一种偏心可调尾座的制作方法

本发明属于机床尾座
技术领域：
，尤其涉及一种偏心可调尾座。
背景技术：
：车床的尾座用于加工长轴类零件，起着支撑工件和定心的作用，在机床的不同加工长度上，如果尾座中心相对于主轴中心位置在x、y方向保持不变（x方向为车刀进给方向，y方向为竖直方向），那么加工的零件锥度是不同的，表现就是加工的工件越短，锥度越大。而且机床床身自身精度也是有公差的，会导致在不同的加工长度上，需要调整尾座中心的位置，以实现最好的加工精度，同时因为工件形状误差、位置误差、装配调整的误差等因素，无论如何调整，主轴轴线和尾座顶尖轴线永远不会完全同轴，只能尽可能减小这个不同轴误差值，传统的调整方法是通过将尾座拆卸，尾座体滑动面重新贴塑、刮研，调整与主轴的同轴度，这种通过装配调整的办法来减小不同轴误差值到一个极小值，是非常不经济和费时费力的，会大大增加操作人员重新调整机床的工作量。所以需要设计一种尾座，其可以动态调整顶尖的位置，使得顶尖轴线与主轴轴线的同轴度误差值达到一个合格可接受的范围值内。技术实现要素：针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种偏心可调尾座，其能够动态调整顶尖的位置，使得顶尖轴线与主轴轴线的同轴度误差值达到一个合格可接受的范围值内，减少重新调整机床的工作量。为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种偏心可调尾座，包括尾座体和顶尖安装套筒，所述尾座体上水平设置有第一安装孔，所述顶尖安装套筒滑动安装于所述第一安装孔，所述顶尖安装套筒前端水平开设有用于安装顶尖的顶尖安装孔，所述顶尖安装孔与顶尖安装套筒偏心设置，所述尾座体顶部竖直开设有第二安装孔，所述顶尖安装套筒外侧壁沿轴向开设有滑槽，所述滑槽与第二安装孔连通，所述第二安装孔安装有可转动的调节轴，所述调节轴的底部设有伸入滑槽中的且相对调节轴轴线偏心的偏心部，所述偏心部与滑槽的两个相对的侧壁抵接且其与滑槽侧壁抵接面均为球面。这样的，通过设置调节轴，调节轴底部设有伸入滑槽中的偏心部，偏心部与滑槽的侧壁相抵接，且抵接面为球面，这样在需要调整顶尖轴线位置时，可以通过转动调节轴，由于调节轴与偏心部是相对偏心的，此时调节轴的转动可以带动偏心部绕调节轴的轴线做旋转运动，由于偏心部与滑槽侧壁抵接，可以同时带动顶尖安装套筒旋转，可以带动顶尖套筒旋转的原因是由于偏心部与滑槽侧壁抵接面为球面，抵接面与滑槽侧壁的接触点会随着顶尖安装套筒的旋转而自适应的上下移动，偏心部不会对顶尖安装套筒的旋转造成干涉并能一直与其滑槽刚性抵接，而由于顶尖安装孔与顶尖安装套筒偏心设置，顶尖安装套筒的旋转则可以带动安装在顶尖安装孔内的顶尖绕顶尖安装套筒的轴线转动，从而调整顶尖轴线与主轴轴线间的同轴度，使其两者间的同轴度误差达到合理范围内，通常车床装配时，尾座顶尖的中心线比主轴轴线高（在允差范围内），即如果主轴轴线为理论零点，尾座顶尖轴线在x、y方向上都取正值，车床在x向上是敏感方向，在y方向上是非敏感方向，调整x向位置的同时，y方向的位置也会有变化，但是通过本申请的设计，y方向变化量与x方向上的变化量不是一个数量级的，车刀在x向上的位置变化会直接2倍反映到工件的直径变化上，在y方向上则不会，因为y方向与车刀进给方向垂直，与工件外圆相切，车刀在此方向位置变化，对加工直径的影响非常小且非常缓慢，所以可以通过这种偏心调节的方式，主要针对顶尖轴线在x方向上进行调整，其在y方向上的调整可忽略不计，从而使得顶尖轴线与主轴轴向的同轴度误差在合理可接受的范围内，尾座体与床身为滑动连接，尾座使用一段时间后，滑动面会有磨损，尤其是x方向面接触面积小，磨损程度更厉害，磨损严重时主轴和尾座同轴度严重超差，此时可以采用此结构补偿磨损，操作非常的简单，机床操作工即可完成，极大的减小了调解机床的工作量，提高机床的开机使用率，相比与传统通过装配调整的办法可以省时省力，减小操作人员调整机床的工作量。