专利名称：具有可更换双弓形浮动套筒夹头的精密顶尖的制作方法
技术领域：
本发明涉及精密加工机械零件的工具，尤其是涉及配有可更换双弓形浮动套筒夹头的精密顶尖，用于精密加工机械零件，它有效地建立精密制造基准面并允许使用较小轴向加工力。
背景技术：
像齿轮、轴承座圈、轴颈、螺纹等等之类的机械零件的精密加工，在许多应用中尤其是在航空航天工业的应用中属于最重要的应用。为保证机械零件的精密加工，大多数制造工业使用计算机数字控制(CNC)加工技术，其中的计算机系统用于控制和校准加工器件，如刀具、砂轮，它们用在特定的加工工序中。在应用CNC技术以一种可重复的方式保证机械零件的精密加工有极精确的公差的同时，在机械零件精密加工中成功地应用CNC技术的先决条件是，需要相对于加工设备建立工件的精密制造基准面(本文中使用的工件是精密加工之前的机械零件)。虽然计算机系统能够以极精确的公差和可重复性控制和校准加工设备的操作，但是如果相对于加工设备的工件的实际位置，即加工基准不能建立并不能从高的精度和可重复性被保持，这种计算机控制的精度和可重复性意义不大。
专业化工具一般应用于精密机械加工和尤其CNC精密机械加工，以便将工件可加工的与加工设备安装固定在一起。这类专业化工具具有双重功用。这类专业化工具的首要功用是根据工件为精密机械加工建立加工基准。为此，这类专业化工具以高精度即精确公差制造，以便使这类专业化工具“合格”，即签定保证它们具有为工件精确建立所需制造基准的构形。第二，这类专业化工具用于在机械加工中对工件施加轴向机械力。轴向机械力是借助于精加工工件的加工设备使工件精确分度的先决条件。
目前，在机械零件精密加工中用于建立制造基准的一种专业化工具示范性地表示在
图1。该工具包括头架顶尖HC和尾架顶尖TC，可操作地相配合以确定固定在它们之间的工件WP的精密加工制造基准，并对工件WP施加一轴向机械力，其中工件WP能够分度，以便精密机械加工。作为示范性地表示在图1的工件WP，它是本专利申请的受让人Sikosky飞机公司设计的，S-92TM直升机传动装置中3级复合行星齿轮系的一个复合行星齿轮，复合行星齿轮WP要经过几个分开的精密机械加工，包括切削加工形成第一行星齿轮1PP和第二行星齿轮2PP的齿，和磨削加工确定轴承组件的轴承座圈RW，这些轴承在S-92TM3级复合行星齿轮系中支承复合行星齿轮。
头架顶尖HC和尾架顶尖TC作为实心的构件，由任何普通的工具钢或不锈钢的金属坯料精密制造而成，其分别包括啮合部ESHC、ESTC和整体部ISHC、ISTC。整体部ISHC、ISTC成形以便头架顶尖HC和尾架顶尖TC能够容易与普通的加工设备结合成为一体。由于头架顶尖HC和尾架顶尖TC与加工设备结合成一体，头架顶尖HC和尾架顶尖TC对工件WP施加轴向机械力AMF，以便借助于加工设备，头架顶尖HC的旋转运动使工件WP的分度，即工件WP的精确旋转运动，以便工件WP的精密加工。在轴向机械力AMF作用期间，尾架顶尖TC仍是“死的”，即在尾架顶尖TC和工件WP之间有相对转动；或是“活的”，即含有轴承，这样根据通过尾架顶尖TC施加的轴向机械力AMF，尾架顶尖TC和工件WP之间无相对转动，这在下文的进一步细节中讨论。
各啮合部分ESHC、ESTC被精密制造，即通过磨削以便具获得基准面DSHC、DSTC。对于本文已描述的工具实施例，所制造的基准面DSHC、DSTC，它相对于由头架和尾架顶尖HC、TC与加工设备结合在一起所确定的中心线CL形成30度(30°)标准角度。本领域的技术人员应知道其他标准角度如38°(或甚至非标准角度)，也可以用于确定其他头架顶尖HC、尾架顶尖TC结合的基准面DSHC、DSTC，以便精密机械加工。
