一种快拆快装式顶尖的制作方法

本发明涉及车削设备技术领域，具体涉及一种快拆快装式顶尖。

背景技术：

顶尖在机加工过程中对工件起到定位支撑的作用，常用顶尖通常由顶针、夹紧装置、套筒、固定销和芯轴组成，而顶针的尾部与芯轴锥度配合，在装配时顶尖装配在机床底板的尾座上，而尾座能够在机床底板上滑动。

在对顶尖进行安装的过程中，需要将连接盘上安装孔与尾座上的安装孔对齐，然后将紧固螺栓旋入安装孔内，如此达到固定的目的。但是，申请人在安装过程中发现，需要一只手将连接盘贴紧在尾座上，另一只手将紧固螺栓旋入安装孔内，这样操作起来不是很方便。同时，在对顶针与芯轴的同轴度进行调节时，连接盘的安装孔容易与尾座的安装孔错开，需要重新将连接盘上的安装孔的位置进行调节，如此工作效率势必降低。同时，顶杆与套筒通过螺纹连接，将顶杆旋入套筒内，安装时间较长。综上所述，现在顶尖的安装时间较长，工作效率不高。

技术实现要素：

本发明意在提供一种快拆快装式顶尖，以解决现在的顶尖安装工作效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快拆快装式顶尖，包括顶针、、套筒和中空的芯轴，套筒内依次设置有芯轴孔和偏心孔；偏心孔的侧壁上设置有沿套筒轴心周向均布的凹槽；套筒内设置有顶杆，顶杆尾部的周向设置有若干与凹槽配合的凸块；套筒头部设置有连接盘，连接盘上设置有固定件，尾座头部设置有与固定件配合的固定槽；顶针尾部伸入到芯轴内且与芯轴锥度配合，芯轴安装于芯轴孔内，顶杆的头部穿过偏心孔且伸入到芯轴尾部与顶针尾部的端面偏心相抵。

本发明的原理以及有益效果：顶尖的安装过程中，包括将套筒安装在尾座内的步骤，以及顶杆安装在套筒内的步骤。现有技术中，套筒安装在尾座过程中，操作人员一只手将套筒的连接盘与尾座抵紧，另一只手将紧固螺栓旋入到尾座和连接盘的安装孔内，如此将二者紧固在一起操作不是很方便。因此，本申请通过设置固定件和固定槽，将固定件伸入到固定槽内，如此达到初步固定的目的。操作人员不必一只手将连接盘与尾座抵紧，可以将抵紧连接盘与尾座的手释放出来扶着紧固螺栓，便于螺栓的安装。

现有技术中，顶杆与套筒螺纹连接，从而达到将顶杆固定在套筒内的目的，操作时，需要将顶杆旋入到套筒内，操作时间较长，将顶杆从套筒拆卸出来时，需要将顶杆旋出，工作效率不高。本方案中，将顶杆伸入到套筒内，凸块与凹槽内过盈配合，将顶杆卡紧在套筒内，如此安装顶杆的时间减少，并且操作相比于现有技术更为简单方便，达到快速安装的目的，将顶杆从套筒内拆卸出时，可直接将顶杆拉出，如此达到快速拆卸的目的。

进一步，所述固定槽为环形，所述固定件中空且为环形，固定槽与固定件螺纹配合。固定件与固定槽螺纹配合，如此使得套筒与尾座的固定更为稳定。

进一步，所述顶针尾部设置有膨胀组，芯轴内侧壁上设置有与膨胀组配合的膨胀槽。在加工过程中，若顶针与芯轴之间的同轴度发生改变，会导致工件加工不精确。与传统的方案相比，在本方案中，通过膨胀组与膨胀槽的配合，可以将顶针与芯轴卡紧，即使芯轴与顶针之间的同轴度发生改变，在膨胀槽与膨胀组的限位下，顶针与芯轴之间的同轴度的值改变量减小，尽量减小工件加工误差。

