[0036] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0037] 如图1和2所示，一种螺旋拉削装备，包括床身10、拉床导轨5、拉刀辅助夹持装置1、工件定位夹持装置2、拉刀定位夹持装置3、螺旋拉刀4、拉削驱动机构和工件输送机构。工件定位夹持装置2安装在床身10的中部，用于对工件进行定位和夹紧。所述的工件输送机构，用于将工件自动输送至工件定位夹持装置2的工作台上，其具体结构可采用市场上的现有产品，在此不作赘述。
[0038] 如图1所示，两根拉床导轨5固定床身10上。拉刀定位夹持装置3的上溜板3‑5和拉刀辅助夹持装置1的下溜板1‑1均滑动连接在拉床导轨5上。螺旋拉刀4的上端夹持在拉刀定位夹持装置3中；螺旋拉刀4的下端夹持在拉刀辅助夹持装置1中。拉削驱动机构包括拉削丝杠6和进给驱动电机9。拉削丝杠6两端均通过第一轴承座8和第一轴承7支承在床身10上；进给驱动电机9固定在床身10上，其输出轴与拉削丝杠6的一端固定，用于驱动拉削丝杠6旋转。拉削丝杠6与固定在拉刀定位夹持装置3的上溜板3‑5上的螺母构成螺旋副，从而带动拉刀定位夹持装置3作拉削进给位移。螺旋拉刀4的上下位移，与拉刀定位夹持装置3上的旋转电机带动螺旋拉刀4的旋转运动，复合起来形成螺旋拉刀4的螺旋运动，实现对工件的螺旋拉削作业。
[0039] 如图2和6所示，拉刀定位夹持装置3包括上溜板3‑5、拉刀螺旋驱动组件、拉刀定位组件和拉刀夹持组件。上溜板3‑5在拉床驱动组件(进给驱动电机9、拉削丝杠6)带动下，沿拉床导轨5作直线移动；拉刀螺旋驱动组件安装在上溜板3‑5上。拉刀螺旋驱动组件包括旋转电机3‑3、第二轴承3‑2、第二轴承座3‑1和三爪卡盘轴3‑4。三爪卡盘轴3‑4通过轴承组件(第二轴承3‑2和第二轴承座3‑1)支承在上溜板3‑5上。旋转电机3‑3固定在上溜板3‑5上，且输出轴与三爪卡盘轴3‑4的一端固定。
[0040] 拉刀夹持组件包括电控三爪卡盘3‑7和输电组件3‑6。电控三爪卡盘3‑7同轴安装在三爪卡盘轴3‑4的另一端。当旋转电机3‑3旋转时，通过三爪卡盘轴3‑4直接驱动电控三爪卡盘3‑7旋转。这样，使拉刀产生螺旋进给运动。输电组件3‑6采用滑环，用于将电源和控制信号引入到旋转中的电控三爪卡盘3‑7，控制电控三爪卡盘3‑7中的三个拉刀夹持电机3‑12分别带动三个拉刀夹持丝杠3‑10和螺母副，使卡盘3‑7径向三个等分角度(120°)方向上的三个夹紧块3‑11同步向心或离心移动，从而夹紧或松开拉刀柄。
[0041] 拉刀定位组件安装在任意两个夹紧块3‑11之间，用于对螺旋拉刀进行周向上的定位，其包括拉刀定位电机3‑13、拉刀定位丝杆3‑14和带半螺母的定位块3‑8。定位块3‑8沿径向滑动连接在电控三爪卡盘3‑7的装夹侧面上。定位块3‑8的内侧设置有直齿3‑9；直齿3‑9与螺旋拉刀4端部的径向直槽配合，对螺旋拉刀4进行周向定位。拉刀定位丝杆3‑14转动连接在电控三爪卡盘3‑7上，并与定位块3‑8构成螺旋副。拉刀定位丝杆3‑14由拉刀定位电机3‑13驱动旋转。当拉刀定位电机3‑13驱动丝杆螺母副时，带动定位块3‑8沿径向移动，使定位块3‑8上的直齿3‑9与螺旋拉刀4上的径向直槽配合，对螺旋拉刀4进行周向定位，从而保证螺旋拉刀4对刀位置的准确性。
