都安裝在基座34上。
如上面所指出的，當(dāng)主軸5處于中性位置，也就是在距兩個極限點為等距離的角向位置時，彈簧夾頭7是閉合的。當(dāng)彈簧夾頭7一閉合，主軸5脫刈潘呈敝臃較潁ㄍ )轉(zhuǎn)動稍微超過180°角，到達其一個角向極限點。此轉(zhuǎn)動運動就對坯料1產(chǎn)生一個扭矩。但是，該坯料是能夠承受那種應(yīng)變而不發(fā)生破斷。只需要將卷筒3設(shè)置在離開機床4足夠遠的位置上。
當(dāng)主軸5已到達其限位點，滑枕12就驅(qū)動軸8向著圖2所示右邊移動，以便使銑刀14進入工作位置。當(dāng)該銑刀已完全接觸坯料1的材料時，主軸5就開始按逆時針方向(圖2)轉(zhuǎn)動到達其另一個極限點。這樣該主軸轉(zhuǎn)動了360°角多一點，以便使銑刀14圍繞著由彈簧夾頭7伸出來的坯料部分加工出圓柱表面22、部位23和樞軸24。如果在銑刀14的壓力作用下對于坯料有發(fā)生彎曲的危險，將利用本專業(yè)技術(shù)眾所周知的方式給以支撐住。
應(yīng)當(dāng)可以看出，螺絲29′，在圖4中是以點劃線表示，通過樞軸24仍與坯料1構(gòu)成整體。當(dāng)銑刀14實現(xiàn)所述的加工過程時，銑刀15對螺絲29′的棱邊27′進行倒角。
銑刀14可以在其一次行程中完成其加工任務(wù)。但是，不讓銑刀14在一次運動中達到規(guī)定的尺寸是有利的，這樣首先完成一個粗加工過程，然后再通過使主軸5產(chǎn)生一個順時針方向轉(zhuǎn)動到達其相對應(yīng)的極限點以完成一個小余量的精加工過程。
當(dāng)銑刀14和15已經(jīng)完成其加工過程，滑枕12就通過向左邊移動以便驅(qū)動該銑刀離開坯料而到達圖2所示的銑刀位置。然后，攻絲板牙33進行工作以便將圓柱形表面22′上的螺紋加工出來。該加工過程完成之后，滑枕12再次向左邊移動(圖2)以便攜帶銑刀16，17進入工作位置。在主軸5由前面所到達的極限點進行移動的過程中銑刀16，17就進行加工一直到達另一個極限點。
在銑刀17加工出圖4中以點劃線表示的螺絲29′的頭部26′的后端面30′并切斷該螺絲的同時，銑刀16對下一個螺絲的頭部的前邊緣28進行倒角。當(dāng)銑刀16，17完成其加工過程之后，它們就被攜帶回來返回圖2所示的位置，而主軸5返回到其中性位置。該工作循環(huán)就結(jié)束。彈簧夾頭7張開以便讓坯料1新的一段長度送進來。
所描述的上述螺絲還可以利用成型磨輪來代替銑刀14至17完全一樣地制造出來。選擇用磨輪或銑刀，主要是根據(jù)坯料1的材料性質(zhì)確定，當(dāng)然也要從成本費用和這些刀具的使用壽命來考慮。
自然應(yīng)當(dāng)能夠避免在開始進行加工之前，由于機床的誤動作使主軸5由其中性位置到達其極限點位置，并在加工完成之后使主軸5由一個極限點位置返回到其中性位置。為此目的，只需要當(dāng)主軸處于其一個極限位置時，將坯料1導(dǎo)入主軸5內(nèi)并通過那里進行送進就可以。當(dāng)然在此情況下主軸就將坯料1在彈簧夾頭7的水平高度上扭轉(zhuǎn)一個整周，以保證所要求的加工步驟。在這種條件下，加工過程將很簡單地通過使主軸5由其一個極限位置轉(zhuǎn)動到另一個極限位置然后再返回到第一個極限位置來實現(xiàn)。將坯料1扭曲一個整周，只要將帶卷的帶圈2坯料和可能采用的拉直裝置設(shè)在距機床足夠遠的部位則坯料就不會發(fā)生永久變形。
