专利名称：一种高速活顶尖的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种活顶尖，具体的说是一种用于高速数控加工中心上的高速活顶尖。
背景技术：
目前，市场上所采用的顶尖多为死顶尖，在磨削过程中，容易出现的工件两中心孔研伤、托架磨损，失去加工基准，无法保证加工精度，随着技术的进步，一些企业在不断的研发活顶尖，然而活顶尖由于承重有限、支撑困难等原因大多用在小型设备上，而且由于活顶尖内部受力不均衡以及存在的游隙使活顶尖本身的回转精度满足不了加工精度度需要，并且导致部件易磨损、精度较低、使用寿命短、切削效率低，从而使得生产成本高，其次活顶尖的极限转速一般在3000—5000转/分，目前还无法达到6000转/分以上，因此无法应用于高速数控加工中心等高速领域，从而不能满足企业生产的需要，制约了企业的发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题的不足，提供一种高速活顶尖，转速达到 6000转/分以上，而且精度高、使用寿命长，大大提高数控机床的切削效率。本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是一种高速活顶尖，包括顶尖头、顶尖轴和壳体，所述的壳体由轴壳和壳体锥柄组成，轴壳和壳体锥柄为一体结构， 顶尖头为活动头，所述的顶尖头由顶尖和顶尖头锥柄组成，顶尖头锥柄设置在顶尖轴内，顶尖轴设置在轴壳的空腔内，顶尖头的轴线、顶尖轴的轴线与壳体锥柄的轴线重合，在顶尖轴与轴壳之间设有轴承组件，所述的轴承组件由受力轴承组和平衡轴承组构成，受力轴承组和平衡轴承组之间设有一组调节垫，顶尖头的转速为> 6000转/分钟。所述的调节垫由环形的内调节垫和环形的外调节垫组成。所述的受力轴承组设置在顶尖头锥柄相对应的顶尖轴的外圆周面上，受力轴承组由至少两个的角接触球轴承构成。所述的平衡轴承组设置在轴壳内壁的一级凸台上，平衡轴承组外圈的外圆周面和内圈的内圆周面分别于轴壳内壁和顶尖轴的后部轴面相接触，平衡轴承组由至少一个的角接触球轴承构成。所述顶尖的锥度为60°。所述顶尖头锥柄的锥度是1 :4 一 1 :20。所述锥柄的锥度是1 :7。所述的顶尖轴上设有安装顶尖头的凹腔，顶尖轴的前端设有密封盖，密封盖与顶尖轴的连接处构成迷宫式密封。所述壳体上设置的壳体锥柄，为莫氏锥柄。
所述壳体上设置的壳体锥柄，其莫氏锥柄的锥度为1 :19。所述壳体上设置的壳体锥柄具有空芯，在壳体锥柄的末端设有堵头。所述壳体上设置的壳体锥柄，其末端设有锥柄凸台。
所述壳体上设置的轴壳的内腔上分别设有一级凸台、二级凸台和三级凸台。目前的可换式活顶尖由于其无支撑，顶尖可换等结构原因导致其转速较低，而且由于活顶尖内部轴承安排不合理，导致受力不均勻且内部游隙无法调整，因此造成该类轴承在使用过程中磨损较快，使用寿命较短。本发明一种高速活顶尖，通过调配内部受力轴承组和平衡轴承组位置关系，所述的受力轴承组设置在顶尖头锥柄相对应的顶尖轴的外壁上，受力轴承组由至少两个的角接触球轴承构成，所述的平衡轴承组设置在轴壳内壁的一级凸台上，并与顶尖轴的后部轴面相接触，平衡轴承组由至少一个的角接触球轴承构成。本发明合理安排受力轴承组和平衡轴承组的位置关系以及组数，使其达到最佳的组合，通过受力轴承和平衡轴承共同承载径向力和轴向力，使得该产品具备高转速性能，而且使用寿命长，精度较高。本发明的有益效果是
1、通过调配内部受力轴承组和平衡轴承组，所述的受力轴承组设置在顶尖头锥柄相对应的顶尖轴的外壁上，受力轴承组由至少两个的角接触球轴承构成，所述的平衡轴承组设置在轴壳内壁的一级凸台上，并与顶尖轴的后部轴面连接，平衡轴承组由至少一个的角接触球轴承构成。本发明合理安排受力轴承组和平衡轴承组的位置关系以及组数，使其达到最佳的组合，使得该产品具备高转速性能，而且使用寿命长，精度较高。使得活顶尖的转速可达到6000转/分，精度高可达3 μ m，适用范围更广，使用寿命更长。2、通过在受力轴承组和平衡轴承组之间设置调节垫，调整内部游隙，使得轴承处于最佳工作状态。