CN112372397A - 一种旋转顶尖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转顶尖，包括芯轴，包括依次固定连接的前轴颈、中轴颈和后轴颈，所述芯轴的中央设有锥孔；前轴瓦，所述前轴瓦上设有第一通孔及前止推腔，所述第一通孔与所述前轴颈活动连接，所述前止推腔与所述中轴颈活动连接；后轴瓦，所述后轴瓦上设有第二通孔及后止推腔，所述第二通孔与所述后轴颈活动连接，所述后止推腔与所述中轴颈活动连接；套筒，套设于所述芯轴外，其一端与所述前轴瓦固定连接，另一端与所述后轴瓦固定连接；以及顶尖，通过所述锥孔与所述芯轴可拆卸连接。上述旋转顶尖，芯轴可旋转，解决了顶尖不能随工件旋转的问题；中轴颈可在前止推腔和后止推腔之间前进与后退，解决了顶尖轴向移动精度不足的问题。

Description

一种旋转顶尖

技术领域

本发明涉及机床设备技术领域，尤其涉及一种旋转顶尖。

背景技术

通常，磨床加工细长轴类零件时，需要借助尾座上的顶尖来顶紧工件，顶尖通常为不能旋转的死顶尖，其外圆柱面可以沿滑动套筒轴向平移实现顶紧。现有磨床加工中，使用死顶尖的弊端主要体现在两方面：

其一，加工过程中，转动工件的顶尖孔与不转动的死顶尖的外锥面之间不断摩擦，导致工件的顶尖孔和顶尖的外锥面丧失原有精度，进而引起工件中心跳动，工件产生圆度误差。

其二，顶紧同批次不同零件时，由于死顶尖外圆柱面和滑动套筒内孔之间存在一定间隙，顶尖轴向移动精度不足，导致顶紧不同零件时中心位置不一样，同一批次零件的圆度误差不一样。

发明内容

基于此，有必要提供一种旋转顶尖，可随转动工件一起转动。

一种旋转顶尖，包括：

芯轴，所述芯轴包括依次固定连接的前轴颈、中轴颈和后轴颈，所述中轴颈的直径大于所述前轴颈和所述后轴颈的直径，所述芯轴的中央设有锥孔；

前轴瓦，所述前轴瓦上设有第一通孔及前止推腔，所述第一通孔的直径与所述前轴颈的直径相匹配，所述前止推腔的直径与所述中轴颈的直径相匹配，所述第一通孔与所述前轴颈活动连接，所述前止推腔与所述中轴颈活动连接；

后轴瓦，所述后轴瓦上设有第二通孔及后止推腔，所述第二通孔的直径与所述后轴颈的直径相匹配，所述后止推腔的直径与所述中轴颈的直径相匹配，所述第二通孔与所述后轴颈活动连接，所述后止推腔与所述中轴颈活动连接，所述后轴瓦上设有第一连接孔，所述第一连接孔与所述后止推腔联通；

套筒，所述套筒呈中空设置，所述套筒套设于所述芯轴外，其一端与所述前轴瓦固定连接，另一端与所述后轴瓦固定连接，所述套筒上设有第二连接孔，所述第二连接孔的一端与所述第一连接孔连接，另一端设有控制阀，所述控制阀用于控制所述后止推腔内填充物质的压力；以及

顶尖，所述顶尖通过所述锥孔与所述芯轴可拆卸连接。

上述旋转顶尖，使用前，将前止推腔与后止推腔内充满填充物质，前止推腔与后止推腔处于受力平衡状态，使用时，打开控制阀，设于后止推腔的填充物质经第一连接孔排出，此时，后止推腔因填充物减少导致压力降低，中轴颈在前止推腔的压力作用下向后移动，实现顶尖松开；关闭控制阀，后止推腔内重新充满填充物质，后止推腔压力增大，中轴颈在压力作用下向前移动，从而将工件顶紧，进而解决了顶尖轴向移动精度不足的问题。此外，前轴瓦、后轴瓦及套筒固定连接形成一个整体，芯轴的前轴颈套设于前轴瓦的第一通孔内，后轴颈套设于后轴瓦的第二通孔内，使芯轴两端可分别在第一通孔及第二通孔内旋转，解决了顶尖不能随工件旋转导致精度降低的问题。

