CN108098516B - 一种圆柱顶尖在机修研工装 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精密加工技术领域，公开了一种圆柱顶尖在机修研工装，包括轴承座、保持架、球形滚动体、固定V架、紧定螺钉、油石、弹簧片、压力球、挡板、油石限位螺钉、连接螺钉。该工装可在机修研圆柱顶尖的60°定位锥面的精度，它采用与圆锥面相切的两块平面油石绕由顶尖圆柱面确定的轴线回转形成圆锥面的原理在机修研圆柱顶尖的60°定位锥面；通过驱动该工装与顶尖的相对转动，实现修整运动；通过在压力球上加压，增加研抛磨除率。本发明提供的圆柱顶尖在机修研工装具有结构简单，操作方便，研抛精度高等优点，具有广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明属于精密加工技术领域，涉及一种圆柱顶尖在机修研工装。
背景技术
顶尖是轴类、盘类等回转体零件加工设备和检测仪器的支撑与定位基准，有固定顶尖和活动顶尖两种。根据顶尖杆体的结构，又分为圆柱顶尖和莫式锥顶尖两类，其中圆柱顶尖的定位精度较高。顶尖60°的圆锥面是其定位基准，有较高的锥度误差、圆度误差要求。顶尖使用过程中，由于零件定位中心孔各异，顶点所用定位环面也不唯一，致使顶尖定位面磨损不均匀造成精度下降，从而影响零件的加工或测量定位精度。通过拆卸顶尖，在专用顶尖磨削或研磨装置上可进行顶尖的修磨，但顶尖回装后的精度调整也较为繁琐。
发明内容
为解决现有圆柱顶尖修磨技术中存在的问题，本发明提供了一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，包括，轴承座、保持架、球形滚动体、固定V架、紧定螺钉、油石、弹簧片、压力球、挡板、油石限位螺钉、连接螺钉；
轴承座为中空的T型回转体结构，一端内孔带凸缘结构，防止竖直使用时内部的保持架在重力作用下掉出；轴承座内孔的直径尺寸根据待修研顶尖圆柱的直径及所用密珠轴套球形滚动体的直径确定；轴承座另一端为法兰端与固定V架通过连接螺钉固定；
保持架为圆环状回转体，壁厚小于所用球形滚动体直径1～2mm；保持架与轴承座内孔凸缘接触的一端为内锥面结构，用于减小与轴承座凸缘的接触面积；
固定V架为具有厚度的倒V型拉伸体结构，内外V型面夹角为60°；固定 V架前后两面通过螺钉连接挡板；固定V架上端中间位置开设中心孔，用于放置压力球；
两块长方体油石粘到厚度为0.1～0.2mm的弹簧片同一侧的两端，两油石中间的距离与油石厚度之比为2π/3；油石长度大于待加工圆柱顶尖60°圆锥面母线的长度，小于固定V架内部侧面长度；油石宽度小于固定V架宽度3～5mm；两油石工作面的平面度误差不大于1μm；弯曲弹簧片，使其另一侧紧贴固定V架内壁；固定V架两侧面分别设有紧定螺钉或弹性波球螺钉用于压紧油石与待加工圆柱顶尖贴合；两侧挡板通过油石限位螺钉或波珠 螺钉限定油石位置。
进一步地，上述球形滚动体的两侧分别与轴承座和圆柱顶尖的单边过盈量在 1～3μm之间。
进一步地，上述轴承座内孔圆柱度误差不大于2μm，硬度不小于HRC60。
进一步地，上述保持架选用黄铜材料。
进一步地，上述油石选用莫氏硬度大于9的烧结ALO2或B4C热压成型的高硬度耐磨损材料。
上述每侧挡板设置相对每个油石的位置设置两个油石限位螺钉或波珠 螺钉。
本发明的有益效果在于，本发明提供了一种圆柱顶尖在机修研工装，可在机修研圆柱顶尖的60°定位锥面的精度。本发明提供的圆柱顶尖在机修研工装，采用与圆锥面相切的两块平面油石绕由顶尖圆柱面确定的轴线回转形成圆锥面的原理在机修研圆柱顶尖的60°定位锥面，通过驱动该工装与顶尖的相对转动，实现修整运动，通过在压力球上加压，增加研抛磨除率。本发明提供的圆柱顶尖在机修研工装具有结构简单，操作方便，研抛精度高等优点，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1工装剖视图。
图2工装模型图。
图3油石与弹簧片。
图4油石与弹簧片在固定V架中的位置。
图中：1轴承座；2保持架；3球形滚动体；4固定V架；5连接螺钉；6紧定螺钉；7油石；8弹簧片；9压力球；10挡板；11螺钉；12油石限位螺钉。
具体实施方式
根据待研修顶尖圆柱的直径，确定圆柱顶尖修研工装的结构。由于顶尖圆柱的直径规格已系列化，对于每种直径规格的顶尖该修研工装具有通用性。由于顶尖在机床或测试仪器上露出的部分长度有限，需要控制轴承座1及保持架2的高度，球形滚动体3可选1～3排G5以上精度的钢球或陶瓷球。
以直径为d＝20mm的圆柱顶尖为例，详细阐述该圆柱顶尖在机修研工装的实施方式。
油石7选用B4C热压成型的高硬度耐磨损材料，工作面有效长度大于顶尖圆柱直径1～2mm，取22mm，宽度10mm，厚度5mm；弹簧片8选用厚度为0.15mm 的65Mn材料。
