CN110039077A - 一种旋转顶尖 - Google Patents

Abstract

本发明属于数控机床部件领域，具体公开了一种旋转顶尖，包括套筒，套筒外壁固定有用于和机床尾座连接的连接盘；套筒内同轴转动连接有芯轴，芯轴内锥度配合有顶针，顶针的尖端伸出芯轴，且顶针位于芯轴内的一端为小径端；套筒内偏心固定连接有顶杆，顶杆插入芯轴内并和顶针端部相抵；顶针伸出芯轴的部分安装有防尘结构，防尘结构包括负压风机，负压风机的吸气端朝向顶针的尖端。采用本发明的方案，可以满足快速调节顶针锥度的要求。

Description

一种旋转顶尖

技术领域

本发明属于数控机床部件领域，具体涉及了一种旋转顶尖。

背景技术

顶尖在机加工过程中对工件起到定位支撑的作用，常用顶尖通常由顶针、夹紧装置、壳体、固定销和芯轴组成，而顶针的尾部与芯轴锥度配合，在装配时顶尖装配在机床底板的尾座上，而尾座能够在机床底板上滑动。在机加工过程中通常会遇到需要对顶尖进行同轴度调节的情形，出现该情形的原因主要是顶针由于和芯轴锥度配合，机加工过程中外界冷却液、金属粉尘等杂质会进入到锥度配合的斜面上，使得顶针与芯轴之间产生较大磨损，因此顶尖长时间服役后，同轴度发生变化，从而需要对顶尖进行同轴度调节。

而现有顶尖的同轴度调节，通常是通过调节底板与尾座之间的距离，来实现对顶针同轴度的调节，而这样的调节方式，即使有经验的工人也需要十分钟以上，相当耗时，造成生产效率低下，因此本司对如何快速调节顶针和芯轴的同轴度进行了研发改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转顶尖，以满足快速调节顶针和芯轴同轴度的要求。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：一种旋转顶尖，包括套筒，套筒内同轴转动连接有芯轴，芯轴内设有锥形孔，锥形孔内锥度配合有顶针，顶针的尖端伸出芯轴，且顶针位于芯轴内的一端为小径端；所述套筒外壁固定有用于和机床尾座连接的连接盘，连接盘上沿周向设有若干弧形孔；套筒内偏心固定连接有顶杆，顶杆插入锥形孔内并和顶针端部相抵；还包括防尘结构，防尘结构包括负压风机，负压风机的吸气端朝向顶针的尖端。

本基础方案的工作原理以及有益效果在于：

1、当需要调节顶针和芯轴的同轴度时，操作人员旋转套筒，套筒带动顶杆同步转动，顶杆由于偏心装配偏心孔内，因此顶杆实际绕套筒中轴线公转，从而抵紧顶针。具体的：当顶尖的同轴度发生变化时，即顶针的中轴线与芯轴的中轴线不再重合，以顶针的尖端斜向下偏移为例，此时顶针的尾部会相对于芯轴的中轴线斜向上，因此操作人员可旋转套筒，使得顶杆靠近顶针的一端转动至芯轴中轴线下部的位置，抵紧顶针，使得顶针的中轴线恢复到与芯轴的中轴线重合的位置。

2、设置负压风机，将靠近顶针尖端处的加工粉尘、飞溅的冷却液等吸收，减少粉尘、冷却液落在顶针上的概率，进而减少粉尘、冷却液对顶针的磨损影响。

3、设置连接盘，增大套筒和尾座的连接稳定性，而在连接盘上设置弧形孔，是由于在调节同轴时，套筒会发生一定程度的转动，连接盘随套筒转动后，连接盘上的安装孔和尾座上的安装孔会出现一定的错位情况，而将连接盘上的安装孔设置为弧形孔，就可以使得连接盘还可以和尾座进行连接。

进一步，套筒靠近芯轴的一端可拆卸连接有密封盖，密封盖和芯轴之间安装有旋转骨架油封。

有益效果：密封盖用于密封芯轴和套筒之间的间隙，避免粉尘或冷却液水雾进入芯轴和套筒之间的间隙内，由于芯轴和套筒需要相对转动，若是进入粉尘或冷却液水雾容易导致较大的磨损。

进一步，芯轴上固定有环形的凸盘，凸盘外壁上设有环形的防水槽。

有益效果：即使粉尘或冷却液水雾通过芯轴和套筒之间的间隙进入，但粉尘和冷却液水雾会进入防水槽内，避免增大芯轴和套筒之间的磨损。

进一步，密封盖上设有与防水槽连通的环形通道，密封盖下端设有与环形通道连通的通孔。

有益效果：进入防水槽内的粉尘和冷却液水雾可通过环形通道、通孔排出。

进一步，套筒靠近顶杆的一端一体成型有棱柱形的凸台。

有益效果：转动凸台可带动套筒转动，凸台为棱柱形，更加方便转动凸台，避免打滑。

进一步，防尘结构还包括固定在芯轴远离顶杆一端端部的主动齿轮，主动齿轮中心孔的内径大于顶针的外径，密封盖上转动连接有转杆，转杆上固定有与主动齿轮啮合的从动齿轮，转杆上沿周向均布有若干叶片。