在一个实施方式中，还包括前端盖和后端盖，所述前端盖中央设有第五通孔，并通过所述第五通孔套设于所述前轴颈上，所述前端盖与所述前轴瓦固定连接，所述后端盖中央设有第六通孔，并通过所述第六通孔套设于所述后轴颈上，所述后端盖与所述后轴瓦固定连接。

在一个实施方式中，所述前止推腔的侧壁设有第一环形凹槽，所述后止推腔的侧壁设有第二环形凹槽。

在一个实施方式中，所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽的凹陷深度大于0.1mm小于等于10mm。

在一个实施方式中，所述第一通孔的内侧设有前径向腔，所述第二通孔的内侧设有后径向腔。

在一个实施方式中，所述前端盖上设有第一填充口，所述后端盖上设有第二填充口，所述第一填充口通过内置节流器与所述前径向腔及所述前止推腔连接，所述第二填充口通过所述内置节流器与所述后径向腔及所述后止推腔连接。

在一个实施方式中，所述第二填充口用于连接油箱或空气压缩机。

在一个实施方式中，所述前端盖上设有前气密封，所述后端盖上设有后气密封，所述前气密封设于所述第五通孔内侧，所述后气密封设于所述第六通孔内侧。

在一个实施方式中，所述前止推腔的侧壁及所述后止推腔的侧壁与所述中轴颈之间的间隙大于1微米小于等于50微米。

在一个实施方式中，所述后止推腔的底面面积大于所述前止推腔的底面面积。

附图说明

图1为一实施方式的旋转顶尖结构示意图；

图2为芯轴结构示意图；

图3为前轴瓦结构示意图；

图4为后轴瓦结构示意图；

图5为另一实施方式的旋转顶尖结构示意图；

图6为前端盖结构示意图；

图7为后端盖结构示意图；

图8为如图5所示的A部位局部放大示意图；

图9为如图5所示的B部位局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”或“连通”，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“上”、“下”、“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，一实施方式的旋转顶尖，包括芯轴10、前轴瓦20、后瓦轴30、套筒40及顶尖50。

芯轴10，请参阅图2，其进一步包括前轴颈101、中轴颈102和后轴颈103。

具体地，前轴颈101、中轴颈102和后轴颈103为三段依次固定连接的圆柱体，且前轴颈101、中轴颈102和后轴颈103具有相同的中心轴线，使芯轴10可绕中心轴线旋转，中轴颈102的直径大于前轴颈101和后轴颈103的直径，使中轴颈102的两侧分别形成第一侧面S1及第二侧面S2，芯轴10的中央设有锥孔11，用于连接顶尖50。

在一些实施方式中，前轴颈101的直径大于后轴颈103的直径，使得中轴颈102的第二侧面S2的面积大于第一侧面S1的面积。

前轴瓦20，请参阅图3，前轴瓦20作为芯轴10的其中一个垂直方向定位结构，用于限制芯轴10的前轴颈101在垂直方向的运动，其内设第一通孔201及前止推腔202。

具体地，第一通孔201设于前轴瓦20左侧的中央位置，第一通孔201呈圆柱形，其直径与前轴颈101的直径相匹配，前止推腔202设于前轴瓦20右侧的中央位置，前止推腔202呈圆柱形，其直径与中轴颈102相匹配，第一通孔201与前止推腔202的截面形成一个贯穿的T型通孔。当芯轴10与前轴瓦20结合时，前轴颈101与第一通孔201活动连接，中轴颈102的左端设于前止推腔202内，前轴颈101可在第一通孔201内旋转，中轴颈102可在前止推腔202内作轴向前进与后退运动，当中轴颈102在轴向作前进运动时，前止推腔底面2021构成了中轴颈102的前止推面，当前止推腔2021与中轴颈102的第一侧面S1接触时，中轴颈102受前止推腔2021的阻挡无法继续向左侧运动。

