可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置的制作方法

本发明涉及一种可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置，属于精密测量机械技术领域。

背景技术：

顶尖是固定轴类零件的装置，一般成对使用，一个是固定顶尖，一个是活动顶尖。在精密测量领域，要求顶尖在旋转过程中要平稳，精度要求高，随机跳动小，每次重复装夹时，位置一致性好。

目前，用于精密测量的活动顶尖通常采用：活动顶尖安装在圆柱导杆上，圆柱导杆每次上下小范围移动，实现同种零件的重复装夹；对不同工件要求大范围移动活动顶尖，采用导轨槽，活动顶尖整体在滑槽内移动。

由于圆柱导杆每次上下小范围移动，就要求圆柱导杆和导筒有一定的间隙，这个间隙一般在5-8个微米，每次移动后，顶尖的位置就不固定，顶尖在旋转时就会晃动，原顶针在高速旋转或装夹的时候转动会发生转动或径向偏移，即便是微小的偏移，也会使顶针与工件不同心，使加工误差变大。这对高精密测量是致命的缺点。

在要求活动顶尖大范围移动时，由于活动顶尖整体要在滑槽内移动，滑槽与导块之间也有5-8个微米，这个5-8个微米的间隙，也将使活动顶尖大范围移动后位置不确定。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置，重复定位精度高、运转时随机跳动低，使用成本低，运行可靠，使用寿命长。

按照本发明提供的技术方案，所述可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置，其特征是：包括活动顶尖座、涨套顶针机构、装夹把手机构和弹性锁紧装置；

所述活动顶尖座上设有导向孔，导向孔安装涨套顶针机构，涨套顶针机构包括涨套和设置于涨套内孔中的顶针部件，涨套分为呈上下设置的涨套大径段和涨套小径段，在涨套小径段的外圆与导向套滑动滑配；在所述涨套小径段的外圆上套设第一弹簧，第一弹簧的上端抵住第一顶尖主轴盖的下端面，第一弹簧的另一端抵在涨套大径段的上端面上；所述顶针部件包括顶针和顶针连接轴，顶针连接轴固定安装在顶针的上部，涨套大径段的内部锥孔与顶针的外锥圆紧密配合；在所述顶针连接轴和涨套的内孔之间设置第二弹簧，第二弹簧的上端顶住涨套小径段的内孔端面，第二弹簧的下端顶住顶针的上端面；所述涨套小径段和顶针连接轴通过销轴固定连接，销轴与导向套的上端面接触；在所述活动顶尖座的上端安装能够向上推动导向套的装夹把手机构；在所述顶法连接轴的上端安装有用于限制住导向套的限位件；

在所述活动顶尖座的一侧安装弹性锁紧装置，弹性锁紧装置包括设置于定位平台的固定槽内的顶尖锁紧螺母，顶尖锁紧螺母的螺母座沿固定槽的长度方向滑动设置，顶尖锁紧螺母与固定槽的高度方向间隙配合；所述顶尖锁紧螺母的中心轴与拉紧轴固定连接，拉紧轴与偏心轴铰接；在所述顶尖锁紧螺母的中心轴上套设锁紧块，锁紧块与顶尖锁紧螺母的中心轴之间设置锁紧挡圈；所述锁紧块设置于活动顶尖座外侧的锁紧槽内，锁紧槽的一侧边为弹性边，弹性边具有第一斜面，锁紧块靠近弹性边的一侧设有与第一斜面相配合的第二斜面；在所述顶尖锁紧螺母的中心轴上设置第三弹簧，第三弹簧的两端分别与锁紧块和顶尖锁紧螺母的端面接触。

进一步的，所述装夹把手机构包括轴承座，在轴承座上铰接把手，把手上设有能够向上推动导向套的第一横向小支轴和第二横向小支。

进一步的，所述限位件为法兰螺母。

进一步的，在所述导向孔的上下两端分别固定第一顶尖主轴盖和第二顶尖主轴盖，第一顶尖主轴盖和第二顶尖主轴盖固定于活动顶尖座上。

进一步的，所述导向套设置于涨套小径段的外圆与第一顶尖主轴盖的内孔之间。

进一步的，在所述涨套小径段和顶针连接轴上分别设有销孔，销轴穿过销孔。

进一步的，所述固定槽为t型槽。

进一步的，在所述偏心轴的端部安装锁紧把手。

进一步的，在所述活动顶法座上设有螺纹孔，螺纹孔内设有销钉，销钉卡在涨套大径段的轴向槽内。

本发明所述可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置，利用涨套原理，用带有涨套的导杆实现活动顶尖上下小范围移动，小范围移动后涨套使顶尖抱紧固定。在滑槽与导块之间设立涨紧机构使活动顶尖整体在滑槽内移动后能够紧靠一个定位面，实现很好的重复定位问题。