作为优化，所述偏心部包括调节轴底部沿轴向伸出的且与调节轴一体成型的偏心轴和驱动环，所述偏心轴相对调节轴轴线偏心，所述驱动环固定套设在偏心轴上并与滑槽的两个相对的侧壁相抵接，所述驱动环与滑槽侧壁的抵接面为球面。这样的，通过设置驱动环套设在偏心轴上的方式形成偏心部，可以方便对其进行维护，一旦驱动环出现磨损，直接更换驱动环即可。作为优化，所述偏心轴下端设有台阶面，所述驱动环的上端面抵靠在台阶面上，驱动环的下端面抵靠在一垫圈上，所述垫圈套设在一螺纹连接在偏心轴底端上的锁紧螺钉的螺柱上，所述锁紧螺钉的螺帽将垫圈压紧在偏心轴的底端端面上。这样的，通过锁紧螺钉和垫圈将驱动环锁紧固定到偏心轴上，具有结构简单，易于安装和更换的优点。作为优化，还包括均呈环状的且同心设置的第一刻度盘和第二刻度盘，所述第二刻度盘固定套设在调节轴上端，第一刻度盘位于第二刻度盘外圈且两者可相对转动，所述第一刻度盘用于表征顶尖x向的位移量，其上环形设有多个位移量刻度值，所述第二刻度盘用于表征调节轴的角度调整量，其上环形设有多个与位移量刻度值一一对应的角度调整量刻度值。这样的，通过设置第一刻度盘和第二刻度盘，而第二刻度盘是固定套设在调节轴上，其能够随着调节轴的转动而转动，而第一刻度盘和第二刻度盘分别是用来表征顶尖x向的位移量和调节轴的角度调整量，两者的刻度值一一对应，可以方便操作人员根据其转动调节轴的角度值来直观的了解顶尖对应在的x方向上的位移量，从而精确和快速的调整顶尖与主轴之间的同轴度。作为优化，所述第二安装孔为台阶孔结构，所述调节轴中部设有环状凸起，所述环状凸起的下端面抵靠在第二安装孔的台阶面上，所述调节轴上套设有环形压板，所述环形压板下端面部分抵靠在在尾座体顶部上，在所述环状凸起的上端面与环形压板的下端面之间设有弹性件，所述第二刻度盘的下端面与环形压板的上端面抵靠。这样设置方便安装调节轴，且通过设置环形压板，可以固定第二刻度盘，使其与第一刻度盘能够相对转动，同时第二固定盘的下端面与环形压板的上端面抵靠，在环状凸起的上端面与环形压板的下端面件设置弹性件，通过弹性件的弹力可以对调节轴起到一个预紧作用，保证使用过程中调节轴上下位置不变。作为优化，所述调节轴顶部中心竖直开设有供内六角扳手扳动的内六角孔。这样的，设置内六角孔可以方便操作人员通过内六角扳手扳动调节轴，使其能够转动。作为优化，所述弹性件为碟簧，碟簧的上下两端分别与环形压板的下端面和环状凸起的上端面相抵接。这样的，弹性件选用碟簧，可以利用碟簧的行程短和负荷大的特性，对调节轴提供了一定预紧力。作为优化，所述调节轴上位于环状凸起下侧的外侧壁开设有密封圈安装槽，所述密封圈安装槽内设有密封第二安装孔内壁与调节轴外侧壁的密封圈。附图说明图1是本发明实施例的剖视图；图2是图1中a-a向的局部放大剖视图。具体实施方式下面结合例附图对本发明作进一步的详细说明。