进一步地，前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间间隙大于1微米小于等于50微米，一方面，该间隙可确保中轴颈102在前止推腔202内旋转，另一方面，可防止设于前止推腔202内的填充物质向外泄露。

更进一步地，前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间间隙为5微米，该间隙可在保证前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间较小摩擦力的情况下，有效防止设于前止推腔202内的填充物质向外泄露。

填充物质可为空气或液体，优选地，填充物质为具有低凝固点的油脂，一方面，其具有良好的润滑功能，可减少芯轴10在运动过程中的阻力，另一方面，油脂具有一定的粘度，不易向外泄露。

在一些实施方式中，请参阅图1及图3，前止推腔202内设第一环形凹槽204，可选地，第一环形凹槽的深度为0.1mm～10mm，设置该深度的第一环形凹槽，可增加前止推腔202的填充物质的容积，由于第一环形凹槽204的宽度远大于前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间的间隙宽度，使得芯轴10在轴向前移顶紧和后退松开过程中，前止推腔202与后止推腔302的回油节流长度确定，回油液阻不变，从而提高芯轴10的稳定性。

在一些实施方式中，请参阅图1、图3及图8，第一通孔201内设第三环形凹槽203，当芯轴10与前轴瓦20结合时，第三环形凹槽203与前轴颈101形成前径向腔23，第一通孔后腔壁2011和第一通孔前腔壁2012构成了前径向腔23的封油面，使得设于前径向腔23内的填充物质无法通过第一通孔后腔壁2011和第一通孔前腔壁2012向其它区域转移；当芯轴10在第一通孔201内运动时，由于前径向腔23内充满填充物质，此时，前径向腔23在旋转顶尖中充当静压轴承的作用，从而有助于减小芯轴10与前轴瓦20之间的摩擦力。另一方面，第一通孔后腔壁2011也构成了前止推腔202的节流器，当芯轴10在前止推腔202内做前进或后退运动时，设于前止推腔202内的填充物质无法通过第一通孔后腔壁2011进入前径向腔23。

在一些实施方式中，请参阅图1，前轴瓦20上还设有第三连接孔205，第三连接孔205一端与前止推腔202联通，另一端与设于端盖40上的第四连接孔402联通，通过设置第三连接孔205及第四连接孔402，在调试时可方便向前止推腔202内排出填充物，应当理解，第三连接孔205在调试结束后可处于封堵状态。

后轴瓦30，请参阅图4，后轴瓦30作为芯轴10的另外一个垂直方向定位结构，用于限制芯轴10的后轴颈103在垂直方向的运动，其内设第二通孔301及后止推腔302。

具体地，第二通孔301设于后轴瓦30右侧的中央位置，第二通孔301呈圆柱形，其直径与后轴颈103的直径相匹配，后止推腔302设于后轴瓦30左侧的中央位置，后止推腔302呈圆柱形，其直径与中轴颈102相匹配，第二通孔301与后止推腔302的截面形成一个贯穿的T型通孔，当芯轴10与后轴瓦30结合时，后轴颈103与第二通孔301活动连接，中轴颈102的右端设于后止推腔302内，后轴颈103可在第二通孔301内旋转，中轴颈102可在后止推腔302内作轴向前进与后退运动，当芯轴10在轴向作后退运动时，后止推腔底面3021构成了中轴颈102的后止推面，当后止推腔底面3021与中轴颈102的第二侧面S2接触时，中轴颈102受后止推腔底面3021的阻挡无法继续向右侧运动。

