一种轴向顶紧装置的制作方法

本实用新型属于零件的装夹、安装技术领域，尤其涉及一种可轴向进行柔性或者刚性顶紧的机构。

背景技术：

很多设备都涉及到顶紧机构，最常见的诸如机床尾座的顶尖，由丝杠轴向传动顶尖，顶紧轴类等零件，属于一种刚性顶紧装置，而在实际生产应用中，还经常要用到柔性的顶紧装置，以便给零件或者整体结构一个缓冲时间，保证结构的稳定性，避免刚性冲击损坏，在于一定条件下系统或者零件所受的安装顶紧力需要在柔性和刚性之间切换，以适应不同工作需要，例如在设备运行之初，传动轴与驱动装置连接后，启动的瞬间会产生强大的刚性冲击载荷，对于一些设备则极易产生损坏，影响其稳定性和使用寿命，而在启动运行过程中，为了保持稳定，又需要使传动系统内部的某些零件之间变成刚性传动，同时提高机械效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种轴向顶紧装置，该装置不但可以选择性地对轴类等零件起到柔性或者刚性的顶紧、支撑，还可以对柔性力的载荷范围进行设置。

本实用新型的技术方案如下：

一种轴向顶紧装置，包括顶尖轴，所述顶尖轴由上至下依次包括同轴相连的顶端为圆锥状的轴尖段、轴肩段和光轴段，所述轴肩段的直径大于所述轴尖段和光轴段的直径，在所述顶尖轴内沿其轴向设有一道贯通顶尖轴上下两端的通孔，所述通孔由上至下依次包括彼此同轴相连通的圆锥孔、小光孔、螺纹孔、大光孔；所述圆锥孔的大端面直径不小于所述小光孔的直径，所述小光孔、螺纹孔、大光孔的直径依次递增。

还包括顶紧螺栓，所述顶紧螺栓穿过所述大光孔后向上拧入所述螺纹孔内，在所述大光孔内的顶紧螺栓上套有第一平垫和第二平垫，所述第一平垫的外圆直径大于所述螺纹孔的直径，在所述第一平垫和第二平垫之间设有套在顶紧螺栓上的预紧弹簧。

所述小光孔内设有可在小光孔内自由滑动的小圆柱，在所述顶紧螺栓和小圆柱之间的小光孔内还设有可在小光孔内自由滑动的顶紧弹簧。

在所述圆锥孔内设有直径小于所述小光孔直径的钢珠，所述顶紧螺栓向上拧动时通过所述顶紧弹簧推动小圆柱将所述钢珠的一部分顶出所述圆锥孔的开口端。

在所述顶紧螺栓内还设有贯通其上下端面的螺纹通孔，在该螺纹通孔内设有顶紧螺柱，所述顶紧螺柱竖直向上拧动时可推动所述小圆柱将所述钢珠的一部分顶出所述圆锥孔的开口端。

进一步地，所述顶紧螺栓为内六角螺栓，在其螺帽的六边形凹槽底部开有所述螺纹通孔，所述顶紧螺柱位于所述六边形凹槽底部的一端设有凹陷的小六边形凹槽。

进一步地，所述顶紧螺栓上的螺纹为细牙螺纹。

进一步地，所述第一平垫和第二平垫之间的顶紧螺栓的部分为光轴段。

进一步地，所述顶紧螺柱的上端设有圆柱状的硬质橡胶垫，所述硬质橡胶垫紧密地嵌于顶紧螺柱的上端面。

进一步地，所述圆锥孔的大端面即所述小光孔的上端口。

进一步地，所述圆锥孔的锥角为90～110度。

进一步地，所述小圆柱的顶端嵌有硬质合金制成的圆柱状的凸圆柱，所述凸圆柱与所述小圆柱同轴，凸圆柱与所述小光孔间隙配合。

进一步地，所述钢珠表面镀硬铬。

本实用新型的有益效果：本实用新型可以安装在需要顶紧的诸如轴之类的零部件上，使用时，将轴尖段伸入零件的端面，并在相应端面设置相配合的圆锥孔，孔底为容纳钢珠伸出球面的球面孔底，需要柔性顶紧，起过载保护时，将顶紧螺柱从小光孔内退出一段，然后依靠顶紧弹簧来支撑钢珠，其过载保护程度或者柔性顶紧力的最大临界值可以通过设置顶紧螺柱可伸入小光孔的长度还设置，需要在很大的柔性力范围内发挥顶紧作用、缓冲时，顶紧螺柱的伸入小光孔的长度要尽可能地小，反之亦然。而在需要直接刚性顶紧、支撑时，则将顶紧螺柱直接拧至与小圆柱底端面相接触即可。

由此可见，本实用新型不但可以选择性地对轴类等零件起到柔性或者刚性的顶紧、支撑，还可以对柔性力的载荷范围进行设置，且其操作方式简单、整体结构可靠。由于本实用新型结构简单紧凑，在使用时，只需做适应性的结构设计即可，简单易行。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为钢珠设置在轴尖段的圆锥孔内时的结构示意图。