3、顶尖头的锥柄部分设置在顶尖轴内，由于顶尖头为受力集中部位，受力过程中通过顶尖头锥柄将力传给顶尖轴，然后顶尖轴将作用力传递给轴壳、壳体锥柄，因此顶尖轴和轴壳内部轴承设置的位置关系至关重要，通过在顶尖头锥柄相对应的顶尖轴的外壁上设置受力轴承组，用于承载顶尖头的作用力，在顶尖轴的后部轴面设置平衡轴承组，保证了顶尖头的使用寿命，同时实现了该活顶尖的高速性能。4、顶尖头和顶尖轴为分体式结构，顶尖头设置在顶尖轴上，顶尖轴设置在轴壳的凹腔内，通过在顶尖轴和轴壳之间配置受力轴承组和平衡轴承组，调整顶尖轴处于最佳受力状况，保证顶尖轴的旋转精度和使用寿命，并在受力轴承组和平衡轴承组之间设置调节垫，调节垫分为内调节垫和外调节垫，分别对受力轴承组和平衡轴承组的内圈和外圈定位。
图1是本发明的结构示意图。图中标记1、顶尖头，101、顶尖，102、顶尖头锥柄，2、顶尖轴，201、定位凸台，202、 密封盖，3、轴承组件，301、受力轴承组，302、平衡轴承组，4、壳体，401、轴壳，402、壳体锥柄， 403、一级凸台，404、二级凸台，405、三级凸台，406、空芯，407、堵头，408、锥柄凸台，5、调节垫，501、内调节垫，502、外调节垫，6、挡圈，7、螺母。
具体实施例方式如图所示，一种高速活顶尖，主要由顶尖头1、顶尖轴2、轴承组件3和壳体4，所述的壳体4由轴壳401和壳体锥柄402组成，轴壳401和壳体锥柄402为一体结构，顶尖头1 为活动头，所述的顶尖头1由顶尖101和顶尖头锥柄102组成，顶尖头锥柄102设置在顶尖轴2内，顶尖轴2设置在轴壳401的空腔内，顶尖头1的轴线、顶尖轴2的轴线与壳体锥柄 402的轴线重合，在顶尖轴2与轴壳401之间设有轴承组件3，所述的轴承组件3由受力轴承组301和平衡轴承组302构成，受力轴承组301和平衡轴承组302之间设有一组调节垫 5，顶尖头的转速为> 6000转/分钟。本发明，在顶尖轴2上设有安装顶尖头1的凹腔，在顶尖轴2 —侧还设有定位凸台 201，以定位凸台201的端面为定位基准，所述的受力轴承组301设置在顶尖头锥柄102相对应的顶尖轴2的外圆周面上，受力轴承组301由至少两个的角接触球轴承构成，顶尖轴2 的前端还设有密封盖202，密封盖与顶尖轴的连接处构成迷宫式密封，用于对内部轴承组件的密封。本发明，在壳体4上设置的轴壳401的内腔上分别设有一级凸台403、二级凸台 404和三级凸台405，所述的平衡轴承组302设置在轴壳401内壁的一级凸台403上，平衡轴承组外圈的外圆周面和内圈的内圆周面分别于轴壳401内壁和顶尖轴2的后部轴面相接触，平衡轴承组302由至少一个的角接触球轴承构成。在顶尖轴的一侧设有带螺纹的连接部，当轴承组件装在顶尖轴上后，在连接部上首先设置挡圈6，挡圈位于二级凸台与顶尖轴之间的空隙内，然后旋入螺母7拧紧用于定位平衡轴承，螺母设置在三级凸台与顶尖轴之间的空隙内，之后将顶尖轴和轴承组件共同装入轴壳空腔内。本发明，在受力轴承组301和平衡轴承组302之间设有调节垫5，所述的调节垫5 由环形的内调节垫501和环形的外调节垫502组成，环形的内调节垫501设置在受力轴承组和平衡轴承组的内圈空隙之间，环形的外调节垫502设置在受力轴承组和平衡轴承组的外圈空隙之间，调节垫5用于调整内部游隙，使得轴承处于最佳工作状态，受力轴承组和平衡轴承组内轴承安装方向相反。所述的顶尖头1，由顶尖101和顶尖头锥柄102组成，顶尖101的锥度为60°，顶尖头锥柄102的锥度是1 :4 一 1 :20，优选用顶尖头锥柄102的锥度为1 :7，此种结构使用
效果更佳。所述壳体4上设置的壳体锥柄402，为莫氏锥柄，其莫氏锥柄的锥度为1 :19，所述壳体4上设置的壳体锥柄402具有空芯406，在壳体锥柄402的末端设有堵头407，所述壳体4上设置的壳体锥柄402，其末端设有锥柄凸台408，上述结构用于更好的安装在机床上， 安装方便快捷。
权利要求