后轴瓦30上还设有第一连接孔305，第一连接孔305一端与后止推腔302联通，另一端用于连接设于套筒40上的第二连接孔401。

进一步地，后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间间隙大于1微米小于等于50微米，一方面，该间隙可确保中轴颈102在后止推腔302内旋转，另一方面，可防止设于后止推腔302内的填充物质向外泄露。

更进一步地，后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间间隙为5微米，该间隙可在保证后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间较小摩擦力的情况下，有效防止设于后止推腔302内的填充物质向外泄露。

填充物质可为空气，也可为液体。优选地，填充物质为具有低凝固点的油脂，一方面，其具有良好的润滑功能，可减少芯轴10在运动过程中的阻力，另一方面，油脂具有一定的粘度，不易向外泄露

优选地，为匹配中轴颈102第一侧面S1与第二侧面S2之间的面积差，后止推腔侧壁3022的面积大于前止推腔侧壁2022的面积，由于控制阀80的节流液阻可调整，通过设置后止推腔侧壁3022与前止推腔侧壁2022之间的面积差，使得前止推腔202与后止推腔302的长度可以通过控制阀80进行调整，实现芯轴10的轴向顶紧和松开，并调整顶紧力，顶紧时，前止推腔202的长度小于后止推腔302的长度。

在一些实施方式中，请参阅图1及图4，后止推腔302内设第二环形凹槽304，可选地，第二环形凹槽的深度为0.1mm～10mm，设置该深度的第二环形凹槽，可增加后止推腔302的填充物质的容积，由于第二环形凹槽304的宽度远大于后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间的间隙宽度，使得芯轴10在轴向前移顶紧和后退松开过程中，前止推腔202与后止推腔302的回油节流长度确定，回油液阻不变，从而提高芯轴10的稳定性。

在一些实施方式中，请参阅图1、图4及图9，第二通孔301内设第四环形凹槽303，当芯轴10与后轴瓦30结合时，第四环形凹槽303与后轴颈103形成后径向腔33，第二通孔后腔壁3011和第二通孔前腔壁3012构成了后径向腔33的封油面，使得设于后径向腔33内的填充物质无法通过第二通孔后腔壁3011和第二通孔前腔壁3012向其它区域转移；当芯轴10在第二通孔301内运动时，由于后径向腔33内充满填充物质，填充物质可为空气，也可为油脂，此时，后径向腔33在旋转顶尖中充当静压轴承的作用，从而有助于减小芯轴10与后轴瓦30之间的摩擦力。另一方面，第二通孔后腔壁3011也构成了后止推腔302的节流器，当芯轴10在后止推腔302内做前进或后退运动时，设于后止推腔302内的填充物质无法通过第二通孔后腔壁3011进入后径向腔33。

套筒40，请参阅图1，套筒40呈中空设置，其套设于芯轴10的外侧，其一端与前轴瓦20固定连接，另一端与后轴瓦30固定连接，通过设置套筒40，一方面，用于固定前轴瓦20与后轴瓦30，使前止推腔202与后止推腔302的轴线处于同一位置，从而使中轴颈102可在前止推腔202与后止推腔302之间前移与后退；一方面，使前轴瓦20、后轴瓦30及套筒40共同组成密闭的容置空间，可防止外部灰尘粒子进入旋转顶尖内部结构，使旋转顶尖保持其精密程度。

套筒40上还设有第二连接孔401，第二连接孔401贯穿套筒40内外两侧，其一端与第一连接孔305连接，另一端与控制阀80连接，控制阀80与容器连接或直接与空气连接，打开控制阀后，可排出后止推腔302内的填充物质。

在一些实施方式中，请参阅图1，为匹配前轴瓦20上的第三连接孔205，套筒40上还设有第四连接孔402，第四连接孔402贯穿套筒40内外两侧，其一端与第三连接孔205连接，另一端与外界连接，用于调试旋转顶尖时向前止推腔202内排出填充物质，应当理解，旋转顶尖调试结束后，第四连接孔402可处于封闭状态。

