激光校正垂直度攻丝装置及攻丝方法与流程

1.本发明涉及攻丝技术领域，尤其涉及一种激光校正垂直度攻丝装置及攻丝方法。


背景技术：

2.构架加工时，在小批量或单件试制以及螺孔直径较小时，一些部位螺纹由于部件结构空间的问题或空间角度的问题难以在数控加工中心进行引头加工。大型数控加工中心由于加工夹具配件不适用工件结构的要求，或攻丝螺纹直径较小，不适合大型设备加工，所以采用手工引头攻丝。
3.然而，手工引头定位攻丝，定位精度跟员工技能有关，定位精度误差较大，一般垂直度误差能达到1
°‑3°
，影响螺栓组装后的精度。


技术实现要素：

4.本发明提供一种激光校正垂直度攻丝装置，使用激光反射找正垂直度适用于任何角度引头攻丝，攻丝质量稳定、适用范围广。
5.本发明还提供一种攻丝方法。
6.本发明第一方面实施例的一种激光校正垂直度攻丝装置，包括：
7.丝攻夹头，包括手持体、设于所述手持体轴向一端的丝攻夹持杆以及设于所述手持体轴向另一端的安装端，所述安装端设有丝攻安装孔，所述手持体朝向所述安装端的端面安装有反射镜片；
8.离合器装夹体，一端为装夹端，所述装夹端设有夹持杆安装孔，另一端设有夹头主体；
9.激光器，一端设有磁吸面，适于吸附在待攻丝的底孔端面，所述激光器的另一端设有激光发射孔，所述激光器发出的激光射向所述反射镜片并由所述反射镜片反射光点至所述激光器，通过调节所述丝攻夹头使得所述光点与所述激光发射孔重合，以使得所述丝攻夹头的轴线与待攻丝的底孔端面垂直。
10.根据本发明的一个实施例，所述激光发射孔的轴线垂直于所述激光发射孔的所在端面。
11.根据本发明的一个实施例，所述激光器还设有开关；所述激光发射孔的孔径为0.5-1mm。
12.根据本发明的一个实施例，所述夹持杆安装孔的周壁设有多个间隔设置的通孔，所述离合器装夹体还包括套设于所述装夹端外的锁紧套，所述锁紧套内设有与所述通孔一一对应的锁紧球体，所述锁紧球体夹设在所述锁紧套与所述通孔之间且有部分延伸进所述夹持杆安装孔中；
13.所述丝攻夹持杆的外周设有多个间隔设置的凹槽，所述凹槽与所述锁紧球体一一对应。
14.根据本发明的一个实施例，所述离合器装夹体位于所述装夹端的端口外固定有限
位环，用于止挡所述锁紧套。
15.根据本发明的一个实施例，所述夹头主体设有轴向通孔，所述轴向通孔内设有一对离合器压板，所述夹头主体外套设有离合器外圈，一对所述离合器压板的外周均设有多个球窝，所述夹头主体的轴向通孔的内壁设有与所述球窝一一对应的球孔，所述球窝与所述球孔之间安装有钢球；所述夹头主体的外壁与所述离合器外圈的内壁之间通过键和键槽配合连接；
16.还包括螺杆和调压弹簧，所述螺杆穿设于一对所述离合器压板，所述调压弹簧套设于所述螺杆，所述螺杆延伸出所述夹头主体的端部，并通过弹簧压盖以及螺母紧固，所述调压弹簧抵紧在一个所述离合器压板以及所述弹簧压盖之间。
17.根据本发明的一个实施例，所述螺杆的端头抵设在与其相邻的一个所述离合器压板外。
18.根据本发明的一个实施例，所述装夹端与所述夹头主体一体成型。
19.本发明第二方面实施例的一种利用上述的激光校正垂直度攻丝装置的攻丝方法，包括：
20.将离合器装夹体的夹头主体插设于攻丝机的安装孔中；
21.将丝攻插设于丝攻夹头的丝攻安装孔中；
22.将丝攻夹持杆插设于离合器装夹体的夹持杆安装孔中并锁紧；
23.手持手持体调整攻丝机位置使丝攻对准将要攻丝的底孔；