在开始任何精密机械加工之前，工件WP进行预磨，以便获得基准面DSWPHC、DSWPTC，它们与头架顶尖HC和尾架顶尖TC的基准面DSHC、DSTC互补。工件WP固定在头架顶尖HC和尾架顶尖TC之间，通过尾架顶尖TC施加的轴向机械力AMF在相应的头架顶尖HC、尾架顶尖TC的基准面DSHC、DSTC和工件WP的基准面DSWPHC、DSWPTC之间产生摩擦的相互作用。由于在头架顶尖HC基准面DSHC和相应的工件WP基准面DSWPHC、DSWPTC之间摩擦相互作用的结果，通过加工设备使头架顶尖HC的转动以作为分度运动与工件WP相连接，即工件WP精确地转动以便机械加工。
在精密机械加工实践中，应用在前一段落描述的专业化工具已经证明，对本文描述的工件WP的实施例有一高轴向机械力AMF，大约为5,000N，它要求在头架顶尖HC和工件WP之间提供足够的摩擦相互作用，以便在机械加工期间获得工件WP的精确分度。实际上，形成在头架顶尖HC基准面DSHC和相应的工件WP基准面DSWPHC之间相互作用的摩擦力直接取决于轴向机械力AMF大小。使用小于高轴向机械力AMF的轴向机械力AMF将导致机械零件废品率增加，因为在头架顶尖HC基准面DSHC和相应的工件WP基准面DSWPHC之间有打滑，即分度误差，它的产生是由于在头架顶尖HC基准面DSHC和相应的工件WP基准面DSWPHC之间摩擦相互作用不足造成的。
但是，不幸地，实践已证明，这种高轴向机械力AMF的使用会使被加工的工件WP产生应力。在这种机械零件从工具上拆卸后，这种被产生的应力可能导致机械构件被加工面的变形，由于加工缺陷的结果，导致这类机械零件的废品。此外，实践还已证明，因高轴向机械力AMF，存在分误差的可能性，即使是较小错误差，它导致机械构件的废品。
精密机械加工的另一专业化工具示范性地表示在图2，它的构造由于高轴向机械力AMF和/或分错误差使机械构件的废品减少。其头架顶尖HC和尾架顶尖TC具有上文描述的形状和功能。传动箍DR与头架顶尖HC固定在一起，带夹SC(可替换为夹环圈)与工件一起固定，传动架DD与传动箍DR和带夹SC配合固定，以便将头架顶尖HC与工件WP机械结合成一体。这个机械整体允许较小的例如≈800N的轴向机械力AMF用于工件WP的精密加工，这里的工件WP是上文描述的复合行星齿轮。这个机械整体从所有的实际效果看，也消除了转换角度误差，因为工件由头架顶尖HC通过传动箍DR、传动架DD和带夹SC的机械结合直接转换角度。但是，这个专业化工具实施例大大增加将工具与工件结合为一体的安装时间。此外，如果工件WP有多于一个的机械加工，传动架DD和带夹SC可能必须重新定位。在某些情况下，这个专业化工具不能使用因为它只能设置在工件WP上实现机械整体，即要将带夹SC固定在工件上的是工件WP待加工的区域。
因此对于上文描述的工件WP的实施例存在提供一种精密顶尖的需求，这种顶尖允许工件的精密加工使用较小的例如大约800N的轴向机械力，这种精密顶尖的成形应在精密顶尖和工件之间提供足够大小的摩擦相互作用，以便减少或消除分度误差。这种精密顶尖应是这样的结构，即精密顶尖不需要在用于精密机械加工时先使其检查“合格”。这种精密顶尖应是这样的结构，即如果工件WP要进行多次精密机械加工，精密顶尖不需要重新调整或重新的机械设置。多形状的工件WP来说，该精密顶尖应容易适宜应用于精密机械加工多种不同构形的工件WP。
本发明的揭示本发明的目的包括提供精密机械加工的精密顶尖，在这类加工中，允许使用较小的轴向机械力；提供的精密顶尖包括一装置，它在精密顶尖和工件之间形成足够大小的摩擦相互作用，以便减少或消除分误差；提供的精密顶尖具有其结构，它不需要在应用于精密机械加工之前的鉴定合格；提供的精密顶尖具有允许精密顶尖在单一的工件上，进行多于一个的机械加工的结构而无需对精密顶尖重新改形；和提供的精密顶尖对于多种形状的工件WP容易适宜应用在精密机械加工。