附图说明

图1为本发明所述可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置的结构示意图。

图2为所述活动顶尖座的剖视图。

图3为本发明所述可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置的剖视图。

图4为所述装夹把手机构的结构示意图。

图5为所述弹性锁紧装置的剖视图。

附图标记说明：100-活动顶尖座、200-涨套顶针机构、300-装夹把手机构、400-弹性锁紧装置、500-定位平台、101-第一顶尖主轴盖、102-第二顶尖主轴盖、201-涨套大径段、202-涨套小径段、203-顶针、204-顶针连接轴、205-第一弹簧、206-第二弹簧、207-销轴、208-法兰螺母、209-导向套、301-把手、302-轴承座、401-顶尖锁紧螺母、402-第三弹簧、403-锁紧挡圈、404-偏心轴、405-锁紧块、406-拉紧轴、601-第一横向小支轴、602-第二横向小支轴、1001-锁紧槽、1002-弹性边、1003-导向孔、1004-锁紧把手、1005-销钉、1006-螺纹孔。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

以下具体实施方式的描述中，坐标系参考图3，以图3中的上下方向为上下，左右方向为左右。

如图1所示，本发明所述可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置包括活动顶尖座100、涨套顶针机构200、装夹把手机构300和弹性锁紧装置400。

如图2、图3所示，所述活动顶尖座100上设有导向孔1003，导向孔1003的上下两端（以图3中的上下方向为上下）分别固定第一顶尖主轴盖101和第二顶尖主轴盖102，第一顶尖主轴盖101和第二顶尖主轴盖102采用螺母固定于活动顶尖座100上；在所述活动顶尖座100的导向孔1003内安装涨套顶针机构200，涨套顶针机构200包括涨套和设置于涨套内孔中的顶针部件，涨套分为两段，分别为呈上下设置的涨套大径段201和涨套小径段202，在涨套小径段202的外圆与第一顶尖主轴盖101的内孔间设置导向套209，涨套小径段202与导向套209滑动滑配，具有较高的同心精度；在所述涨套小径段202的外圆上套设第一弹簧205，第一弹簧205的上端抵住第一顶尖主轴盖101的下端面，第一弹簧205的另一端抵在涨套大径段201的上端面上；所述顶针部件包括顶针203和顶针连接轴204，顶针连接轴204采用螺纹安装在顶针203的上部，涨套大径段201的内部锥孔与顶针203的外锥圆紧密配合；在所述顶针连接轴204和涨套的内孔之间设置第二弹簧206，第二弹簧206的上端顶住涨套小径段202的内孔端面，第二弹簧206的下端顶住顶针203的上端面；在所述涨套小径段202和顶针连接轴204上分别设有销孔，在销孔中设置销轴207，销轴207与导向套209的上端面接触；在所述活动顶尖座100的上端安装装夹把手机构300，如图4所示，装夹把手机构300包括轴承座302，在轴承座302上通过滑动轴承铰接把手301，把手301上设有第一横向小支轴601和第二横向小支轴602，第一横向小支轴601和第二横向小支轴602设置于导向套209的端面下方，在把手301向上转动的过程中第一横向小支轴601和第二横向小支轴602能够向上推动导向套209；在所述顶尖连接轴204的顶端安装有法兰螺母208，在导向套209向上运动的过程中，法兰螺母208能够限制住导向套209。