24.将激光器吸附于丝攻的旁边，并打开激光器使得激光器发出的激光照射到反射镜片并由所述反射镜片反射光点至所述激光器，调节所述丝攻夹头使得所述光点与所述激光发射孔重合，以使得丝攻的轴线与待攻丝的底孔端面垂直。
25.根据本发明的一个实施例，将所述攻丝机安装于推车上。
26.本发明实施例提供的激光校正垂直度攻丝装置及攻丝方法，利用激光器发出的激光从激光发射孔射向所述反射镜片并由所述反射镜片反射光点至所述激光器，通过调节所述丝攻夹头的位置使得所述光点与所述激光发射孔重合，该位置是丝攻轴线与待攻丝的底孔端面垂直的位置，由于丝攻与丝攻夹头同轴设置，该位置也即所述丝攻夹头的轴线与待攻丝的底孔端面垂直。此时即可打开攻丝机进行攻丝作业。在没有工作平台的情况下，使用激光校正垂直度攻丝装置，利用底孔表面找正攻丝垂直度，使攻丝定位基准符合螺纹连接时的工况要求。使用激光校正垂直度攻丝装置定位精度高，可以很稳定的将螺纹垂直精度控制在0.5
°
以内，减少由于攻丝时垂直度超差而产生的返工和零部件报废的问题，节约生产成本。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明实施例提供的攻丝方法的流程图；
29.图2是本发明实施例提供的激光校正垂直度攻丝装置的轴向剖视结构示意图；
30.图3是本发明实施例提供的激光校正垂直度攻丝装置的立体结构示意图，其中，省略了激光器；
31.附图标记：
32.1、丝攻夹头；11、手持体；111、反射镜片；12、丝攻夹持杆；121、凹槽；13、安装端；131、丝攻安装孔；2、离合器装夹体；21、装夹端；211、夹持杆安装孔；22、锁紧球体；23、锁紧套；24、限位环；25、离合器压板；251、钢球；26、离合器外圈；27、夹头主体；28、螺杆；29、调压弹簧；291、螺母；292、弹簧压盖；3、激光器。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.现有大型零部件或无法移动的零部件，由于不方便使用工作台定位，需要攻丝时，一般用人工引头定位攻丝，定位精度跟员工技能有关，定位精度误差较大，一般垂直度误差能达到1
°‑3°
影响螺栓组装后的精度，使螺栓紧固后螺母与零件端面不平行，使螺栓端部受力不均而影响螺栓强度。
35.为了解决上述技术问题，第一方面，如图2和图3所示，本发明实施例提供一种激光校正垂直度攻丝装置，主要包括丝攻夹头1、离合器装夹体2以及激光器3。
36.具体地，丝攻夹头1包括手持体11、设于所述手持体11轴向一端的丝攻夹持杆12以及设于所述手持体11轴向另一端的安装端13，也就是说，手持体11、丝攻夹持杆12以及安装端13同轴设置，手持体11适于手持，表面加工为弧面，符合人体工学设计，手持体11的外径大于安装端13和丝攻夹持杆12的外径。所述安装端13设有丝攻安装孔131，用于安装丝攻，丝攻是用于攻螺纹的，属于现有部件，所述手持体11朝向所述安装端13的端面安装有反射镜片111，反射镜片111中心设有通孔，安装端13穿设于该通孔，使得反射镜片111围设于安装端13的四周，反射镜片111具体与手持端的安装方式不限，例如可以是粘接，也可以是手持端的侧壁设有安装槽，反射镜片111的端面嵌设在安装槽中，可以根据具体需要选择反射镜片111的安装方式，只要能够将反射镜片111稳固地安装在手持体11的端部即可。需要说明的是，反射镜片111的镜面垂直于手持体11的轴线。