进一步，所述膨胀组至少为两个，每个膨胀组至少包括四个膨胀球。通过多个膨胀球，以保证膨胀球能够卡入到膨胀槽内，将顶针卡紧在芯轴上。

进一步，所述膨胀球由锡青铜材料制成。锡青铜材质可进行冷装配，锡青铜温度恢复过后会膨胀，并且与膨胀槽卡紧，从而达到膨胀球与膨胀槽过盈配合的目的。

进一步，所述套筒侧壁上设置有与偏心孔连通的散热孔，散热孔与外部连通。气体可以通过芯轴与偏心孔之间的间隙以及散热孔排出热气，可尽量降低顶杆和芯轴的温度。

进一步，所述凹槽靠近芯轴孔的一端高于凹槽远离芯轴孔的一端，所述凸块的上端面倾斜，倾斜面靠近芯轴孔的一端低于远离芯轴孔的一端。凹槽的侧壁与凸块的上端面均倾斜，以达到锥度配合，从而达到顶杆通过凸块与凹槽达到锥度配合的目的。

进一步，所述套筒靠近芯轴的一端可拆卸连接有密封盖，密封盖和芯轴之间安装有旋转骨架油封。密封盖用于密封芯轴和套筒之间的间隙，避免粉尘或冷却液水雾进入芯轴和套筒之间的间隙内，由于芯轴和套筒需要相对转动，若是进入粉尘或冷却液水雾容易导致较大的磨损。

进一步，所述芯轴上固定有环形的凸盘，凸盘外壁上设有环形的防水槽。在加工过程中的金属粉尘或冷却液水雾通过芯轴和套筒之间的间隙进入，但金属粉尘和冷却液水雾会进入防水槽内，避免增大芯轴和套筒之间的磨损。

进一步，所述密封盖上设有与防水槽连通的环形通道，密封盖下端设有与环形通道连通的排水孔。进入防水槽内的粉尘和冷却液水雾可通过环形通道、排水孔排出。

附图说明

图1为本发明实施例中快拆快装式顶尖的正向剖视图；

图2为图1的a部分放大图；

图3为图1的b部分放大图；

图4为凸块与凹槽的配合示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：尾座1、偏心孔2、套筒3、顶杆4、芯轴5、膨胀槽51、顶针6、膨胀球61、密封盖7、排水孔8、连接盘9、轴承10、旋转骨架油封11、防水槽12、固定管13、散热孔14。

实施例一：

基本如附图1、附图2和附图4所示，一种快拆快装式顶尖，包括顶针6、芯轴5和套筒3，套筒3内从左到右依次设置有芯轴孔、轴承孔和偏心孔2，在偏心孔2的尾部设置有沿套筒3中心轴线周向均布的凹槽，凹槽靠近套筒3的侧壁倾斜设置，靠近芯轴孔的一端高于凹槽远离芯轴孔的一端，套筒3内设置有顶杆4，顶杆4尾部的周向设置有若干与凹槽配合的凸块，凸块的上端面倾斜设置，上端面靠近芯轴孔的一端低于远离芯轴孔的一端，如此凹槽靠近套筒3的侧壁与凸块的上端面锥度配合。套筒3的侧壁设置有散热孔14，散热孔14将偏心孔2与外部空气连通，通过散热孔14可以对套筒3内进行降温。

套筒3头部设置有连接盘9，连接盘9上开设有若干横截面弧形的安装孔，尾座1上设置有若干横截面圆形的安装孔，弧形的安装孔与圆形的安装孔一一对应。连接盘的右侧壁焊接有固定件，本实施例中固定件为固定管13，固定管13的内侧壁设置有螺纹。套筒3安装于尾座1上，尾座1上设置有与固定管13配合的固定槽，固定槽为环形，固定槽的内侧壁上设置有螺纹，固定管13旋入固定槽内螺纹配合。

芯轴5安装于芯轴孔内，芯轴5头部伸出套筒3，芯轴5尾部插入轴承孔内，芯轴5和轴承孔内壁之间安装有轴承10，芯轴5头部固定有环形的凸盘，凸盘外壁上设有环形的防水槽12，防水槽12的横截面呈楔形，可根据实际情况设置防水槽12的个数，本申请中防水槽12设置有两个。芯轴5头部安装有密封盖7，密封盖7套设在芯轴5头部且密封盖7和凸盘之间安装有旋转骨架油封11，密封盖7右端和套筒3左端相抵，密封盖7和套筒3通过螺栓连接。

密封盖7上设有与防水槽12连通的环形通道，密封盖7下端设有与环形通道连通的排水孔8，当水雾进入密封盖7和芯轴5的连接间隙时，水雾进入到防水槽12和环形通道内并最终通过排水孔8排出，避免水雾侵蚀到凸盘右部的轴承10。