顶尖50，请参阅图1，顶尖50通过锥孔11与芯轴10固定连接，因此，顶尖50可随芯轴10在轴向上前进后退，同时也可在工件的作用下，带动芯轴10共同旋转。

在一些实施方式中，请参阅图3、图5及图6，旋转顶尖还包括前端盖60。

具体地，前端盖60上设有第五通孔601及第一定位槽602，第五通孔601的直径与前轴颈101的直径相匹配，使得前轴颈101可穿过第五通孔601，第一定位槽602与前轴瓦20的凸起2013相匹配，从而可通过凸起2013快速定位前端盖60的位置。

进一步地，前端盖60上还设有第一填充口603，第一填充口603通过内置节流器(图中未示出)与前轴瓦20的前径向腔23、前止推腔202联通，从而可通过第一填充口603向上述腔室注入填充物质。

进一步地，在第五通孔601内设有前气密封604，前气密封604与前轴颈101之间实现微米级的间隙，从而防止灰尘等颗粒通过第五通孔601进入旋转顶尖内部，影响旋转顶尖的精度。

在一些实施方式中，请参阅图4、图5及图7，旋转顶尖还包括后端盖70。

具体地，后端盖70上设有第六通孔701及第二定位槽702，第六通孔701的直径与后轴颈103的直径相匹配，使得后轴颈103可穿过第六通孔701，第二定位槽702与后轴瓦30的凸起3013相匹配，从而可通过凸起3013快速定位后端盖70的位置。

进一步地，后端盖70上还设有第二填充口703，第二填充口703用于连接油箱或空压机，并通过内置节流器(图中未示出)与后轴瓦30的后径向腔33、后止推腔302联通，从而可通过第二填充口703向上述腔室注入填充物质。填充物质可为空气，也可为液体。优选地，填充物质为具有低凝固点的油脂，一方面，其具有良好的润滑功能，可减少芯轴10在运动过程中的阻力，另一方面，油脂具有一定的粘度，不易向外泄露。

进一步地，在第六通孔701内设有后气密封704，后气密封704与后轴颈103之间实现微米级的间隙，从而防止灰尘等颗粒通过第六通孔701进入旋转顶尖内部，影响旋转顶尖的精度。

上述旋转顶尖，使用前，将前止推腔202与后止推腔302内充满填充物质，前止推腔202与后止推腔302处于受力平衡状态，使用时，打开控制阀80，设于后止推腔302的填充物质经第一连接孔305排出，此时，后止推腔302因填充物减少导致压力降低，中轴颈102在前止推腔202的压力作用下向后移动，实现顶尖松开；关闭控制阀80，后止推腔302内重新充满填充物质，后止推腔302压力增大，中轴颈102在压力作用下向前移动，从而将工件顶紧，进而解决了顶尖50轴向移动精度不足的问题。此外，前轴瓦20、后轴瓦30及套筒40固定连接形成一个整体，芯轴10的前轴颈101套设于前轴瓦20的第一通孔201内，后轴颈103套设于后轴瓦30的第二通孔301内，使芯轴10两端可分别在第一通孔201及第二通孔301内旋转，解决了顶尖50不能随工件旋转导致精度降低的问题。

以下为具体的实施例。

实施例1

本实施例提供一种旋转顶尖，其结构示意图可参阅图1至图4，旋转顶尖包括芯轴10、前轴瓦20、后轴瓦30、套筒40及顶尖50。

芯轴10包括依次连接的前轴颈101、中轴颈102及后轴颈103，前轴颈101、中轴颈102及后轴颈103为圆柱体，三者具有相同的中心轴线，且中轴颈102的半径大于前轴颈101及后轴颈103的半径，中轴颈102的左侧形成第一侧面S1，右侧形成第二侧面S2，芯轴10的中央位置设有锥孔11。