37.具体地，离合器装夹体2的一端为装夹端21，所述装夹端21设有夹持杆安装孔211，用于安装丝攻夹头1的丝攻夹持杆12，从而将丝攻夹头1与离合器装夹体2连接，离合器装夹体2的另一端设有夹头主体27，夹头主体27用于安装在攻丝机上。
38.具体地，激光器3的一端设有磁吸面，例如在激光器3的一端粘接磁铁片形成磁吸面，从而能够方便激光器3吸附在待攻丝的底孔端面，保持激光器3不会随意活动，此外，能够便于将激光器3固定在倾斜或竖直的表面，所述激光器3的另一端设有激光发射孔，所述激光器3发出的激光从激光发射孔射向所述反射镜片111并由所述反射镜片111反射光点(或叫光斑)至所述激光器3，通过调节所述丝攻夹头1的位置使得所述光点与所述激光发射孔重合，该位置是丝攻轴线与待攻丝的底孔端面垂直的位置，由于丝攻与丝攻夹头1同轴设置，该位置也即所述丝攻夹头1的轴线与待攻丝的底孔端面垂直。此时即可打开攻丝机进行
攻丝作业。在没有工作平台的情况下，使用激光校正垂直度攻丝装置，利用工件的底孔表面找正攻丝垂直度，使攻丝定位基准符合螺纹连接时的工况要求。使用激光校正垂直度攻丝装置定位精度高，可以很稳定的将螺纹垂直精度控制在0.5
°
以内，减少由于攻丝时垂直度超差而产生的返工和零部件报废的问题，节约生产成本。定位精度高、方便、可靠。
39.根据本发明的一个实施例，所述激光发射孔的轴线垂直于所述激光发射孔的所在端面，保证激光发射孔的轴线与所在端面垂直，以确保后续测量的丝攻轴线与底孔端面的垂直度的加工精度。
40.根据本发明的一个实施例，所述激光器3还设有开关，便于打开或关闭激光器3；所述激光发射孔的孔径为0.5-1mm，使得激光发射孔的开孔尽量小，从而便于反射镜片111反射的光点与激光发射孔重合。
41.根据本发明的一个实施例，所述夹持杆安装孔211的周壁一圈设有间隔设置的多个通孔，所述离合器装夹体2还包括套设于所述装夹端21外的锁紧套23，所述锁紧套23内设有与所述通孔一一对应的锁紧球体22，所述锁紧球体22夹设在所述锁紧套23与所述通孔之间且有部分延伸进所述夹持杆安装孔211中，通孔的孔径小于锁紧球体22的球径，使得锁紧球体22仅可部分延伸出通孔而不会从通孔脱出。
42.所述丝攻夹持杆12的外周设有多个间隔设置的凹槽121，所述凹槽121与所述锁紧球体22一一对应，当丝攻夹持杆12插入夹持杆安装孔211内时，通过转动锁紧套23将锁紧球体22压入丝攻夹持杆12上的凹槽121内锁紧丝攻夹持杆12。丝攻夹头1与离合器采用分体式结构，可配装、快速更换多种规格丝攻夹持杆12，节约成本。
43.根据本发明的一个实施例，所述离合器装夹体2位于所述装夹端21的端口外固定有限位环24，用于止挡所述锁紧套23，以限制锁紧套23的周向锁紧和打开位置。
44.根据本发明的一个实施例，所述夹头主体27设有轴向通孔，所述轴向通孔内设有一对离合器压板25，离合器压板25的外形与夹头主体27的轴向通孔相匹配，能够在外力作用下沿轴向通孔做相互远离或相互靠近的移动，一对所述离合器压板25的外周均设有多个内凹的球窝，所述夹头主体27的轴向通孔的内壁设有与所述球窝一一对应的球孔，所述球窝与所述球孔之间安装有钢球251，具体地，钢球251位于球孔中，钢球251朝向球窝的一侧凸出球孔并位于球窝中；所述夹头主体27外套设有离合器外圈26，所述夹头主体27的外壁与所述离合器外圈26的内壁之间通过键和键槽配合连接，由此，离合器外圈26所受的扭矩可以传递给夹头主体27。