[0042] 如图4和5所示，所述的拉刀辅助夹持装置包括固定V型块1‑7、移动V型块1‑2和电磁驱动夹紧组件。固定V型块1‑7与移动V型块1‑2通过两个电磁驱动夹紧组件连接。固定V型块1‑7与移动V型块1‑2的相对侧面上均开设有夹持凹槽。两个电磁驱动夹紧组件分别设置夹持凹槽的两侧。
[0043] 电磁驱动夹紧组件包括夹紧电磁铁1‑4、夹紧活塞杆1‑3和夹紧回复弹簧1‑5。夹紧回复弹簧1‑5的两端与固定V型块1‑7、移动V型块1‑2分别固定。固定V型块1‑7通过螺栓1‑6和直槽1‑8安装在下溜板1‑1上。固定V型块1‑7的位置可通过螺栓1‑6在下溜板1‑1上的直槽1‑8中进行调整后固定；固定V型块1‑7内开设有安装槽。夹紧电磁铁1‑4固定在安装槽的内端。夹紧活塞杆1‑3的一端与安装槽滑动连接，另一端穿过移动V型块1‑2。夹紧活塞杆1‑3两端均设置有限位盘。位于安装槽内的限位盘与安装槽外端的限位台阶配合，将夹紧活塞杆
1‑3的内端限制在安装槽中。位于移动V型块1‑2外侧的限位盘与移动V型块1‑2的外侧面配合，使得夹紧活塞杆1‑3与移动V型块1‑2相对固定。移动V型块1‑2在电磁驱动夹紧组件作用下向固定V型块1‑7移动，将拉刀柄夹持在固定V型块1‑7与移动V型块1‑2的夹持凹槽之间。
[0044] 如图3、7和8所示，所述的工件定位夹持装置，包括工作台2‑3、支撑架2‑1、工件周向调节组件、工件周向锁定组件和四个工件夹紧组件。水平设置的工作台2‑3固定在床身10的中部。工件2‑7由工件输送机构，送至工作台2‑3上。工作台2‑3的顶面上固定有档条2‑4；直角档条2‑4包括呈直角连接的导向段和限位段。导向段用于与工件输送机构的输出位置对接。限位段用于对输入的工件2‑7进行限位。导向段与限位段的连接处的内侧形成工件加工位置。
[0045] 工件周向调节组件包括滚轮2‑9、滚轮轴2‑8和滚轮电机2‑15。竖直设置的滚轮轴2‑8转动连接在工作台上。滚轮2‑9同轴固定在滚轮轴2‑8上。滚轮电机2‑15固定在工作台上，且输出轴与滚轮轴2‑8的端部固定。滚轮2‑9的位置与直角档条2‑4限定工件的位置对齐。滚轮2‑9与直角档条2‑4导向段的导向面的距离等于工件的外直径；滚轮2‑9的轴线与限位段的限位面的距离等于工件的外半径。当工件与直角档条2‑4的限位段接触时，滚轮2‑9与工件的外侧面接触；滚轮2‑9能够带动工件转动，使得工件内的螺旋槽端部开口与螺旋拉刀的刃口对齐，以便于螺旋拉刀对工件内的螺旋槽进行精加工。
[0046] 工件周向锁定组件包括定位摆杆2‑2和摆杆驱动组件。摆杆驱动组件包括锁定弹簧2‑12、活塞杆2‑11、锁定电磁铁2‑13和筒体2‑14。筒体2‑14固定在工作台的底面上。活塞杆2‑11底端的活塞与筒体2‑14构成滑动副。锁定电磁铁2‑13固定在筒体2‑14内腔的底部。锁定弹簧2‑12设置在筒体2‑14内，且两端分别抵住活塞的底面与筒体2‑14内腔底面。