按本发明的精密顶尖实现本发明的这些和其他目的，本发明对于固定工件以便进行一次或多次精密机械加工来说具有实用性。该精密顶尖包括改进的头部顶尖，操作部件，传动部件和双弓形浮动套筒夹头。操作部件安装在改进的头部顶尖内，它有效的产生驱动力。传动部件安装在改进的头部顶尖内，它与操作部件机械地配合连接在一起，其可操作地响应驱动力以产生相应的传动力。
双弓形浮动套筒夹头与改进的头部顶尖机械地结合为一体，并与传动部件机械地配合连接在一起。双弓形浮动套筒夹头响应传动部件的传动力，以便选择地从缩小状态重新调整到膨胀状态和反之亦然，从而精密机械加工。
附图的简要描述通过参照下列详细描述，当与下列附图一起研究时，可以对本发明和附带的特性、优点有更全面的理解，其中图1是目前用于机械零件精密加工的一种专业化工具的剖视图。
图2是以图1所示专业化工具为基础，目前正用于机械零件精密加工的另一专业化工具的剖视图。
图3是按本发明配有可更换双弓形浮动套筒夹头的精密顶尖立体局部剖视图。
图4是图3的剖视图，表明按本发明配有可更换双弓形浮动套筒夹头的精密顶尖的传动机构的一个实施例。
图4A是图4配有可更换双弓形浮动套筒夹头的精密顶尖放大的剖视图。
图5是图3的剖视图，表明按本发明配有可更换双弓形浮动套筒夹头的精密顶尖的传动机构的另一实施例。
图6是按本发明可更换双弓形浮动套筒夹头一实施例放大的立体图。
执行本方明的模式现参照附图，其中在全部的几个视图中，相同的参考号表示对应的或相似的元件，按本发明的精密顶尖10示范性地在图3-6中表示。精密顶尖10的成形以足够大小的摩擦力去机械啮合工件，以便尽量减少或消除分度误差，并允许对比如上文描述的复合行星轮那样的工件WP使用较小的轴向机械力，例如，≈800N，以便精密机加工。精密顶尖10在被加工的工件中形成改善的公差，提高了在精密机械加工中的可重复性，由于减少不能接受的公差偏差而减少工件的废品率，由于减少因在精密机械加工期间施加有过量的轴向机械力导致的工件变形而减少工件的废品率，并省去了在精密机械加工中使用工具前先使其合格的需要。此外，按本发明的精密顶尖10能容易适宜在种类繁多形状的工件WP上应用。
精密顶尖10包括改进的头部顶尖20，操作部件40，传动部件50和可更换双弓形浮动套筒夹头60。组成精密顶尖10的各个零件优选地由比如像不锈钢之类的金属材料制造，以便有机械强度和耐锈蚀性；或者可替换地由4130号钢之类的金属材料制造。改进的头部顶尖20具有一外轮廓，它与上文讨论的现有技术的头架顶尖HC外部形状相似，它包括一整体化部分22和一啮合部分24，它具有精密加工的基准面26。由于本发明改进的头部顶尖20外轮廓相似于现有技术的头架顶尖HC的外轮廓，因此作为应用精密顶尖10精密加工之前确定制造基准面的装置，不需要或没必要重新确定本发明的精密顶尖10的精度。精密顶尖10被构形成便于与上述现有技术的尾架顶尖TC一起结合使用。
制成的改进头部顶尖20包括中心空腔30，出入通道32，和整体孔34(见图4A)。中心空腔30成形以便在其内安装操作部件40和传动部件50的特殊零件，这在下文更详细讨论。整体孔34成形以便安装与改进的头部顶尖20配合的可更换双弓形浮动套筒夹头60，整体孔34还包括具有第一直径D1的第一部分34-1和具有第二直径D2的第二部分34-2，其中D1＜D2。整体孔34有利于快速拆卸和更换与精密顶尖10结合的具有不同形状的双弓形浮动套筒夹头60，这在下文更详细讨论。