前轴瓦20内设第一通孔201及前止推腔202，第一通孔201设于前轴瓦20左侧的中央部位，前止推腔202设于前轴瓦20右侧的中央部位，第一通孔201的半径与前轴颈101的半径相匹配，前止推腔202的半径与中轴颈102的半径相匹配，第一通孔201与前止推腔202形成T型空腔。前轴颈101与第一通孔201活动连接，中轴颈102的左侧与前止推腔202活动连接，前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间间隙为1微米。

后轴瓦30内设第二通孔301及后止推腔302，第二通孔301设于后轴瓦30右侧的中央部位，后止推腔302设于后轴瓦30左侧的中央部位，第二通孔301的半径与后轴颈103的半径相匹配，后止推腔302的半径与中轴颈102的半径相匹配，第二通孔301与后止推腔302形成T型空腔。后轴颈103与第二通孔301活动连接，中轴颈102的右侧与后止推腔302活动连接，后轴瓦30上设有第一连接孔305，第一连接孔305一端与后止推腔302联通，另一端延伸至后轴瓦30外部，后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间间隙为1微米。

套筒40呈中空设置，其一端与前轴瓦20固定连接，另一端与后轴瓦30固定连接，套筒40上设有第二连接孔401，第二连接孔401一端与第一连接孔305连接，另一端与外界连接。

顶尖50与芯轴10的锥孔11可拆卸连接。

上述旋转顶尖，使用前，将前止推腔202与后止推腔302内充满高压空气，前止推腔202与后止推腔302处于受力平衡状态，使用时，打开控制阀80，设于后止推腔302的高压空气经第一连接孔305排出，此时，后止推腔302压力降低，中轴颈102在前止推腔202的压力作用下向后移动，实现顶尖松开；关闭控制阀80，后止推腔302内重新充满高压空气，后止推腔302压力增大，中轴颈102在压力作用下向前移动，从而将工件顶紧，进而解决了顶尖50轴向移动精度不足的问题。此外，前轴瓦20、后轴瓦30及套筒40固定连接形成一个整体，芯轴10的前轴颈101套设于前轴瓦20的第一通孔201内，后轴颈103套设于后轴瓦30的第二通孔301内，使芯轴10两端可分别在第一通孔201及第二通孔301内旋转，解决了顶尖50不能随工件旋转导致精度降低的问题。

实施例2

本实施例提供的旋转顶尖，请参阅图1～图4，以及图8和图9。其与实施例1相似，不同之处在于：(1)前止推腔202内设第一环形凹槽204，第一通孔201内设第三环形凹槽203；(2)后止推腔302内设第二环形凹槽304，第二通孔301内设第四环形凹槽303。

芯轴10包括依次连接的前轴颈101、中轴颈102及后轴颈103，前轴颈101、中轴颈102及后轴颈103为圆柱体，三者具有相同的中心轴线，且中轴颈102的半径大于前轴颈101及后轴颈103的半径，中轴颈102的左侧形成第一侧面S1，右侧形成第二侧面S2，芯轴10的中央位置设有锥孔11。

前轴瓦20内设第一通孔201及前止推腔202，第一通孔201设于前轴瓦20左侧的中央部位，前止推腔202设于前轴瓦20右侧的中央部位，第一通孔201的半径与前轴颈101的半径相匹配，前止推腔202的半径与中轴颈102的半径相匹配，第一通孔201与前止推腔202形成T型空腔，前止推腔202内设第一环形凹槽204，第一环形凹槽204的深度为0.1mm，第一通孔201内设第三环形凹槽203，前轴颈101与第一通孔201活动连接，中轴颈102的左侧与前止推腔202活动连接，前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间间隙为25微米。