[0047] 定位摆杆2‑2的中部与工作台上的让位槽交接。定位摆杆2‑2上开设滑槽。活塞杆2‑11的顶端设置有销轴。销轴伸入定位摆杆2‑2的滑槽内。销轴能够在定位摆杆2‑2内滑动和转动。定位摆杆2‑2的外端还设置朝上的定位销。定位销的位置与工件上的螺旋槽的位置对应。工作过程中，锁定电磁铁2‑13通电的状态下，当工件转动至螺旋槽的开口与定位销对齐的状态时，定位销在锁定电磁铁2‑13的磁力下卡入螺旋槽的开口中，阻挡工件继续旋转，从而实现不同工件在周向上的定位，使得工件的螺旋槽开口与拉刀的刃口的初始位置对齐。当锁定电磁铁2‑13断电时，定位销在锁定弹簧2‑12的弹力作用下与工件的螺旋槽开口分离，并向远离拉刀轴线的方向翻转，让出拉刀的进给轨迹，避免定位销阻挡螺旋拉刀的情况发生。
[0048] 四个工件夹紧组件分别安装在工件加工位置的周围；工件夹紧组件包括夹紧气缸和夹紧块2‑6。夹紧气缸的夹紧筒体2‑16固定在工作台的底面上；夹紧气缸的夹紧活塞杆2‑5的顶端设置有朝向工件加工位置的水平弯折部。水平弯折部的外端固定有夹紧块2‑6。夹紧块2‑6与工件加工位置上的工件的边缘区域对齐；通过夹紧气缸带动夹紧活塞杆2‑5向下运动，能够使得夹紧块2‑6挤压工件，从而夹紧工件。
[0049] 工件2‑7在工作台2‑3上到达工件加工位置后；工件周向调节组件上的滚轮2‑9带动工件2‑7旋转。同时，工件周向锁定组件中的锁定电磁铁2‑13得电，活塞杆2‑11向下拉动定位摆杆2‑2，使定位摆杆2‑2绕支点2‑10转动，定位摆杆2‑2上的定位销贴紧工件2‑7内圆。当定位销插入工件2‑7内圆的螺旋槽时，滚轮2‑9停转。此时，四个工件夹紧组件动作，压紧工件端面。接着，工件周向锁定组件中的锁定电磁铁2‑13失电，使定位摆杆2‑2上的定位销复位，工件2‑7定位夹紧完成。
[0050] 该螺旋拉削装备的螺旋槽拉削方法，包括以下步骤：
[0051] 步骤一、工件2‑7送至工作台2‑3上，工件周向调节组件上的滚轮2‑9带动工件2‑7外圆旋转。同时，工件周向锁定组件中的锁定电磁铁2‑13得电，使定位摆杆2‑2上的定位销贴紧工件2‑7内圆。当工件2‑7内圆的螺旋槽开口位置与定位销对齐时，定位销插入工件2‑7的螺旋槽开口；此时，滚轮2‑9转动无法再带动工件转动，工件的定位完成。滚轮2‑9转动预设角度θ后停转(此时可以确保定位销已经插入螺旋槽开口)。该预设角度θ＝2π·d1/d2；其中d1为工件的外直径；d2为滚轮的外直径。之后，四个工件夹紧组件动作，压紧工件端面。接着，工件周向锁定组件中的锁定电磁铁2‑13失电，使定位摆杆2‑2上的定位销复位，工件2‑7定位夹紧完成。
[0052] 步骤二、拉刀柄伸入电控三爪卡盘3‑7内，定位拉刀定位电机3‑13驱动丝杆螺母副，带动定位块3‑8沿电控三爪卡盘3‑7的径向移动，使定位块3‑8上的直齿3‑9与拉刀柄上的径向直槽配合，对螺旋拉刀4进行周向定位，从而保证对刀位置的准确性。此时，螺旋拉刀上的刃口与工件上的螺旋槽开口位置对齐。
[0053] 步骤三、电控三爪卡盘3‑7上的三个拉刀夹持电机3‑12带动三个丝杠螺母副，使卡盘3‑7径向三个等分角度(120°)方向上的三个夹紧块3‑11同步向心移动，从而夹紧拉刀柄。
[0054] 步骤四、螺旋拉刀的下端刀柄向下穿过工件的中心孔；拉刀辅助夹持装置在电磁驱动夹紧组件作用下，使得移动V型块1‑2向固定V型块1‑7合拢，将螺旋拉刀的下端刀柄夹住。
[0055] 步骤五、上溜板3‑5在拉床驱动组件带动下，沿拉床导轨5作直线移动；螺旋拉刀的刃口到达工件螺旋槽的开口位置时，三爪卡盘3‑7由旋转电机3‑3带动拉刀旋转，使拉刀产生螺旋进给运动，对工件的内孔进行螺旋拉削，形成高精度的螺旋槽。