操作部件40可操作，以允许操作人员施加一调整力以便调节按本发明的精密顶尖10，操作部件40与传动部件50机械地结合成整体。操作部件40包括输入机构42，以便为调节精密顶尖10提供驱动力，还包括一传动机构44，以便由输入机构42给传动部件50传递驱动力。
对于表示在图3-5中操作部件40的实施例，其输入机构42包括六角套筒42HS，传动轴42TS，和用于与端顶尖20相配合可转动地安装传动轴42TS的装置42RM。六角形套筒42HS固定地安装在传动轴42TS的一端。利用装置42RM，传动轴42TS可转动地安装在出入通道32中(在图3、5中，装置42RM是一衬套；在图4、4A中，装置42RM是一对轴承)。传动轴42TS的另一端与传动机构44结合成为整体。
对于表示在图3-5中操作部件40的实施例，传动机构44包括第一齿轮44G1，它固定地与传动轴42TS的另一端连接在一起，还包括第二齿轮44G2，其设置与第一齿轮44G1啮合，并与传动部件50固定地连接在一起。第一和第二齿轮44G1、44G2确定了一直角齿轮系，以便通过输入机构42连接所施加的驱动力并经由直角到达传动部件50。作为图示的实施例，第一和第二齿轮44G1、44G2是伞齿轮。本领域的技术人员更应知道其他类型的齿轮，例如螺旋齿轮也可以作为第一和第二齿轮44G1、44G2应用。
操作部件40的操纵是通过将互补的六角形扳手(未显示)插进六角套筒42HS，对六角套筒42HS施加一顺时针或逆时针的驱动力(见图3的参考符号CW/CCW)，使传动轴42TS产生相应的转动，以便对精密顶尖10的操纵起作用。传动轴42TS的转动引起第一和第二齿轮44G1、44G2相应的转动，以便对传动部件50传递旋转运动。
传动部件50可操作地响应操作部件40提供的驱动力而产生传动力，传动力与可更换双弓形浮动套筒夹头60连接，以便使它发生作用。传动装置50包括传动装置52，用于对可更换双弓形浮动套筒夹头60施加传动力，和装置54，用于将传动装置52可转动地配合在改进的头部顶尖20的中心空腔30内，而偏置装置56，用于对传动装置52施加偏置力，以使传动装置52偏置与可更换双弓形浮动套筒夹头60形成机械接合，随之而使传动装置52保持与可更换双弓形浮动套筒夹头60的机械啮合，以便精密顶尖10的工作。
对于表示在图3、5中传动部件50的实施例，传动装置52包括传动轴52DS，它具有在其一端形成的整体传动头52IH。整体传动头52IH成形以便使可更换双弓形浮动套筒夹头60与传动部件50机械连接，因此由传动部件50产生的传动力连接到可更换双弓形浮动套筒夹头60上，以便使它发生作用。对于传动部件50已描述的实施例，整体传动头52IH是一球状六角形传动装置，它使传动部件50和可更换双弓形浮动套筒夹头60之间有转动运动。操作部件40的第二齿轮44G2与传动轴52DS固定配合，这样驱动力，如第二齿轮44G2的转动CW或CCW使传动轴52DS产生传动力，即传动轴52DS相应的转动运动。
对于表示在图3、5中传动部件50的实施例，固定装置54包括第一和第二衬套54BU以及端衬套54EP。衬套54BU和端衬套54EP一起有效地在中心空腔30内可转动地固定传动轴52DS，使其与改进的头部顶尖20和尾架顶尖TC所形成的中心线CL对正。
对于表示在图3、5中传动部件50的实施例，偏置装置56包括压缩螺旋弹簧，它与传动轴52DS的另一端和中心空腔30的壁贴靠接合。压缩螺旋弹簧56使传动轴52DS偏置(到如图3、5所示的右边)并使传动轴52DS保持与可更换双弓形浮动套筒夹头60的机械啮合。
对于表示在图4、4A传动部件50的实施例，传动装置52包括传动轴52DS，它配有按上文描述的整体传动头52IH，它还包括轴套52SH。传动轴52DS不能转动地装在轴套52SH内。操作部件40的第二齿轮44G2这样与轴套52SH固定地连接，即第二齿轮44G2旋转运动的CW或CCW使得固定安装在轴套52SH中的传动轴52DS产生传动力，即传动轴52DS、轴套52SH一起的相应的旋转运动。