1.一种高速活顶尖，包括顶尖头(1)、顶尖轴(2)和壳体(4)，其特征在于所述的壳体 (4)由轴壳(401)和壳体锥柄(402)组成，轴壳(401)和壳体锥柄(402)为一体结构，顶尖头 (1)为活动头，所述的顶尖头(1)由顶尖(101)和顶尖头锥柄(102)组成，顶尖头锥柄(102) 设置在顶尖轴(2 )内，顶尖轴(2 )设置在轴壳(401)的空腔内，顶尖头(1)的轴线、顶尖轴(2 ) 的轴线与壳体锥柄(402)的轴线重合，在顶尖轴(2)与轴壳(401)之间设有轴承组件(3)，所述的轴承组件(3 )由受力轴承组(301)和平衡轴承组(302 )构成，受力轴承组(301)和平衡轴承组(302)之间设有一组调节垫(5)，顶尖头的转速为> 6000转/分钟。
2.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述的调节垫(5)由环形的内调节垫(501)和环形的外调节垫(502)组成。
3.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述的受力轴承组(301)设置在顶尖头锥柄(102)相对应的顶尖轴(2)的外圆周面上，受力轴承组(301)由至少两个的角接触球轴承构成。
4.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述的平衡轴承组(302)设置在轴壳(401)内壁的一级凸台(403)上，平衡轴承组外圈的外圆周面和内圈的内圆周面分别于轴壳(401)内壁和顶尖轴(2)的后部轴面相接触，平衡轴承组(302)由至少一个的角接触球轴承构成。
5.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述顶尖(101)的锥度为 60°。
6.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述顶尖头锥柄(102)的锥度是 1 :4 一 1 :20ο
7.根据权利要求6所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述锥柄(102)的锥度是17。
8.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述的顶尖轴(2)上设有安装顶尖头(1)的凹腔，顶尖轴(2)的前端设有密封盖(202)，密封盖与顶尖轴的连接处构成迷宫式密封。
9.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述壳体(4)上设置的壳体锥柄(402)，为莫氏锥柄。
10.根据权利要求9所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述壳体(4)上设置的壳体锥柄(402)，其莫氏锥柄的锥度为1 :19。
11.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述壳体(4)上设置的壳体锥柄(402 )具有空芯(406 )，在壳体锥柄(402 )的末端设有堵头(407 )。
12.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述壳体(4)上设置的壳体锥柄(402 )，其末端设有锥柄凸台(408 )。
13.根据权利要求1所述的一种高速活顶尖，其特征在于所述壳体(4)上设置的轴壳 (401)的内腔上分别设有一级凸台(403)、二级凸台(404)和三级凸台(405)。
全文摘要
一种高速活顶尖，包括顶尖头、顶尖轴和壳体，所述的壳体由轴壳和壳体锥柄组成，轴壳和壳体锥柄为一体结构，顶尖头为活动头，所述的顶尖头由顶尖和顶尖头锥柄组成，顶尖头锥柄设置在顶尖轴内，顶尖轴设置在轴壳的空腔内，顶尖头的轴线、顶尖轴的轴线与壳体锥柄的轴线重合，在顶尖轴与轴壳之间设有轴承组件，所述的轴承组件由受力轴承组和平衡轴承组构成，受力轴承组和平衡轴承组之间设有一组调节垫。本发明具备高转速性能，而且使用寿命长，精度较高。使得活顶尖的转速可达到6000转/分，精度高可达3μm，适用范围更广，使用寿命更长。
文档编号B23B23/04GK102554286SQ20121001611
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年9月28日
发明者张朝煌, 高化民 申请人:河南活顶尖机械有限公司