用金刚石砂轮进行油石7的粗加工，用W5～W10的B4C微粉进行油石7的精密研磨加工，将B4C油石7的工作面的平面精度加工到1μm以下。两油石7 在弹簧片8上的距离与油石厚度之比为2π/3，据此计算出弹簧片8的长度约为 54.5mm。将两块油石7用环氧树脂胶粘到弹簧片8的两端如图3所示。
根据特定圆柱顶尖的规格制作固定V架4，拉伸长度取20mm，两侧面分别加工有上下两个螺纹孔，孔的位置距离油石两端的距离约为油石长度的2/9，取 5mm，可最大限度地减小油石紧定应力对油石工作面精度的影响。油石7及弹簧片8在固定V架4中的位置如图4所示。
使用本发明提供的圆柱顶尖修研工装时，先将由保持架2和球形滚动体3组成的密珠轴套和轴承座1装到圆柱顶尖的预定位置，然后将油石7与弹簧片8放入已连接前后挡板10的固定V架4中，接着用连接螺钉5将固定V架4和轴承座1连接一起，并使固定V架4中心孔的轴线与顶尖的轴线同轴。
对于下顶尖的修研，可不施加压力，利用工装的自重产生油石对顶尖60°定位锥面的正压力；对于上顶尖和水平放置的顶尖，需要通过置于固定V架中心孔的压力球9对该工装进行加压。工作时在圆柱顶尖60°定位锥面上涂少许煤油或石蜡油。对于可回转的圆柱顶尖，通过固定该工装，利用机床或仪器上的电机驱动顶尖匀速转动，转速为45～90rpm；对于固定圆柱顶尖，可通过皮带或摩擦轮驱动轴承座以45～90rpm的速度匀速转动。
4个油石限位螺钉12可以调节油石与顶尖60°定位锥面的接触线位置，防止油石过度磨损导致的平面精度损失。油石使用一段时间后，可从一侧挡板10 的位置取下修磨，达到1μm的平面精度后再装回到固定V架4中。
另外，本工装可通过固定V架两侧面的上下两排紧定螺钉6的预紧力对于锥度误差进行调节。如果增大圆柱顶尖的锥度，需增加上排紧定螺钉6的预紧力，减小下排两螺钉6的预紧力；如果减小圆柱顶尖的锥度，需增加下排紧定螺钉6 的预紧力，减小下排两螺钉6的预紧力。
为保证圆柱顶尖60°定位锥面的修研精度，固定V架左右4两侧对称位置的紧定螺钉6的预紧力要一致。
Claims (8)
1.一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，包括，轴承座、保持架、球形滚动体、固定V架、紧定螺钉、油石、弹簧片、压力球、挡板、油石限位螺钉、连接螺钉；
轴承座为中空的T型回转体结构，一端内孔带凸缘结构，防止竖直使用时内部的保持架在重力作用下掉出；轴承座内孔的直径尺寸根据待修研顶尖圆柱的直径及所用密珠轴套球形滚动体的直径确定；轴承座另一端为法兰端与固定V架通过连接螺钉固定；
保持架为圆环状回转体，壁厚小于所用球形滚动体直径1～2mm；保持架与轴承座内孔凸缘接触的一端为内锥面结构，用于减小与轴承座凸缘的接触面积；
固定V架为具有厚度的倒V型拉伸体结构，内外V型面夹角为60°；固定V架前后两面通过螺钉连接挡板；固定V架上端中间位置开设中心孔，用于放置压力球；
两块长方体油石粘到厚度为0.1～0.2mm的弹簧片同一侧的两端，两油石中间的距离与油石厚度之比为2π/3；油石长度大于待加工圆柱顶尖60°圆锥面母线的长度，小于固定V架内部侧面长度；油石宽度小于固定V架宽度3～5mm；两油石工作面的平面度误差不大于1μm；弯曲弹簧片，使其另一侧紧贴固定V架内壁；固定V架两侧面分别设有紧定螺钉或弹性波珠螺钉用于压紧油石与待加工圆柱顶尖贴合；两侧挡板通过油石限位螺钉或波珠螺钉限定油石位置。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，球形滚动体的两侧分别与轴承座和圆柱顶尖的单边过盈量在1～3μm之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，轴承座内孔圆柱度误差不大于2μm，硬度不小于HRC60。
4.根据权利要求1或2所述的一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，保持架选用黄铜材料。
5.根据权利要求3所述的一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，保持架选用黄铜材料。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，油石选用莫氏硬度大于9的烧结ALO2或B4C热压成型材料。
7.根据权利要求3所述的一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，油石选用莫氏硬度大于9的烧结ALO2或B4C热压成型材料。
8.根据权利要求4所述的一种圆柱顶尖在机修研工装，其特征在于，油石选用莫氏硬度大于9的烧结ALO2或B4C热压成型材料。
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