对于表示在图4、4A传动部件50的实施例，安装装置54包括第一和第二轴承54BE和端衬套54EP。轴承54BE和端衬套54EP一起有效地将轴套52SH，传动轴52DS可转动地固定配合在中心空腔30内，因此传动轴5DS与由改进的头部顶尖20和尾架顶尖TC所形成的中心线CL对正。
对于表示在图4、4A传动部件50的实施例，偏置装置56是一压缩螺旋弹簧，它设置在轴套52SH之内，与传动轴52DS另一端和轴套52SH的内端壁接合。压缩螺旋弹簧56使传动轴52DS偏置(到如图4、4A所示的右边)并使传动轴52DS保持与可更换双弓形浮动套筒夹头60的机械啮合。
按本发明可更换双弓形浮动套筒夹头60响应自传动部件50传来的传动力而可操作地从缩小状态调整到膨胀状态或反之亦然(对于传动部件50已描述的实施例，是根据传动力是顺时针还是逆时针转动力)，以便精密机械加工。在膨胀状态，双弓形浮动套筒夹头60同时摩擦啮合改进的头部顶尖20(特别地，由整体孔34直径D2确定的表面)和工件WP(确定它的内孔IBWP的壁)两者。在缩小状态，双弓形浮动套筒夹头60能够从工件WP中抽出，并当需要时从改进的头部顶尖20中抽出，以便更换或拆卸。
特别参照图6，双弓形浮动套筒夹头60包括一整体(单一)主体件62，它具有设计结构，包括第一膨胀套64，第二膨胀套66和开槽的圆柱体68，它在第一和第二膨胀套64、66中间并与它们邻接，第一膨胀锥体70，第二膨胀锥体72，具有头部74H的驱动螺杆74，和锁销装置76。第一和第二膨胀锥体70、72，驱动螺杆74和锁销装置70相互配合作为一种可操作的装置起作用，它响应自传动部件50传递的传动力，而使壳体构件62从缩小状态调整到膨胀状态或反之亦然，以便精密机械加工。
第一和第二膨胀套64、66的内表面和第一和第二膨胀锥体70、72的外表面互补成形，以利于第一和第二膨胀锥体70、72分别与第一和第二膨胀套64、66机械接合。第一膨胀锥体70具有孔70C，它的形状便于驱动螺杆74的头部74H插入，贴靠孔70C的端壁并在其内自由转动。第二膨胀锥体72配有螺纹孔72TB，其形状便于与驱动螺杆74螺纹连接。驱动螺杆74的头部74H有插口74S，它的形状便于机械连接传动轴52DS的整体传动头52IH，与驱动螺杆74一起转动。传动部件50的偏置装置56可操作地保证传动轴52DS的整体传动头52IH，在精密机械加工期间保持在插口74S中的机械啮合。对于已描述的实施例，锁销装置76包括与开槽的圆柱体68配合固定的第一柱销和与第二膨胀锥体72配合固定的第二柱销，锁销装置76有效地防止第二膨胀锥体72在螺纹相互作用期间在驱动螺杆74和第二膨胀锥体72之间的转动。
第一和第二膨胀锥体70、72和驱动螺杆74以相似于螺套的方式共同起作用。根据传动力，驱动螺杆74受到旋转运动，在第一和第二膨胀锥体70、72之间产生相对的线性位移，第一传动力在第一和第二膨胀锥体70、72之间实现缩短的线性位移，这使得第一和第二膨胀套64、66的径向膨胀(离开图3-5中心线CL)，即精密顶尖10的啮合状态。相反地，第二传动力在第一和第二膨胀套70、72之间实现增加的线性位移，这使得第一和第二膨胀套64、66的径向缩小(朝向图3-5中心线CL)，回到它们的原始状态，即精密顶尖10的缩小状态。