芯轴5内设有锥形孔和连通在锥形孔右端的柱形孔，锥形孔右端为小径端，锥形孔左端为大径端，锥形孔内锥度配合有顶针6，顶针6的头部为尖端且顶针6的头部伸出芯轴5。

具体实施过程如下：

将套筒3伸入到尾座1内，然后旋转套筒3，使得固定管13旋入到固定槽内，并且使得连接盘9的安装孔与尾座1上的安装孔对齐，将螺栓旋入尾座1和连接盘9的安装孔，如此达到套筒3与尾座1固定安装的目的。如此，操作人员不必一只手将连接盘9抵紧尾座1，另一只手将螺栓旋入尾座1与连接盘9的安装孔内。

套筒3安装在尾座1内过后，再将顶杆4头部伸入到偏心孔2内，再与顶针6尾部的端面相抵，受到偏心孔2的作用，顶杆4头部与顶针6尾部的端面偏心相抵。本方案中，顶杆4头部与顶针6尾部的端面相抵时，凸块伸入到凹槽内，并且凸块的上端面与凹槽的侧壁锥度配合，如此将顶杆4卡紧在套筒3内。现在的顶杆4与套筒3螺纹连接，顶杆4安装到套筒3内的安装时间较长，工作效率较低。本方案通过凸块与凹槽的锥度配合，并且通过凹槽对凸块进行限位，如此达到顶杆4与套筒3固定连接的目的，本方案的安装方式与现有的安装方式相比，速度更快，安装时间更短，工作效率更高。

当顶针6与芯轴5的同轴度发生改变，需要将顶针6与芯轴5重新锥度配合，具体的操作为，将尾座1和连接盘9上的螺栓取下，本实施例以顶针6的头部斜向下偏移为例，沿固定管13螺纹旋向的反方向转动套筒3，套筒3带动顶杆4转动，顶杆4的头部转动至芯轴5中轴线的上部的位置，抵紧顶针6，使得顶针6的中轴线恢复与芯轴5的中轴线重合的位置，如此达到顶针6与芯轴5重新锥度配合的目的。

在取下紧固螺栓过后，套筒3与尾座1的安装孔容易错开，而本申请的固定管13与固定槽进行了限位，如此套筒3与尾座1的安装孔不会错开，减少了操作人员对套筒3与尾座1的安装孔重新定位的步骤。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于，如附图1和附图3所示，顶杆4的尾部设置有膨胀组，膨胀组至少为两个，本实施例为两个，膨胀组至少包括四个膨胀球61，膨胀球61的直径为10mm膨胀系数为：17.6×10^-6。本实施例中，膨胀球61为四个，且本实施例中膨胀球61由锡青铜材料制成。芯轴5的内侧壁上设有与膨胀球61过盈配合的膨胀槽51，膨胀槽51的横截面为弧形。

具体实施过程如下：

顶针6尾部的膨胀球61通过低温氮气进行冷温冷却，冷却温度在-80℃，使得膨胀球61的直径减小，锡青铜的过盈量为0.0176mm。然后将顶针6伸入到芯轴5内，并且顶针6尾部端面与顶杆4头部端面相抵，并且膨胀球61位于膨胀槽51内。膨胀球61恢复温度过后会发生膨胀伸入到膨胀槽51内卡紧，如此顶针6尾部与芯轴5过盈配合的目的。

在对工件的加工过程中，芯轴5与顶针6间的锥度会发生改变，由于此时处于加工过程中，无法对顶针6与芯轴5之间的同轴度进行调节，因此本方案中通过膨胀球61与膨胀槽51进行过盈配合卡紧，以限制顶针6尾部的位置，从而降低顶针6在芯轴5内同轴度发生改变的几率。

当顶尖与芯轴5的锥度发生变化时，即顶针6的中轴线与芯轴5的中轴线不再重合，以顶针6的尖端斜向上偏移为例，此时顶针6的尾部会相对于芯轴5的中轴线斜向下，因此操作人员可旋转筒体，使得顶杆4的头部转动至芯轴5中轴线上部的位置，抵紧顶针6，使得顶针6的中轴线恢复与芯轴5的中轴线重合的位置，需要注意的是，顶尖锥度产生变化时，其变化是非常小的，因此锥度调节是在很小幅度内进行的。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。