具体实施时：参见图1及图2，一种偏心可调尾座，包括尾座体1和顶尖安装套筒2，所述尾座体1上水平设置有第一安装孔，所述顶尖安装套筒2滑动安装于所述第一安装孔，所述顶尖安装套筒2前端水平开设有用于安装顶尖的顶尖安装孔3，所述顶尖安装孔3与顶尖安装套筒2偏心设置，所述尾座体1顶部竖直开设有第二安装孔，所述顶尖安装套筒2外侧壁沿轴向开设有滑槽4，所述滑槽4与第二安装孔连通，所述第二安装孔安装有可转动的调节轴5，所述调节轴5的底部设有伸入滑槽4中的且相对调节轴5轴线偏心的偏心部6，所述偏心部6与滑槽4的两个相对的侧壁抵接且其与滑槽侧壁抵接面均为球面。这样的，通过设置调节轴，调节轴底部设有伸入滑槽中的偏心部，偏心部与滑槽的侧壁相抵接，且抵接面为球面，这样在需要调整顶尖轴线位置时，可以通过转动调节轴，由于调节轴与偏心部是相对偏心的，此时调节轴的转动可以带动偏心部绕调节轴的轴线做旋转运动，由于偏心部与滑槽侧壁抵接，可以同时带动顶尖安装套筒旋转，可以带动顶尖套筒旋转的原因是由于偏心部与滑槽侧壁抵接面为球面，抵接面与滑槽侧壁一直保持点接触，该接触点会随着顶尖安装套筒的旋转而自适应的上下移动，偏心部不会对顶尖安装套筒的旋转造成干涉并能一直与其滑槽刚性抵接，而由于顶尖安装孔与顶尖安装套筒偏心设置，顶尖安装套筒的旋转则可以带动安装在顶尖安装孔内的顶尖绕顶尖安装套筒的轴线转动，从而调整顶尖轴线与主轴轴线间的同轴度，使其两者间的同轴度误差达到合理范围内，通常车床装配时，尾座顶尖的中心线比主轴轴线高（在允差范围内），即如果主轴轴线为理论零点，尾座顶尖轴线在x、y方向上都取正值，车床在x向上是敏感方向，在y方向上是非敏感方向，调整x向位置的同时，y方向的位置也会有变化，但是通过本申请的设计，y方向变化量与x方向上的变化量不是一个数量级的，车刀在x向上的位置变化会直接2倍反映到工件的直径变化上，在y方向上则不会，因为y方向与车刀进给方向垂直，与工件外圆相切，车刀在此方向位置变化，对加工直径的影响非常小且非常缓慢，所以可以通过这种偏心调节的方式，主要针对顶尖轴线在x方向上进行调整，其在y方向上的调整可忽略不计，从而使得顶尖轴线与主轴轴向的同轴度误差在合理可接受的范围内，尾座体与床身为滑动连接，尾座使用一段时间后，滑动面会有磨损，尤其是x方向面接触面积小，磨损程度更厉害，磨损严重时主轴和尾座同轴度严重超差，此时可以采用此结构补偿磨损，操作非常的简单，机床操作工即可完成，极大的减小了调解机床的工作量，提高机床的开机使用率，相比与传统通过装配调整的办法可以省时省力，减小操作人员调整机床的工作量。作为优化，所述偏心部6包括调节轴5底部沿轴向伸出的且与调节轴5一体成型的偏心轴7和驱动环8，所述偏心轴7相对调节轴5轴线偏心，所述驱动环8固定套设在偏心轴7上并与滑槽4的两个相对的侧壁相抵接，所述驱动环8与滑槽4侧壁的抵接面为球面。这样的，通过设置驱动环套设在偏心轴上的方式形成偏心部，可以方便对其进行维护，一旦驱动环出现磨损，直接更换驱动环即可。作为优化，所述偏心轴7下端设有台阶面，所述驱动环8的上端面抵靠在台阶面上，驱动环8的下端面抵靠在一垫圈9上，所述垫圈9套设在一螺纹连接在偏心轴7底端上的锁紧螺钉10的螺柱上，所述锁紧螺钉10的螺帽将垫圈9压紧在偏心轴7的底端端面上这样的，通过锁紧螺钉和垫圈将驱动环锁紧固定到偏心轴上，具有结构简单，易于安装和更换的优点。作为优化，还包括均呈环状的且同心设置的第一刻度盘11和第二刻度盘12，所述第二刻度盘12固定套设在调节轴5上端，第一刻度盘11位于第二刻度盘12外圈且两者可相对转动，所述第一刻度盘11用于表征顶尖x向的位移量，其上环形设有多个位移量刻度值，所述第二刻度盘12用于表征调节轴的角度调整量，其上环形设有多个与位移量刻度值一一对应的角度调整量刻度值。