顶尖、顶尖夹持器及顶尖自动切换装置的制作方法

本发明涉及机床设备，尤其涉及顶尖、顶尖夹持器及顶尖自动切换装置。

背景技术：

双车床主轴的车铣复合机床是世界机床发展的最新数控组合机床，这种机床能够让被加工的零件在一次装夹、自动交接后可完成所有的车、钻、以及铣等工序，极大提高了零件生产的加工效率，也减少因为多次装夹而出现定位误差的问题。对于一些细长零件的加工，需要采用一端用三爪卡盘另一端采用顶尖的方式来夹持零件。但是，由于顶尖需要工人频繁地拆卸与安装，极大地降低了加工效率也浪费了人力成本。另外，现有的顶尖结构较单一，其主体部分表面光滑，不利于夹持固定，且顶尖上的锥套，其结构固定，只能与一种直径大小的三爪卡盘适配，使顶尖的实用性较低。故而，急需一种实用性较高的顶尖、能够有效夹持该顶尖的夹持器及能实现顶尖自动切换的装置。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供实用性高的顶尖。

本发明的目的之二在于提供顶尖夹持器，能够有效夹持顶尖。

本发明的目的之三在于提供顶尖自动切换装置，可解决因多次装夹顶尖而导致定位误差的问题，能够实现顶尖的自动切换，有利于提高加工效率、降低人力成本。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

顶尖，包括顶尖本体和连接组件，所述顶尖本体的表面上设有定位部，所述连接组件设于顶尖本体的一端上，所述连接组件包括若干不同直径大小的锥套，若干所述锥套之间套接。

进一步地，所述定位部为绕顶尖本体圆周方向布置的凹槽。

进一步地，若干所述锥套之间通过卡接固定。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

顶尖夹持器，包括夹持套、卡紧机构和前面所述的顶尖，所述夹持套上设有用于承载顶尖的容置腔室，所述卡紧机构用于固定顶尖，所述卡紧机构的设置需满足：当所述卡紧机构受到顶尖本体挤压时，所述卡紧机构将发生形变，进而使所述顶尖本体能够进入容置腔室中；当所述卡紧机构不受顶尖本体挤压时，所述卡紧机构能够恢复形变，从而使所述卡紧机构与所述定位部相配合，以将顶尖本体固定于容置腔室中。

进一步地，所述卡紧机构设于夹持套上，所述卡紧机构与所述定位部卡接。

进一步地，所述卡紧机构包括顶丝、弹簧和钢珠，所述夹持套上设有安装通孔，所述安装通孔与容置腔室连通，所述顶丝设于安装通孔中，所述弹簧的一端套装于顶丝的一端上，所述钢珠与弹簧的另一端连接，所述钢珠与定位部卡接。

进一步地，所述顶尖夹持器还包括用于固定顶尖的压紧机构，所述压紧机构的设置需满足：当所述压紧机构受到顶尖本体抵顶时，所述压紧机构将发生形变，进而对所述顶尖本体施加远离压紧机构方向的作用力；当所述压紧机构不受顶尖本体抵顶时，所述压紧机构能够恢复形变从而使所述压紧机构回到初始位置。

进一步地，所述压紧机构包括连接螺钉、顶块和补偿弹簧，所述连接螺钉固定于夹持套上，所述顶块套装于连接螺钉上，所述补偿弹簧的两端分别与夹持套、顶块连接。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

顶尖自动切换装置，包括第一车床主轴、第二车床主轴、铣削主轴和前面所述的顶尖夹持器，所述第一车床主轴上设有第一三爪卡盘，所述第二车床主轴上设有第二三爪卡盘，所述铣削主轴能够对零件进行加工及夹持所述顶尖夹持器，所述铣削主轴能在所述第一三爪卡盘或所述第二三爪卡盘上安装和/或卸下所述顶尖，并能使所述夹持套与顶尖分离/连接，其中，所述顶尖包括顶尖本体和连接组件，所述连接组件包括若干不同直径大小的锥套，若干所述锥套之间可拆卸连接，进而使所述锥套与所述第一三爪卡盘或所述第二三爪卡盘实现连接/分离，从而使零件的两端分别通过所述顶尖和所述第一三爪卡盘或第二三爪卡盘夹持。

进一步地，所述顶尖自动切换装置还包括刀库部件，所述刀库部件设于铣削主轴的一侧，所述刀库部件能够承载刀具及所述顶尖夹持器，所述夹持套为刀柄套。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)可实现自动切换顶尖。将顶尖夹持器整体放入刀库中，使用时机床可把该装置的顶尖调出，安装到车床主轴的三爪卡盘上，并把刀柄套放回刀库中。顶尖使用完后，可把刀柄套再次调出，把顶尖收回到刀库中。像自动切换刀具一样切换顶尖，方便快捷。