45.离合器装夹体2还包括螺杆28和调压弹簧29，所述螺杆28从装夹端21的夹持杆安装孔211一端穿设于一对所述离合器压板25，所述调压弹簧29套设于所述螺杆28，所述螺杆28延伸出所述夹头主体27的端部，并通过弹簧压盖292以及螺母291紧固，具体地，弹簧压盖292套设于螺杆28并盖设于调压弹簧29，所述调压弹簧29抵紧在与其相邻的一个所述离合器压板25以及所述弹簧压盖292之间，通过拧动螺母291，调节调压弹簧29的预紧力，扭矩调节范围大。采用双排钢球251推挤式离合器，扭矩调节范围大，结构紧凑。
46.根据本发明的一个实施例，所述螺杆28的端头抵设在与其相邻的一个所述离合器压板25外，通过离合器压板25对螺杆28的端头起到止挡作用，使得螺杆28能够顺利穿过两个离合器压板25并通过螺母291紧固。
47.为了便于制造且保证足够的强度，在一个具体实施例中，所述装夹端21与所述夹
头主体27一体成型。当然，装夹端21与夹头主体27的外径可以不同。
48.本实施例的工作过程为：手持手持体11调整攻丝机位置使丝攻对准将要攻丝的底孔，将激光器3放置于丝攻的旁边，打开激光器3开关发射激光束照射至反射镜片111上，通过反射镜片111反射的光斑与激光器3的激光发射孔重合即为丝攻轴线与待攻螺纹的底孔端面垂直。
49.开动攻丝机，攻丝机的扭矩通过离合器外圈26的键将扭矩传递到双排的钢球251上，通过双排的钢球251将扭矩传递到夹头主体27上，再将扭矩通过锁紧球体22传递到丝攻夹持杆12上带动丝攻扭转攻丝。
50.当丝攻所受扭矩过大发生卡滞时，攻丝机的扭矩通过离合器外圈26的键传递的扭矩将推动双排钢球251向内移动推挤两片离合器压板25向两边分开，使钢球251离开球窝，离合器外圈26就相对于夹头主体27发生打滑，从而防止丝攻折断。
51.第二方面，如图1所示，本发明实施例提供一种利用上述的激光校正垂直度攻丝装置的攻丝方法，包括：
52.将离合器装夹体2的夹头主体27插设于攻丝机的安装孔中；
53.将丝攻插设于丝攻夹头1的丝攻安装孔131中；
54.将丝攻夹持杆12插设于离合器装夹体2的夹持杆安装孔211中并锁紧；
55.手持手持体11调整攻丝机位置使丝攻对准将要攻丝的底孔；
56.将激光器3吸附于丝攻的旁边，并打开激光器3使得激光器3发出的激光照射到反射镜片111并由所述反射镜片111反射光点至所述激光器3，调节所述丝攻夹头1使得所述光点与所述激光发射孔重合，以使得丝攻的轴线与待攻丝的底孔端面垂直。无工作平台使用工件的底孔表面确定垂直度，适合大型零部件或无法移动的零部件引头攻丝。
57.根据本发明的一个实施例，将所述攻丝机安装于推车上。使用激光校正垂直度攻丝机夹头配置气动或电动攻丝机安装在移动的推车上，运载移动方便可以实现在比较大型的零部件上快速定位攻丝。使用攻丝设备随工件位置大范围移动工件端面定位的攻丝方法，减少了大型工件吊运的频次，节约了运输成本。手工引头攻丝改为气动或电动工具引头攻丝，可以提升攻丝效率1倍以上，同时降低劳动强度。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。