如图3、图5所示，在所述活动顶尖座100的左侧安装弹性锁紧装置400，弹性锁紧装置400包括设置于定位平台500的固定槽内的顶尖锁紧螺母401，固定槽为t型槽，顶尖锁紧螺母401的螺母座沿固定槽的长度方向滑动设置（即图3中的上下方向），并且顶尖锁紧螺母401与固定槽间隙配合使顶尖锁紧螺母401能够沿固定槽的高度方向活动（即图3中的左右方向）；所述顶尖锁紧螺母401的中心轴通过螺纹与拉紧轴406连接，拉紧轴406与偏心轴404铰接，偏心轴404的端部安装锁紧把手1004；在所述顶尖锁紧螺母401的中心轴上套设锁紧块405，锁紧块405与顶尖锁紧螺母401的中心轴之间设置锁紧挡圈403；所述锁紧块405设置于活动顶尖座100外侧的锁紧槽1001内，锁紧槽1001的一侧边为弹性边1002，弹性边1002具有第一斜面，锁紧块405靠近弹性边1002的一侧设有与弹性边1002的第一斜面相配合的第二斜面，弹性边1002的第一斜面和锁紧块405的第二斜面相配合时，弹性边1002能够向固定槽的侧壁方向靠紧，使活运顶尖座100实现锁紧；在所述顶尖锁紧螺母401的中心轴上设置第三弹簧402，第三弹簧402的两端分别与锁紧块405和顶尖锁紧螺母401的端面接触。

如图3所示，在所述活动顶法座100上设有螺纹孔1006，螺纹孔1006内设有销钉1005，销钉1005卡在涨套大径段201的轴向槽内，以便于在涨套上下移动时能够实现周向定位。

本发明所述可伸缩式弹性回转定位的活动顶尖装置的工作过程包括两种情况：（1）一种是活动顶尖装置在固定槽内上下大范围整体移动（图3的上下方向），（2）另一种是通过活动顶尖装置上的把手301使顶针部件在活动顶尖座100的导向孔1003内上下小范围移动（图3的上下方向）。

（1）所述活动顶尖装置在固定槽内上下大范围整体移动时包括松开活动顶尖装置过程和锁紧活动顶尖装置过程。

松开活动顶尖装置过程：如图3所示，人工扳动锁紧把手1004，锁紧把手1004通过偏心轴404带动拉紧轴406，拉紧轴406带动顶尖锁紧螺母401，顶尖锁紧螺母401的中心轴上锁紧挡圈403推动锁紧块405向外移动，这时，活动顶尖座100背部锁紧槽1001的弹性边1002自动回弹，这样活动顶尖装置整体就可以沿固定槽上下移动了。

锁紧活动顶尖装置过程：如图3所示，当活动顶尖装置整体移动到想要的位置时，人工扳动锁紧把手1004向反方向旋转，锁紧把手1004通过偏心轴404带动拉紧轴406，拉紧轴406带动顶尖锁紧螺母401，顶尖锁紧螺母401推动第三弹簧402，第三弹簧402推动锁紧块405，锁紧块405的斜面推动活动顶尖座100背部锁紧槽1001的弹性边1002，使活动顶尖座100向一边靠紧，同时，顶尖锁紧螺母401拉紧活动顶尖座100，使活动顶尖座100紧贴在定位平台500的定位面。

（2）顶尖部件在导向孔1003内上下小范围移动过程：

如图3所示，人工提起把手301，把手301上的第一横向小支轴601和第二横向小支轴602一起推动导向套209向上运动，导向套209的上端面推动销轴207，销轴207先是通过涨套小径段202带动涨套整体上行，同时，第二弹簧206在涨套上提时，利用弹簧力使顶针203与涨套大径段201内部松开，使涨套能够自由移动；涨套整体上行一定距离时涨套小径段202的上端部接触到法兰螺母208，通过法兰螺母208带动顶针连接轴204和顶针203一起上行。上行到一定位置时，装上轴，轴端中心孔对紧顶针203，顶住顶针203，松开把手301，此时第一弹簧205推动压紧涨套大径段201下行，使涨套抱紧顶针203。

本发明主要具有以下优点：

（1）针对高速旋转或装夹过程中顶尖转动或晃动而出现轴向或径向偏移问题，根据涨套原理，采用涨套在导筒内移动，涨套与顶尖为松接触，当涨套与顶尖移动到要求位置时利用弹簧涨套抱紧顶尖，同时使涨套与导筒紧配合，确保顶尖在转动时不晃动。

（2）在涨套与顶尖之间用设置弹簧使涨套和顶尖一起上移时保持顶尖与涨套松配合，保证涨套自由移动。

（4）在滑槽与导块之间设立斜面涨紧机构，使活动顶尖整体在滑槽内移动后能够紧靠一个定位面，实现活动顶尖整体在大范围的移动时有很好的重复定位精度。

（5）针对高频率使用装夹不便带来的问题，采用手动的把手控制顶尖上下移动，满足轴在范围内反复装夹。