一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置的制作方法

本实用新型属于机床加工设备领域，特别是一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置。

背景技术：

常见的滚刀磨床先将待加工的工件套在心轴上，再将心轴用顶尖夹紧，或者将待加工的工件直接套在顶尖上；夹紧方式一般采用手动、液压等方式，这样容易导致夹紧的预压力无法精确控制，过低的预压力导致无法牢牢夹紧，过度的预压力会损坏顶尖和工件，影响工件加工精度。更重要的是，滚刀在打磨工件时，因摩擦导致工件和心轴的温度急剧升高，由于热胀冷缩的缘故，心轴会逐渐伸长，若一直保持相同的预压力，心轴会进一步挤压顶尖，造成顶尖损坏，进而影响夹紧程度，降低加工精度，甚至让工件直接报废。

现有技术中，如专利号为“201720151259.5”的专利“数控驱动的卧式滚齿机尾座结构”，采用伺服电机对丝杆进行驱动，进而推动尾座和顶尖在水平方向进行滑动，从而改变夹紧的压力大小，伺服电机和丝杆之间采用皮带进行动力传送，皮带随着使用时间的增加没会发生形变和打滑，动力损耗大，影响动力传送效果和装置的使用寿命，进而影响数控精度和灵敏度。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置，具体技术方案如下。

一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置，包括基座、尾座、伺服电机和顶尖，所述基座内水平设有丝杠组件，所述尾座下部与所述丝杠组件的滑动部连接，所述尾座与基座之间水平设有导轨以保持相对滑动，所述丝杠组件的丝杠轴一端通过联轴器与所述伺服电机连接，所述丝杠轴上连有第一轴承，所述第一轴承采用过盈配合固定在所述基座的台肩上，且利用螺丝和挡圈对所述第一轴承进一步固定；所述尾座上部水平开有深口，所述深口的形状与所述顶尖的尾部配合，所述深口朝外的一端设有第二轴承，所述顶尖套在所述第二轴承上，所述深口底部设有压力传感器，所述顶尖的尾部与所述压力传感器抵接。

上述顶尖装置在使用时，将待加工的工件套在心轴上，用顶尖装置上的顶尖夹紧心轴，随后心轴带动工件一起旋转，进行打磨；或者直接将工件用顶尖装置夹紧，顶尖和工件一起旋转，进行打磨。在用顶尖夹紧时需要提供一个力度合适的预压力，保证工件能够被夹紧并跟随顶尖一起旋转；预压力根据工件的材质、形状等性能参数确定，不同工件的预压力不同；这个预压力由与顶尖尾部抵接的压力传感器测得，并通过车床的监控芯片或微电脑实时监控；在工件打磨时，随着工件因摩擦力温度升高，由于热胀冷缩效应，工件/心轴变长，抵在顶尖的压力变大，压力传感器测得的压力显著增加，监控芯片或微电脑监测到变化后，启动伺服电机转动，带动丝杠组件运动，进而带动尾座在基座上演着导轨滑动，利用距离的微调保证压力的实时调整，使其始终与预压力大小相等，有效避免了对顶尖、工件的损伤，保证了工件的加工质量。

优选地，所述丝杠轴空置的一端设有限位块。此目的在于，丝杠轴转动时，限位块能够控制丝杠组件的滑动部的最大滑动距离。

优选地，所述导轨为矩形导轨。此目的在于，矩形导轨的两边将基座夹持在内部，滑动过程更稳定。

优选地，所述丝杠组件为滚珠丝杠。

优选地，所述第一轴承为双列滚珠轴承或双列滚柱轴承。

优选地，所述第二轴承为双列滚珠轴承或双列滚柱轴承。

优选地，所述顶尖的头部是可拆卸的，所述顶尖的头部和尾部通过定位键和键槽固定位置。此目的在于，由于顶尖的头部是当生产或购买顶针时，为了降低成本，只需要生产若干不同尺寸的顶尖的头部，而选择可以通用的顶尖尾部。

本实用新型提供的一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置，其有利之处在于：

采用伺服电机直接驱动丝杠组件运动，避免皮带、链条等传动时传动精度不足的问题，且能减少动力损耗；利用压力传感器实时监控顶尖受到的压力，在工件/心轴受到热证冷缩时，时刻调节压力大小，使其始终与预压力大小相等，防止顶尖和工件受到损伤。

附图说明

图1为实施例1提供的一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置的结构示意图；

图2为实施例1提供的一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置的左视图。

图中标号如下：

1、基座；101、台肩；102、螺丝；103、挡圈；2、尾座；3、伺服电机；4、顶尖；5、丝杠组件；501、滑动部；502、丝杠轴；503、限位块；6、矩形导轨；7、联轴器；8、第一轴承；9、第二轴承；10、压力传感器。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1

如图1、2所示，本实施例提供的一种伺服电机驱动型恒压力顶尖装置，包括基座1、尾座2、伺服电机3和顶尖4，其特征在于，所述基座1内水平设有丝杠组件5，所述尾座 2下部与所述丝杠组件5的滑动部501连接，所述尾座2与基座1之间水平设有矩形导轨 6以保持相对滑动，所述丝杠组件5的丝杠轴502一端通过联轴器7与所述伺服电机3连接，所述丝杠轴502空置的一端设有限位块503；所述丝杠轴502上连有第一轴承8，所述第一轴承8采用过盈配合固定在所述基座1的台肩101上，且利用螺丝102和挡圈103 对所述第一轴承8进一步固定；所述尾座2上部水平开有深口，所述深口的形状与所述顶尖4的尾部配合，所述深口朝外的一端设有第二轴承9，所述顶尖4套在所述第二轴承9 上，所述深口底部设有压力传感器10，所述顶尖4的尾部与所述压力传感器10抵接。

上述顶尖装置在使用时，将待加工的工件套在心轴上，用顶尖装置上的顶尖夹紧心轴，随后心轴带动工件一起旋转，进行打磨；或者直接将工件用顶尖装置夹紧，顶尖和工件一起旋转，进行打磨。在用顶尖夹紧时需要提供一个力度合适的预压力，保证工件能够被夹紧并跟随顶尖一起旋转；预压力根据工件的材质、形状等性能参数确定，不同工件的预压力不同；这个预压力由与顶尖尾部抵接的压力传感器测得，并通过车床的监控芯片或微电脑实时监控；在工件打磨时，随着工件因摩擦力温度升高，由于热胀冷缩效应，工件/心轴变长，抵在顶尖的压力变大，压力传感器测得的压力显著增加，监控芯片或微电脑监测到变化后，启动伺服电机转动，带动丝杠组件运动，进而带动尾座在基座上演着矩形导轨滑动，利用距离的微调保证预压力的实时调整，有效避免了对顶尖、工件的损伤，保证了工件的加工质量。

以上实施例详细描述了本实用新型的实施，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节。在本实用新型的权利要求书和技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单改型和改变，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。