CN110102785B - 一种双支撑式顶尖 - Google Patents

Abstract

本发明属于数控机床领域，具体公开了一种双支撑式顶尖，包括套筒，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；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。采用本发明的方案，可以满足快速调节顶针和芯轴同轴度的要求。

Description

一种双支撑式顶尖

技术领域

本发明属于数控机床领域，具体涉及了一种双支撑式顶尖。

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，顶针和芯轴的同轴度发生变化，从而需要进行同轴度调节。

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，来实现对顶针和芯轴同轴度的调节，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，因此本司针对能够快速调节顶针和芯轴同轴度的顶尖进行了研发改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双支撑式顶尖，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：一种双支撑式顶尖，包括套筒，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；所述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；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。

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与芯轴的中轴线重合的位置。

2、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。同时，密封盖和套筒对芯轴的两端分别进行支撑，提高芯轴的装配稳定度。

3、密封盖和芯轴之间安装旋转骨架油封，一方面方便密封盖相对芯轴转动，减少两者之间的相对摩擦，另一方面通过旋转骨架油封对密封盖和芯轴之间的间隙有一定的密封作用，避免粉尘进入。

进一步，还包括防尘结构，防尘结构包括固定在密封盖靠近套筒一端的环形罩。

有益效果：设置环形罩，遮挡密封盖和套筒的连接处，避免粉尘或冷却液水雾通过密封盖和套筒的连接处进入套筒内部，进而避免粉尘、或冷却液水雾对芯轴的磨损。

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，防尘结构还包括负压风机，负压风机的吸气端朝向顶针尖端的上方。

有益效果：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，进而减少粉尘、冷却液对顶针的磨损影响。而负压风机的吸气端朝向顶针尖端的上方，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，负风机的吸气端连通有吸气管，吸气管外套设有环形盘，环形盘转动连接在机床上，环形盘内壁沿周向均布有若干第一磁块，吸气管外壁固定有第二磁块，第一磁块和第二磁块相对的一端磁极相反。

有益效果：环形盘转动，第一磁块随环形盘转动，当第一磁块转动至靠近第二磁块时，第一磁块吸引第二磁块，第二磁块带动吸气管向靠近环形盘内壁方向摆动，在环形盘转动一圈的过程中，使得吸气管多方向摆动，由于冷却液水雾随粉尘一起进入吸气管内，粉尘湿度较大，容易粘附在吸气管内壁上，通过吸气管的摆动，可将粘附在吸气管内壁的粉尘抖落，避免粉尘堵塞在吸气管内。

进一步，芯轴上固定有环形的密封盘，密封盘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：顶针和芯轴的同轴度调整后，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，密封盘的外径大于芯轴的外径。

有益效果：密封盘可挡住密封盖和芯轴的连接处，避免粉尘通过密封盖和芯轴的连接间隙进入装置内部。

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。

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、螺栓12、轴承14、旋转骨架油封15、防水槽16、工件17、密封盘18、密封垫圈19、环形罩20、吸气管21、出气管22、主动锥齿圈23、从动锥齿圈24、环形盘25、扇叶26。

实施例1

如图1所示：一种双支撑式顶尖，如图1所示，一种双支撑式顶尖，包括套筒2，套筒2从左至右依次包括安装孔、轴承14孔以及偏心孔4，安装孔和轴承14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。本装置在使用时，套筒2插入尾座1的安装孔内，且套筒2固定在尾座1上。

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14孔内，芯轴7和轴承14孔内壁之间安装有轴承14。结合图2所示，芯轴7左部固定有环形的凸盘，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，防尘结构包括固定在芯轴7左端面上且呈环形的密封盘18，密封盘18的内壁固定有环形的密封垫圈19，密封垫圈19的内壁和顶针8相抵，密封盘18的外径大于芯轴7的外径，即密封盘18可挡住密封盖9和芯轴7的连接处。防尘结构还包括固定在密封盖9右端的环形罩20。

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，操作人员旋转套筒2，套筒2带动顶杆5同步转动，顶杆5由于偏心装配偏心孔4内，因此顶杆5实际绕套筒2中轴线公转，从而抵紧顶针8，调节完成后，重新将套筒2固定在尾座1。具体的：当顶尖的同轴度发生变化时，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2，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，顶针8和芯轴7的同轴度产生变化时，其变化是非常小的，因此同轴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，设置环形罩20、密封盘18以及密封垫圈19，避免粉尘、冷却液水雾通过密封盘18、套筒2、芯轴7、顶针8等连接的间隙进入本装置内壁所导致的磨损。

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22，吸气管21的自由端朝向顶针8尖端的上方，吸气管21下端固定在机床上。出气管22的自由端安装有滤布，且出气管22的自由端朝向顶针8尖端的下方，出气管22上端固定在机床上。吸气管21外套设有环形盘25，环形盘25的内径大于吸气管21的外径，环形盘25转动连接在机床上，环形盘25内壁固定有第一磁块，吸气管21外壁沿周向均布有若干第二磁块，第一磁块和第二磁块相对的一端磁极相反。密封盘18外壁左部固定有主动锥齿圈23，环形盘25外壁固定有与主动锥齿圈23啮合的从动锥齿圈24，密封盘18外壁右部沿周向均布有扇叶26。

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端持续向上吹气，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，进一步减少可能进入本装置结构内部的粉尘、冷却液水雾。

大部分粉尘、冷却液水雾被吸气管21吸收，但由于机加工过程中，粉尘、冷却液水雾会向斜后方飞溅，少量粉尘、冷却液水雾运动到后方无法被吸气管21吸收，密封盘18随芯轴7转动，密封盘18同步带动主动锥齿圈23和扇叶26转动，扇叶26转动带动气流流动，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。

主动锥齿圈23转动带动从动锥齿圈24转动，从动锥齿圈24转动带动环形盘25转动，第一磁块随环形盘25转动，在磁力的作用下，第一磁块和第二磁块初始状态为吸附在一起，当第一磁块做圆周运动后，由于吸气管21无法发生扭转，第二磁块逐渐和第一磁块脱离，当第一磁块转动再次靠近第二磁块时，第一磁块吸引第二磁块，第二磁块带动吸气管21向靠近环形盘25内壁方向摆动，在环形盘25转动一圈的过程中，使得吸气管21多方向摆动，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的摆动，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 (5)

1.一种双支撑式顶尖，包括套筒，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；其特征在于：所述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；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；

防尘结构还包括负压风机，负压风机的吸气端连通有吸气管，负压风机的出气端连通有出气管，吸气管的自由端朝向顶针尖端的上方，出气管的自由端朝向顶针尖端的下方；吸气管外套设有环形盘，环形盘转动连接在机床上，环形盘内壁沿周向均布有若干第一磁块，吸气管外壁固定有第二磁块，第一磁块和第二磁块相对的一端磁极相反。

2.根据权利要求1所述的一种双支撑式顶尖，其特征在于：还包括防尘结构，防尘结构包括固定在密封盖靠近套筒一端的环形罩。

3.根据权利要求1所述的一种双支撑式顶尖，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所述的一种双支撑式顶尖，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1所述的一种双支撑式顶尖，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。

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