(2)可实现准确安装。该结构中具有卡紧机构和压紧机构，即使机床运行稍误差，也可以安装到位，保证零件加工精度，有利于提高加工质量，同时防止顶尖损坏，有利于延长顶尖的使用寿命。

(3)既可以更换死顶尖也可以更换活动顶尖，满足不同零件的加工需求。

(4)更换不同直径的锥套，可满足不同直径零件的加工，实用性较高。

附图说明

图1为本发明中顶尖夹持器的正视图；

图2为本发明中顶尖夹持器的轴测图；

图3为本发明中顶尖的正视图；

图4为本发明中刀柄套的正视图；

图5为本发明中顶尖自动切换装置的结构示意图；

图6为图5中第二三爪卡盘松开状态的结构示意图；

图7为图5中第二三爪卡盘夹紧状态的结构示意图；

图中：1、刀柄套；11、刀柄；12、钢珠；13、弹簧；14、顶丝；15、补偿弹簧；16、顶块；17、连接螺钉；2、顶尖；21、圆弧槽；22、锥套；3、第一车床主轴；31、第一三爪卡盘；4、第二车床主轴；41、第二三爪卡盘；5、铣削主轴；51、刀具；6、零件。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-7所示，本实施例公开了顶尖2，包括顶尖本体和连接组件，顶尖本体的表面上设有定位部，连接组件设于顶尖本体的一端上，连接组件包括若干不同直径大小的锥套22，若干锥套22之间套接。

具体地，定位部为绕顶尖本体圆周方向布置的凹槽。优选地，该凹槽为圆弧槽21。

更具体地，若干锥套22之间通过卡接固定。

更佳的实施方式是，套接在一起的两个锥套22之间通过卡接的方式进一步固定。

在上述结构的基础上，本实施例还公开了顶尖2夹持器，包括夹持套、卡紧机构和前面的顶尖2，夹持套上设有用于承载顶尖2的容置腔室，卡紧机构用于固定顶尖2，卡紧机构的设置需满足：当卡紧机构受到顶尖本体挤压时，卡紧机构将发生形变，进而使顶尖本体能够进入容置腔室中；当卡紧机构不受顶尖本体挤压时，卡紧机构能够恢复形变，从而使卡紧机构与定位部相配合，以将顶尖本体固定于容置腔室中。

需要说明的是，卡紧机构设于夹持套上，卡紧机构与定位部卡接。

需要强调的是，卡紧机构包括顶丝14、弹簧13和钢珠12，夹持套上设有安装通孔，安装通孔与容置腔室连通，顶丝14设于安装通孔中，弹簧13的一端套装于顶丝14的一端上，钢珠12与弹簧13的另一端连接，钢珠12与定位部卡接，即钢珠12与圆弧槽21卡接。

在本实施例中，为了提高顶尖2的卡紧效果，圆弧槽21的数量可以设为两个或者两个以上，卡紧机构的数量与之相匹配。

另外，顶尖2夹持器还包括用于固定顶尖2的压紧机构，压紧机构的设置需满足：当压紧机构受到顶尖本体抵顶时，压紧机构将发生形变，进而对顶尖本体施加远离压紧机构方向的作用力；当压紧机构不受顶尖本体抵顶时，压紧机构能够恢复形变从而使压紧机构回到初始位置。

值得一提的是，压紧机构包括连接螺钉17、顶块16和补偿弹簧15，连接螺钉17固定于夹持套上，顶块16套装于连接螺钉17上，补偿弹簧15的两端分别与夹持套、顶块16连接。

故而，当顶尖本体进入刀柄套1时，顶块16受到顶尖本体前端抵顶，补偿弹簧15被压缩，钢珠12受到顶尖本体挤压，使得弹簧13被压缩，当顶尖本体表面上的圆弧槽21移动到钢珠12处时，钢珠12在弹簧13的弹性作用力下进入对应的圆弧槽21，使得顶尖本体卡紧在容置腔室中，由于顶尖本体前端受到顶块16施加在其上使其远离顶块16方向的作用力，从而能够使顶尖本体更好地固定在刀柄套1上。

在上述结构的基础上，本实施例还公开了顶尖2自动切换装置，包括第一车床主轴3、第二车床主轴4、铣削主轴5和前面的顶尖2夹持器，第一车床主轴3、第二车床主轴4上均设有三爪卡盘，具体地，第一车床主轴3的一端上设有第一三爪卡盘31，第二车床主轴4的一端上设有第二三爪卡盘41，铣削主轴5能够对零件6进行车、钻、以及铣等加工及夹持顶尖2夹持器，铣削主轴5能在第一三爪卡盘31或第二三爪卡盘41上安装和/或卸下顶尖2，并能使夹持套与顶尖2分离/连接，其中，顶尖2包括顶尖本体和连接组件，连接组件包括若干不同直径大小的锥套22，若干锥套22之间可拆卸连接，进而使锥套22与第一三爪卡盘31或第二三爪卡盘41实现连接/分离，从而使零件6的两端分别通过顶尖2和第一三爪卡盘31或第二三爪卡盘41夹持。