开槽的圆柱体68具有许多交替的膨胀槽68-1、68-2，它们在那里穿透，分别通过第一和第二膨胀套64、66延伸，这样，各膨胀套64、66即含有多个邻接的部分。将第一和第二膨胀套64、66制造成多个邻接的部分，使得第一和第二膨胀套64、66按前一段落的描述响应传动部件50提供的传动力径向膨胀或缩小。对于双弓形浮动套筒夹头60的已描述实施例，开槽圆柱体68制有三个膨胀槽68-1和三个膨胀槽68-2，这样膨胀套64、66各包括三个邻接部分。熟悉本领域的技术人员应知道双弓形浮动套筒夹头60可具有更多或更少的交替膨胀槽68-1、68-2。通过制有交替的膨胀槽68-1、68-2的开槽圆柱体68，双弓形浮动套筒夹头60具有最大的结构完整性，同时仍具有必要的膨胀/缩小功能。
第一和第二膨胀套64、66的外表面具有弧形。即，具有第一和第二膨胀套64、66的每一单独的邻接部分具有弧形表面64AS、66AS(也见图4、5)。膨胀套64、66弧形表面64AS、66AS的结合和整体传动头52IH的构形使得双弓形浮动套筒夹头60在整体孔34和/或工件WP的内孔IBWP中按要求转动。按本发明双弓形浮动套筒夹头60的这些特性，使得双弓形浮动套筒夹头60转动，即以“浮动”去适应工件WP的内孔IBWP的偏心度，即内孔IBWP与由精密顶尖10和尾架顶尖TC确定的中心线CL不同心。这种偏心度是由于加工误差和/或工件WP热处理期间导致的变形造成的。
在缩小状态，第一膨胀套64的弧形表面64AS确定直径D64(见图6)。第一膨胀套64的直径D64尺寸稍大于整体孔34的直径D1并随之其尺寸在一定程度上大于整体孔34的直径D2。第一膨胀套64这样的尺寸使得操作员用最小的力(第一膨胀套64缩小的直径稍小于缩小状态的直径D64)以压配合将第一膨胀套64通过整体孔34的第一弧形34-1插入，其中第一膨胀套64以“快速配合”(第一膨胀套64膨胀回确定缩小状态的直径D64)与确定整体孔34的第二弧形34-2的壁机械啮合。按本发明双弓形浮动套筒夹头60的这一特性使得双弓形浮动套筒夹头60容易与改进的头部顶尖20结合成整体，并防止双弓形浮动套筒夹头60在精密顶尖10操作期间的转动。此外，在第一膨胀套64和确定整体孔34的第二弧形34-2的壁之间的机械啮合防止双弓形浮动套筒夹头60从改进的头部顶尖20上意外地脱开，并防止因传动轴52DS施加的机械啮合力导致双弓形浮动套筒夹头60从整体孔34上移动。此外，双弓形浮动套筒夹头60能够容易地从改进的头部顶尖20的整体孔34中拆除，以便双弓形浮动套筒夹头60的更换，即双弓形浮动套筒夹头60是易于“可更换的”。
在缩小状态，第二膨胀套66的弧形表面66AS确定直径D66(见图6)。第二膨胀套66的直径D66的尺寸使得双弓形浮动套筒夹头60的第二膨胀套66容易以最小的力插入工件WP的内孔IBWP，使精密顶尖10与工件WP结合成为一体，以便精密加工工件WP。根据改进的头部顶尖20和工件WP的内孔IBWP的结构，第二膨胀套66的直径D66可以相同于或不同于第一膨胀套64的直径D64。
双弓形浮动套筒夹头60具有长度L60(见图4A)。选择长度L60，以便双弓形浮动套筒夹头60与工件WP按前一段落的描述结合为一体，第二膨胀套66在准备加工工件WP的区域无摩擦地配合工件WP的内孔IBWP，按本发明的双弓形浮动套筒夹头60的这一特性，保证了双弓形浮动套筒夹头60的第二膨胀套66不会在工件WP的加工区域导致任何应力，因为这类被导致的应力会对工件WP的加工精度起有害的作用。
一套双弓形浮动套筒夹头60具有不等直径D66和不等长度L60的第二膨胀套66，使得按本发明的精密顶尖10用于多种工件WP的精密机械加工，即提高了精密顶尖10的实用性。实际上，精密顶尖10的改进头部顶尖20，操作部件40和传动部件50被标准化，以便在任何精密机械加工中用于任何工件WP。通过从一套不等直径D66和不等长度L60的双弓形浮动套筒夹头60中选择特定的双弓形浮动套筒夹头60，即特定的双弓形浮动套筒夹头60已定的直径D66和已定的长度L60，它们互补于特定工件WP的内孔IBWP和加工区域，按本发明的精密顶尖10能够容易适宜于精密机械加工，按照这种特定的工件WP来卸除(当需要时)和更换正确的、配有选定的专门的双弓形浮动套筒夹头60的双弓形浮动套筒夹头60。