有益效果：芯轴转动时带动主动齿轮转动，进而带动从动齿轮转动，转杆随从动齿轮转动，叶片转动时带动气流流动，一方面将靠近套筒、芯轴处的粉尘、冷却液水雾等吹开，避免其进入套筒和芯轴的间隙内，另一方面通过气体的流动可对顶针进行降温。

进一步，负压风机的吸气端朝向顶针尖端的上方。

有益效果：一方面，产生的粉尘、冷却液容易随着顶针、工件的转动向上飞起，将负压风机的吸气端设置在顶针尖端上方，容易收集；另一方面在顶针尖端上方进行收集，避免粉尘落到顶针尖端处并产生堆积，避免增大顶针和工件之间的磨损。

进一步，负压风机的出气端安装有滤布，且负压风机的出气端朝向顶针尖端的下方。

有益效果：负压风机吹出的气体向上，将可能掉落在顶尖尖端上的粉尘吹起，避免粉尘落到顶针尖端处并产生堆积，避免增大顶针和工件之间的磨损。

进一步，主动齿轮中心孔的内壁固定有环形的密封垫圈，密封垫圈的内壁和顶针相抵。

有益效果：顶针锥度调整后，顶针和芯轴之间存在间隙，通过设置密封垫圈，对顶针和芯轴的连接处进行密封。

进一步，转杆设有多个且沿密封盖周向均布。

有益效果：对密封盖周向的气流进行导向，提高气流作用效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的正视剖视图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明实施例2的正视剖视图；

图4为图3中B部分的放大图；

图5为图3中C部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：尾座1、套筒2、凸台3、偏心孔4、顶杆5、螺纹段6、芯轴7、顶针8、密封盖9、通孔10、第二螺栓11、第一螺栓12、连接盘13、轴承14、旋转骨架油封15、防水槽16、工件17、主动齿轮18、从动齿轮19、出气管20、吸气管21、转杆22、叶片23、密封垫圈24、环形盘25、摩擦头26、转动柱27。

实施例1

如图1所示，一种旋转顶尖，包括套筒2，套筒2从左至右依次包括安装孔、轴承孔以及偏心孔4，安装孔和轴承孔同轴设置且均和套筒2同轴设置，偏心孔4相对套筒2偏心设置。套筒2左部固定有环形的连接盘13，为保证装配稳定性，连接盘13和套筒2一体成型设置。连接盘13上沿周向均布有若干弧形孔，将套筒2安装至机床尾座1上时，将套筒2插入到尾座1内，并使得连接盘13右端面和尾座1相抵，将第二螺栓11穿过弧形孔并旋入尾座1内，实现套筒2和尾座1的固定。

安装孔内安装有芯轴7，芯轴7左端伸出套筒2，芯轴7右端插入轴承孔内，芯轴7和轴承孔内壁之间安装有轴承14。结合图2所示，芯轴7左部一体成型有环形的凸盘，凸盘外壁上设有环形的防水槽16，防水槽16的横截面呈楔形，可根据实际情况设置防水槽16的个数，本申请中防水槽16设置有两个且两个防水槽16沿凸盘的轴向分布。芯轴7左部安装有密封盖9，密封盖9套设在芯轴7左部且密封盖9和凸盘之间安装有旋转骨架油封15，密封盖9右端和套筒2左端相抵，密封盖9和套筒2通过第一螺栓12连接。

密封盖9上设有与防水槽16连通的环形通道，密封盖9下端设有与环形通道连通的通孔10，当水雾进入密封盖9和芯轴7的连接间隙时，水雾进入到防水槽16和环形通道内并最终通过通孔10排出，避免水雾侵蚀到凸盘右部的轴承14。

芯轴7内设有锥形孔和连通在锥形孔右端的柱形孔，锥形孔右端为小径端，锥形孔左端为大径端，锥形孔内锥度配合有顶针8，顶针8的左端为尖端且顶针8的左端伸出芯轴7。

偏心孔4中部设有螺纹段6，偏心孔4内安装有顶杆5，顶杆5中部设有与螺纹段6相配合的螺纹，即顶杆5和螺纹段6螺纹连接，实现套筒2和顶杆5的固定。顶杆5左端插入柱形孔内并和顶针8右端相抵。套筒2右端一体成型有棱柱形的凸台3，具体的，凸台3呈六棱柱状，类似于螺母的形状，顶杆5右端插入凸台3内并和凸台3右端相平齐。

本装置还包括防尘结构，防尘结构包括负压风机，负压风机的吸气端连通有吸气管21，负压风机的出气端连通有出气管20，吸气管21和出气管20的自由端端部均固定在机床上，吸气管21的自由端朝向顶针8尖端的上方，出气管20的自由端安装有滤布，且出气管20的自由端朝向顶针8尖端的下方。