这样的，通过设置第一刻度盘和第二刻度盘，而第二刻度盘是固定套设在调节轴上，其能够随着调节轴的转动而转动，而第一刻度盘和第二刻度盘分别是用来表征顶尖x向的位移量和调节轴的角度调整量，两者的刻度值一一对应，可以方便操作人员根据其转动调节轴的角度值来直观的了解顶尖对应在的x方向上的位移量，从而精确和快速的调整顶尖与主轴之间的同轴度。作为优化，所述第二安装孔为台阶孔结构，所述调节轴5中部设有环状凸起13，所述环状凸起13的下端面抵靠在第二安装孔的台阶面上，所述调节轴5上套设有环形压板14，所述环形压板14下端面部分抵靠在在尾座体1顶部上，在所述环状凸起13的上端面与环形压板14的下端面之间设有弹性件15，所述第二刻度盘12的下端面与环形压板14的上端面抵靠。这样设置方便安装调节轴，且通过设置环形压板，可以固定第二刻度盘，使其与第一刻度盘能够相对转动，同时第二固定盘的下端面与环形压板的上端面抵靠，在环状凸起的上端面与环形压板的下端面件设置弹性件，通过弹性件的弹力可以对调节轴起到一个预紧作用，保证使用过程中调节轴上下位置不变。作为优化，所述调节轴5顶部中心竖直开设有供内六角扳手扳动的内六角孔17。这样的，设置内六角孔可以方便操作人员通过内六角扳手扳动调节轴，使其能够转动。作为优化，所述弹性件15为碟簧，碟簧的上下两端分别与环形压板14的下端面和环状凸起13的上端面相抵接。这样的，弹性件选用碟簧，可以利用碟簧的行程短和负荷大的特性，对调节轴提供了一定预紧力。作为优化，所述调节轴5上位于环状凸起13下侧的外侧壁开设有密封圈安装槽，所述密封圈安装槽内设有密封第二安装孔内壁与调节轴外侧壁的密封圈16。在本发明实施例中，顶尖x向的位移量设为△x，顶尖y向的位移量设为△y，调节轴的角度调整量设为a，则根据相互驱动关系可以得到：△x=r*sin[arctan（r*sina/m）]；△y=r*{1-cos[arctan（r*sina/m）]}；其中r为顶尖轴线相对顶尖安装套筒中心的偏心距离，r为偏心轴中心相对于调节轴中心的偏心距离，m为驱动环中心到顶尖安装套筒中心的竖直距离，在本发明实施例中，r=1mm，r=5mm，m=38.9mm，以上三个参数值都是根据机床的不同尾座结构尺寸进行具体优化的。在设定调节轴的角度调整量时，可参考图2所示状态，此时设定调节轴处于0°位置，逆时针或顺时针转动调节轴，可以带动顶尖安装套筒同时逆时针或顺时针转动，从而使得顶尖轴线产生x和y方向的位移，本实施例中的位移量与角度调整量间的关系如下表（其中顺时针为负值，逆时针为正值）：角度调整量a顶尖x向位移量（mm）顶尖y方向位移量（mm）0°00+8.95°0.02-0.0002+18.14°0.04-0.0008+27.88°0.06-0.0018+38.64°0.08-0.0032+51.43°0.10-0.005+70.12°0.12-0.007-8.95°-0.02-0.0002-18.14°-0.04-0.0008-27.88°-0.06-0.0018-38.64°-0.08-0.0032-51.43°-0.10-0.005-70.12°-0.12-0.007从上述表中可以看出顶尖在x方向上的位移与在y方向上的位移量不在同一个数量级上，其在y方向上的变化可忽略不计，当需要调整的顶尖x向位移量大于0.12mm后，此时顶尖在y方向上变化越来越敏感，不再适合此种调心方式，建议拆除尾座中心贴塑进行刮研调整。当前第1页12