在一些情况下，工件WP内孔IBWP是已加工面，如果在膨胀状态受到由第二膨胀套66的摩擦啮合力，已加工面可能会损坏。为适应这类工件WP，按本发明的双弓形浮动套筒夹头60还可包括缓冲衬垫80(见图6)。缓冲衬垫80由比形成工件内孔IBWP材料更柔软的材料制成。例如，缓冲衬垫80可按情况要求由黄铜、尼龙或橡胶制成。当第二膨胀套66径向膨胀时，由于第二膨胀套66径向膨胀的结果，缓冲衬垫80机械啮合于内孔IBWP并受到机械变形。但是，缓冲衬垫80的这种机械变形防止由于第二膨胀套66施加的摩擦力使工件WP内孔IBWP遭受的损害。
缓冲衬垫80与第二膨胀套66的各弧形固定在一起。缓冲衬垫80的这种固定方式可以是任何将目的物固定在一起的通用方式；开槽螺钉是表示在图6中的一种固定装置。对于具有与第二膨胀套66固定在一起的缓冲衬垫80的双弓形浮动套筒夹头60的实施例，缓冲衬垫80的外表面确定第二膨胀套66的弧形表面。
根据上文描述，本发明可有各种改进和变化。由此应理解，在附加的权利要求范围之内，本发明也可以不同于上文具体描述的方法实施。
权利要求
1.安装一次或多次精密机械加工的工件的精密顶尖，它包括改进的头部顶尖；操作部件，它安装在上述改进的头部顶尖内并可操作以产生驱动力；传动部件，它安装在上述改进的头部顶尖内并与上述操作部件机械配合连接；上述传动部件可操作地响应驱动力以产生相应的传动力；和双弓形浮动套筒夹头，它与上述改进的头部顶尖一起机械地配合为一体，并与上述传动部件配合连接，上述双弓形浮动套筒夹头可操作地响应上述传动部件的传动力以选择地从缩小状态调整到膨胀状态，反之亦然，从而精密机械加工。
2.按权利要求1的精密顶尖，其中上述操作部件包括产生驱动力的输入机构，和为上述传动部件传递驱动力的传动机构。
3.按权利要求2的精密顶尖，其中上述输入机构包括一传动轴，它可转动地固定在上述改进的头部顶尖内；和一六角套筒，它固定地连接上述传动轴的一端；其中上述传动机构包括第一齿轮，它固定地连接上述传动轴另一端；和第二齿轮，它与上述第一齿轮啮合配合并与上述传动部件固定配合。
4.按权利要求1的精密顶尖，其中上述传动部件包括一传动装置，它可操作地响应驱动力以产生传动力，上述传动装置与上述双弓形浮动套筒夹头机械地配合连接；可转动地将上述传动装置固定在上述改进的头部顶尖内的装置；和偏置装置，它对上述传动机构施加偏置力。
5.按权利要求1的精密顶尖，其中上述传动装置包括传动轴，它具有形成在它一端的整体传动头，以便将上述传动轴与上述双弓形浮动套筒夹头机械地配合连接。
6.按权利要求1的精密顶尖，其中上述传动装置包括传动轴，它具有形成在它一端的整体的传动头，以便将上述传动轴与上述双弓形浮动套筒夹头机械地配合连接；和轴套；上述传动轴无转动地固定配合在上述轴套中。
7.按权利要求5或6的精密顶尖，其中上述整体传动头是球状六角传动装置。
8.按权利要求1的精密顶尖，其中上述双弓形浮动套筒夹头包括具有设计结构的主体件，它包括第一膨胀套、第二膨胀套和开槽的圆柱体，它在上述第一和第二膨胀套中间并与它们邻接；与上述主体件配合设置的装置，它可操作地响应传动力以选择地将上述主体件从缩小状态调整到膨胀状态和反之亦然。