具体实施过程如下：

使用时，当需要调节顶针8和芯轴7的同轴度时，操作人员旋下第二螺栓11，然后旋转套筒2，套筒带动顶杆5同步转动，顶杆5由于偏心装配在偏心孔4内，因此顶杆5实际绕套筒2的中轴线公转，从而抵紧顶针8，调节完成后，将第二螺栓11重新旋入，固定套筒2和尾座1。具体的：当顶尖的锥度发生变化时，即顶针8的中轴线与芯轴7的中轴线不再重合，以顶针8的尖端斜向下偏移为例，此时顶针8的尾部会相对于芯轴7的中轴线斜向上，因此操作人员可旋转套筒，使得顶杆5靠近顶针8的一端转动至芯轴7中轴线下部的位置，抵紧顶针8，使得顶针8的中轴线恢复与芯轴7的中轴线重合的位置，需要注意的是，顶尖的锥度产生变化时，其变化是非常小的，因此锥度调节是在很小幅度内进行的。

在机加工过程中，顶针8的尖端抵在工件17的中心处，顶针8带动芯轴7随工件17转动，机加工产生的粉尘、冷却液水雾等向外飞溅，通过负压风机的出气向持续向上吹气，避免粉尘落在顶针8的尖端，而负压风机的吸气端则将粉尘、冷却液水雾等进行吸收。

实施例2

本实施例和实施例1相比，如图3所示，防尘结构还包括固定在芯轴7远离顶杆5左端部的主动齿轮18，主动齿轮18中心孔的内径大于顶针8的外径，密封盖9上转动连接有转杆22，转杆22上固定有与主动齿轮18啮合的从动齿轮19，转杆22上沿周向均布有若干叶片23，结合图5所示，主动齿轮18中心孔的内壁固定有环形的密封垫圈24，密封垫圈24的内壁和顶针8相抵，转杆22设有多个且沿密封盖9周向均布。

结合图4所示，密封盖9上部的转杆22左端固定有摩擦头26，机床上转动连接有环形盘25，具体的，机床上设有与环形盘同轴设置的环形槽，环形盘上固定有滑动连接在环形槽内的滑块，当滑块沿环形槽滑动时，实现环形盘的自转。环形盘25内壁和摩擦头26相贴，环形盘25左端面上转动连接有转动柱27，转动柱27固定在吸气管21上，吸气管具有一定弹性，吸气管可选用橡胶软管。

随着工件17和顶针8的高速转动，产生的粉尘、冷却液水雾大多向斜后方飞溅，通过负压风机的上下对流，难免会有部分粉尘未被吸收，本实施例中，芯轴7转动时带动主动齿轮18转动，进而带动从动齿轮19转动，转杆22随从动齿轮19转动，叶片23转动时带动气流流动，一方面将靠近套筒2、芯轴7处的粉尘、冷却液水雾等吹开，避免其进入套筒2和芯轴7的间隙内，另一方面通过气体的流动可对顶针8进行降温。

密封盖9上部的转轴转动时，通过摩擦头26的摩擦传动带动环形盘25转动，转动柱27随环形盘25做圆周运动，转动柱27带动吸气管21抖动，由于冷却液水雾随粉尘一起进入吸气管21内，粉尘湿度较大，容易粘附在吸气管21内壁上，通过吸气管21的抖动，可将粘附在吸气管21内壁的粉尘抖落，而抖落的粉尘在负压风机的负压作用下被继续吸收，不会洒落出来，避免粉尘堵塞在吸气管21内。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种旋转顶尖，包括套筒，套筒内同轴转动连接有芯轴，芯轴内设有锥形孔，锥形孔内锥度配合有顶针，顶针的尖端伸出芯轴，且顶针位于芯轴内的一端为小径端；其特征在于：所述套筒外壁固定有用于和机床尾座连接的连接盘，连接盘上沿周向设有若干弧形孔；套筒内偏心固定连接有顶杆，顶杆插入锥形孔内并和顶针端部相抵；还包括防尘结构，防尘结构包括负压风机，负压风机的吸气端朝向顶针的尖端。

2.根据权利要求1所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述套筒靠近芯轴的一端可拆卸连接有密封盖，密封盖和芯轴之间安装有旋转骨架油封。

3.根据权利要求2所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述芯轴上固定有环形的凸盘，凸盘外壁上设有环形的防水槽。

4.根据权利要求3所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述密封盖上设有与防水槽连通的环形通道，密封盖下端设有与环形通道连通的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述套筒靠近顶杆的一端一体成型有棱柱形的凸台。

6.根据权利要求5所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述防尘结构还包括固定在芯轴远离顶杆一端端部的主动齿轮，主动齿轮中心孔的内径大于顶针的外径，密封盖上转动连接有转杆，转杆上固定有与主动齿轮啮合的从动齿轮，转杆上沿周向均布有若干叶片。

7.根据权利要求6所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述负压风机的吸气端朝向顶针尖端的上方。

8.根据权利要求7所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述负压风机的出气端安装有滤布，且负压风机的出气端朝向顶针尖端的下方。

9.根据权利要求8所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述主动齿轮中心孔的内壁固定有环形的密封垫圈，密封垫圈的内壁和顶针相抵。

10.根据权利要求9所述的一种旋转顶尖，其特征在于：所述转杆设有多个且沿密封盖周向均布。