优选地，顶尖2自动切换装置还包括刀库部件，刀库部件设于铣削主轴5的一侧，刀库部件能够承载刀具51及顶尖2夹持器，在本实施例中，夹持套为刀柄套1，具体地，该刀柄套1包括刀柄11和套体，刀柄11和套体可以通过一体成型的方式制得。其中，压紧机构设于刀柄11上，容置腔室形成于套体上，进一步地，卡紧机构设于套体上。

如图1所示，本发明设置有带卡紧机构的刀柄套1、带圆环槽的顶尖2、不同直径大小的锥套22。把顶尖2放入到刀柄套1中，结合图5所示，铣削主轴5夹住刀柄11，将顶尖2和刀柄套1一起放入到刀库部件中，整个动作按正常切换刀具51即可。准备加工时，机床的铣削主轴5把顶尖2和刀柄套1从刀库部件自动取出来，然后把顶尖2送到第二车床主轴4上的第二三爪卡盘41上，通过第二三爪卡盘41夹紧顶尖2末端的锥套22实现顶尖2的固定，最后把刀柄套1抽出，使顶尖2与刀柄套1分离，刀柄套1放回刀库部件中，从而将顶尖2安装到第二车床主轴4上。工序加工完成后，需要将第一车床轴的零件6交换到第二车床主轴4上，用第一三爪卡盘31上夹紧继续加工，顶尖2从第二车床轴更换到第一车床主轴3上用第一三爪卡盘31夹紧。此时铣削主轴5先把第二车床主轴4上的顶尖2收回到刀柄套1中，第二车床主轴4的第二三爪卡盘41自动交接第一车床主轴3的零件6，再把顶尖2安装到第一车床主轴3上，即实现了零件6从第二车床主轴4的第二三爪卡盘41交接到第一车床主轴3上并继续加工，整个过程不用人工参与，能够实现顶尖2的自动切换，自动化程度较高，可解决因多次装夹顶尖2而导致定位误差的问题，有利于提高加工效率、降低人力成本。

故而，在上述结构的基础上，本实施例通过：

1.将刀柄11与顶尖2结构结合，采用机床更换刀具51的方式自动更换顶尖2，结构轻巧，相对手动更换顶尖2更加快捷，降低人力成本，极大提高生产效率。

2.采用了连接螺钉17、补偿弹簧15和顶块16组成的压紧机构，可以补偿定位误差并压紧顶尖本体。如图1所示，补偿弹簧15和顶块16可以顶到顶尖本体前端，如图6及图7所示，当铣削主轴5安装顶尖2时，相应的三爪卡盘松开，顶尖2尾部端面靠在该三爪卡盘上，压紧机构一方面可以缓冲由于定位不准，过多靠近三爪卡盘时产生的力；另一方面，压紧顶尖2，使顶尖2与三爪卡盘贴紧，保证夹紧过程中顶尖2的位置精度。

3.采用钢珠12、弹簧13、顶丝14和顶尖本体表面的圆弧槽21组成的卡紧机构，如图1和图3所示，使得刀柄套1可以方便的取放顶尖2，并且能保证在运动的过程中不掉落。此外，通过调节顶丝14可以调节钢珠12卡紧的力度，有利于提高顶尖2的卡紧效果。

4.采用不同直径的锥套22，便于柔性切换，适应性强。在本实施例中，第二车床主轴4的第二三爪卡盘41夹持不同直径的零件6，由于第二三爪卡盘41行程较小，夹持范围较小，不同直径的零件6决定了三爪卡盘夹持的范围，顶尖2的尾锥采用可切换式的锥套22，可满足不同夹持范围，具有一定的柔性。

综上，本发明可自动切换顶尖2，主要应用于双车床的主轴车铣复合机床自动更换顶尖2，具有方便、快捷等特点。实现了快速自动更换顶尖2，从而高效地加工细长零件6，提高生产效率，节约人力成本。

相对于现有技术而言，本发明至少具有以下有益效果：

1)可实现自动切换顶尖2。将顶尖2夹持器整体放入刀库中，使用时机床可把该装置的顶尖2调出，安装到车床主轴的三爪卡盘上，并把刀柄套1放回刀库中。顶尖2使用完后，可把刀柄套1再次调出，把顶尖2收回到刀库中。像自动切换刀具51一样切换顶尖2，方便快捷。

2)可实现准确安装。该结构中具有卡紧机构和压紧机构，即使机床运行稍误差，也可以安装到位，保证零件6加工精度，有利于提高加工质量，同时防止顶尖2损坏，有利于延长顶尖2的使用寿命。

3)既可以更换死顶尖2也可以更换活动顶尖2，满足不同零件6的加工需求。

4)更换不同直径的锥套22，可满足不同直径零件6的加工，实用性较高。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。