9.按权利要求8的精密顶尖，其中上述调整装置包括第一膨胀锥体，其在内部与上述主体件配合安装在一起，它与上述第一膨胀套相对；第二膨胀锥体，其在内部与上述主体件配合安装在一起，它与上述第二膨胀套相对；膨胀螺杆，它与上述第一膨胀锥体贴靠接合，并与上述第二膨胀套螺纹接合，其可操作地响应传动力在上述第一和第二膨胀锥体之间产生相对的线性位移，以便选择地对上述第一和第二膨胀套的膨胀和缩小起作用。
10.按权利要求9的精密顶尖还包括锁销装置，它与上述第二膨胀锥体和上述开槽圆柱体配合设置在一起，并在上述膨胀螺杆操作期间有效地防止在上述第二膨胀套和上述膨胀锥体之间的相对旋转运动。
11.按权利要求8的精密顶尖，其中上述开槽圆柱体具有多个交替的膨胀槽，它们穿透形成，分别通过上述第一和第二膨胀套这样延伸，从而上述第一和第二膨胀套各包含多个相邻的部分。
12.按权利要求11的精密顶尖，其中上述许多个交替的膨胀槽包括穿过上述第一膨胀套延伸的三个膨胀槽，以便上述第一膨胀套包括三个部分；和穿过上述第二膨胀套延伸的三个膨胀槽，以便上述第二膨胀套包括三个部分。
13.按权利要求11的精密顶尖还包括分别与上述第一和第二膨胀套的每一邻接部分配合固定在一起的缓冲衬垫。
14.精密顶尖的双弓形浮动套筒夹头包括主体件具有设计结构，它包括第一膨胀套，第二膨胀套和开槽圆柱体，开槽圆柱体在上述第一和第二膨胀套中间并与它们邻接；与上述主体件配合设置的装置，它可操作地响应传动力以选择地将上述主体件从缩小状态调整到膨胀状态和反之亦然。
15.按权利要求14的双弓形浮动套筒夹头，其中上述调整装置包括第一膨胀锥体，其在内部与上述主体件配合安装在一起，它与上述第一膨胀套相对；第二膨胀锥体，其在内部与上述主体件配合安装在一起，它与上述第二膨胀套相对；膨胀螺杆与上述第一膨胀锥体贴靠接合，并与上述第二膨胀套螺纹接合，其可操作地响应传动力以在上述第一和第二膨胀锥体之间产生相对的线性位移，以便选择地对上述第一和第二膨胀套的膨胀和缩小起作用。
16.按权利要求15的双弓形浮动套筒夹头还包括锁销装置，它与上述膨胀锥体和上述开槽圆柱体配合设置，并在上述膨胀螺杆操作期间有效的防止在上述第二膨胀套和上述第二膨胀锥体之间的相对旋转运动。
17.按权利要求14的双弓形浮动套筒夹头，其中上述开槽圆柱体具有多个交替的膨胀槽，它们穿透形成，分别通过上述第一和第二膨胀套延伸，以便上述第一和第二膨胀套包括有多个邻接的部分。
18.按权利要求17的双弓形浮动套筒夹头，其中上述多个交替的膨胀槽包括三个通过上述第一膨胀套延伸的膨胀槽，以便上述第一膨胀套包括三个部分；和三个通过上述第二膨胀套延伸的膨胀槽，以便上述第二膨胀套包括三个部分。
19.按权利要求17的双弓形浮动套筒夹头还包括缓冲衬垫，它与分别具有上述第一和第二膨胀套的各邻接弓形配合固定在一起。
全文摘要
精密顶尖(10)用于安装工件(WP)以使精密加工,它包括改进的头部顶尖(20),操作部件(40),传动部件(50)和双弓形浮动套筒夹头(60)。操作部件(40)安装在改进的头部顶尖(20)内并可操作地产生驱动力。传动部件(50)安装在改进的头部顶尖(20)内,它与操作部件(40)机械配合连接并响应驱动力而产生传动力。双弓形浮动套筒夹头(60)与改进的头部顶尖(20)结成一整体,它与传动部件(50)机械配合连接在一起,它所操作地响应传动力,以选择地调整到膨胀状态,其中双弓形浮动套筒夹头(60)膨胀到同时与改进的头部顶尖(20)和工件(WP)摩擦接合,以便精密加工;它还可响应传动力从选择比调整到缩小状态,其中工件(WP)可以从改进的头部顶尖(20)上拆卸。
文档编号B23B23/04GK1251546SQ98803736
公开日2000年4月26日 申请日期1998年2月27日 优先权日1997年3月27日
发明者E·H·比特纳 申请人:西科尔斯基飞机公司