在所述的加工步驟終了時，該螺絲還不是成品。還需要對其頭部繼續(xù)進行開槽加工。
對于某些質(zhì)量要求的螺絲需要一個銑削的螺紋部分。按照本發(fā)明的方法和機床容許制造這種類型的螺絲。為此目的，只需要用一種其厚度相當(dāng)于待加工的螺紋部分長度的銑刀來取代銑刀14就可以。這種銑刀要配置有其截面相當(dāng)于待加工的螺紋的不同的卷旋截面的各圓周排列的刀齒。然后主軸5必須這樣進行安裝，即要使其能夠在軸向上移動一個至少等于螺紋節(jié)距的距離。當(dāng)主軸5完成一整周轉(zhuǎn)動并隨著其轉(zhuǎn)動進行軸向移動之后上述螺紋就被加工出來。
在這種情況下，螺絲的頭部就可以在螺紋部分加工之前加工出來以代替如圖中實例所示的在螺紋形成之后加工出來。這種加工方式的優(yōu)點是，在將螺絲由坯料上切下來之前進行螺絲頭部的開槽加工。在此之前將螺絲頭部可以很方便地插入一個在其前端面上配置有一個徑向槽的圓盤的圓形開孔內(nèi)。然后將已開槽的螺絲在該圓盤內(nèi)進行轉(zhuǎn)動，則在開槽工序中所產(chǎn)生的毛疵就被去除掉。在已加工完的工件進行切斷之前，顯然主軸5必須在軸向上進行返回運動，以便從圓盤中將螺絲頭部退出來。
所公開的機床不僅能夠便于制造螺絲，它還可以用于制造其它工件，例如用于制造插入印刷電路板的插座的電子元件插頭。顯然也可以用于制造長徑比較大的工件。這類工件只需要采用本專業(yè)技術(shù)中眾所周知的方法將工件支撐住。
由于按照本發(fā)明的機床的主軸是在非常低的速度下轉(zhuǎn)動，這時該主軸的轉(zhuǎn)速為1轉(zhuǎn)/秒，該速度可以增高從而使機床的產(chǎn)量增加而不需要處理過熱和膨脹等問題。
按照本發(fā)明的機床的工作過程自然可以依常規(guī)的方式通過凸輪控制或數(shù)字控制。
權(quán)利要求
1.一種采用帶卷坯料加工工件的方法，其特征在于該方法包括將轉(zhuǎn)動的成型銑刀或磨輪基本上對著坯料的自由端部沿徑向進行移動，并使上述坯料的自由端部繞著它本身在兩個相互隔開約等于360°角的兩根限點之間往復(fù)進行回轉(zhuǎn)的各步驟。
2.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的自動機床，其特征在于該機床包括以下的組合一個適于在靠近坯料的自由端部將坯料夾緊并能繞著它本身在兩個相互隔開約等于360°角的極限點之間往復(fù)進行回轉(zhuǎn)的主軸，和至少一個適于對著上述坯料的自由端部沿徑向移動的轉(zhuǎn)動的成型銑刀或磨輪。
3.如權(quán)利要求2所述的自動機床，其特征在于所述主軸適于沿著其軸向進行移動，所述機床還進一步包括用于將該主軸沿軸向進行移動的控制裝置。
全文摘要
一種采用帶卷坯料加工出許多種工件的自動機床。它包括一個繞著其軸線但只是在兩個固定的角向極限點之間進行360°角略多一點的回轉(zhuǎn)的主軸。刀具是由成型銑刀或磨輪組成，用于加工工件上的旋轉(zhuǎn)表面。
文檔編號B23C3/00GK1037291SQ89102328
公開日1989年11月22日 申請日期1989年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月15日
發(fā)明者哈羅德·哈貝格 申請人:哈羅德·哈貝格