图3为未设置钢珠时的轴尖段结构示意图。

图4为顶紧螺栓剖视图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1—4所示，一种轴向顶紧装置，包括顶尖轴，所述顶尖轴由上至下依次包括同轴相连的顶端为圆锥状的轴尖段15、轴肩段16和光轴段17，所述轴肩段16的直径大于所述轴尖段15和光轴段17的直径，轴尖段15用于伸入轴类或其他零件的端面，将零件顶紧；轴肩段16上端面用于轴尖段15伸入所需顶紧的零件端面时的轴向定位，光轴段17 则可用于安装轴承之类的回转零件，以便实现轴的竖直灵活转动。在所述顶尖轴内沿其轴向设有一道贯通顶尖轴上下两端的通孔，所述通孔由上至下依次包括彼此同轴相连通的圆锥孔1801、小光孔1802、螺纹孔1803、大光孔1804；所述圆锥孔1801的大端面直径不小于所述小光孔1802的直径，所述小光孔1802、螺纹孔1803、大光孔1804的直径依次递增。

还包括顶紧螺栓19，所述顶紧螺栓19穿过所述大光孔1804后向上拧入所述螺纹孔1803 内，在所述大光孔1804内的顶紧螺栓19上套有第一平垫20和第二平垫21，所述第一平垫20的外圆直径大于所述螺纹孔1803的直径，在所述第一平垫20和第二平垫21之间设有套在顶紧螺栓19上的预紧弹簧22，以便预紧弹簧22的两端均匀稳定地顶在第一平垫 20和第二平垫21上，提高顶紧螺栓19的联接牢靠度。

所述小光孔1802内设有可在小光孔1802内自由滑动的小圆柱23，在所述顶紧螺栓19 和小圆柱23之间的小光孔1802内还设有可在小光孔1802内自由滑动的顶紧弹簧24，顶紧弹簧24的外径略小于小光孔1802的孔径，以便顶紧弹簧24更好地在小光孔1802内壁的导向作用下滑动。

在所述圆锥孔1801内设有直径小于所述小光孔直径的钢珠25，以便钢珠25可以从大光孔1804内灌入最后抵达圆锥孔1801内，所述顶紧螺栓19向上拧动时通过所述顶紧弹簧24推动小圆柱23将所述钢珠25的一部分顶出所述圆锥孔1801的开口端。

在所述顶紧螺栓19内还设有贯通其上下端面的螺纹通孔，在该螺纹通孔内设有顶紧螺柱26，顶紧螺柱26可竖直向上拧出顶紧螺柱26的上端面并伸入所述顶紧弹簧24内，所述顶紧螺柱26竖直向上拧动时可推动所述小圆柱23将所述钢珠25的一部分顶出所述圆锥孔1801的开口端。

进一步地，所述顶紧螺栓19为内六角螺栓，在其螺帽的六边形凹槽底部开有所述螺纹通孔，所述顶紧螺柱26位于所述六边形凹槽底部的一端设有凹陷的小六边形凹槽。以便更方便地对顶紧螺栓19进行调节，同时本身具有的六边形凹槽可以用来继续开设所述螺纹通孔，并在顶紧螺柱26设置相应的小的六边形凹槽，以直接使用内六角扳手安装。

进一步地，所述顶紧螺栓19上的螺纹为细牙螺纹。细牙螺纹的螺距较小，调节更为细微均匀，以便钢珠25更加适当地顶在相应零件的端面上。

进一步地，所述第一平垫20和第二平垫21之间的顶紧螺栓19的部分为光轴段，以便安装预紧弹簧22和两块平垫，在实际制作时根据调节范围确定光轴段的长度。

进一步地，所述顶紧螺柱26的上端设有圆柱状的硬质橡胶垫27，所述硬质橡胶垫27 紧密地嵌于顶紧螺柱26的上端面，采用硬质橡胶27能使顶紧螺柱26更密实地与小圆柱 23的底面相接，提升传力的均匀稳定性。

进一步地，所述圆锥孔1801的大端面即所述小光孔1802的上端口，以便在制作时一体成型，采用相应锥角值的钻头直接钻成，保证二者之间的同轴度，同时使钢珠25更准确快速地进入圆锥孔1801内，顺利地被小圆柱23顶出圆锥孔1801的开口处。

进一步地，所述圆锥孔1801的锥角为90～110度，此种锥角下，轴尖段15和钢珠25 伸入到轴类等其他零件端面配合时更为稳定可靠。

进一步地，所述小圆柱23的顶端嵌有硬质合金制成的圆柱状的凸圆柱28，所述凸圆柱28与所述小圆柱23同轴，凸圆柱28与所述小光孔1802间隙配合，由于小圆柱23经常在小光孔1802内自由滑动，且更重要的是直接与钢珠25直接接触承压，因此属于易损件，为提高其工艺性和经济性，特将小圆柱23做成可拆卸的两段形式，即在小圆柱23的顶端承插连接有凸圆柱28，便于制作时仅对凸圆柱28的尺寸精度和表面粗糙度进行精确控制，降低成本，提升工艺性；且凸圆柱28与所述小光孔1802间隙配合，其间隙配合量一般不超过常用间隙配合公差值，宜取单边间隙0.05—0.08mm。

进一步地，所述钢珠25表面镀硬铬；这是因为钢珠25直接与零件接触，其表面硬度必须要高，而且耐磨，否则钢珠25极易表面破损或者整体变形导致与零件的轴线不共线而使诸如竖直安装的轴等零件受到斜向力，导致零件偏摆。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。