后轴瓦30内设第二通孔301及后止推腔302，第二通孔301设于后轴瓦30右侧的中央部位，后止推腔302设于后轴瓦30左侧的中央部位，第二通孔301的半径与后轴颈103的半径相匹配，后止推腔302的半径与中轴颈102的半径相匹配，第二通孔301与后止推腔302形成T型空腔，后止推腔302内设第二环形凹槽304，第二环形凹槽304的深度为0.1mm，第二通孔301内设第四环形凹槽303，后轴颈103与第二通孔301活动连接，中轴颈102的右侧与后止推腔302活动连接，后轴瓦30上设有第一连接孔305，第一连接孔305一端与后止推腔302联通，另一端延伸至后轴瓦30外部，后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间间隙宽度为25微米。

套筒40呈中空设置，其一端与前轴瓦20固定连接，另一端与后轴瓦30固定连接，套筒40上设有第二连接孔401，第二连接孔401一端与第一连接孔305连接。

顶尖50与芯轴10的锥孔11可拆卸连接。

上述旋转顶尖，使用前，将前止推腔202与后止推腔302内充满高压空气，前止推腔202与后止推腔302处于受力平衡状态，使用时，打开控制阀80，设于后止推腔302的高压空气经第一连接孔305排出，此时，后止推腔302压力降低，中轴颈102在前止推腔202的压力作用下向后移动，实现顶尖松开；关闭控制阀80，后止推腔302内重新充满高压空气，后止推腔302压力增大，中轴颈102在压力作用下向前移动，从而将工件顶紧，进而解决了顶尖50轴向移动精度不足的问题。此外，前轴瓦20、后轴瓦30及套筒40固定连接形成一个整体，芯轴10的前轴颈101套设于前轴瓦20的第一通孔201内，后轴颈103套设于后轴瓦30的第二通孔301内，使芯轴10两端可分别在第一通孔201及第二通孔301内旋转，解决了顶尖50不能随工件旋转导致精度降低的问题。

此外，通过设置第一环形凹槽204和第二环形凹槽304，可增加前止推腔202与后止推腔302内的填充物质的容积，由于第一环形凹槽204的宽度远大于前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间的间隙宽度，以及第二环形凹槽304的宽度远大于后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间的间隙宽度，使得芯轴10在轴向前移顶紧和后退松开过程中，前止推腔202与后止推腔302的回油节流长度确定，回油液阻不变，从而提高芯轴10的稳定性；同时，第三环形凹槽203与前轴颈101作用形成前径向腔23，第四环形凹槽303与后轴颈103作用形成后径向腔33，由于前径向腔23与后径向腔33内充满高压气体，使其在旋转顶尖内充当静压轴承的作用，大幅降低了芯轴10在旋转过程中的阻力。

实施例3

本实施例的旋转顶尖，其结构示意图可参阅图2至图9。其与实施例2相似，不同之处在于：(1)设有前端盖60及后端盖70；(2)前止推腔202及后止推腔302内设油脂；(3)前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间间隙宽度及后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间间隙宽度。

芯轴10包括依次连接的前轴颈101、中轴颈102及后轴颈103，前轴颈101、中轴颈102及后轴颈103为圆柱体，三者具有相同的中心轴线，且中轴颈102的半径大于前轴颈101及后轴颈103的半径，中轴颈102的左侧形成第一侧面S1，右侧形成第二侧面S2，芯轴10的中央位置设有锥孔11。

前轴瓦20内设第一通孔201及前止推腔202，第一通孔201设于前轴瓦20左侧的中央部位，前止推腔202设于前轴瓦20右侧的中央部位，第一通孔201的半径与前轴颈101的半径相匹配，前止推腔202的半径与中轴颈102的半径相匹配，第一通孔201与前止推腔202形成T型空腔，前止推腔202内设第一环形凹槽204，第一环形凹槽204的深度为5mm，第一通孔201内设第三环形凹槽203，前轴颈101与第一通孔201活动连接，中轴颈102的左侧与前止推腔202活动连接，前止推腔侧壁2022与中轴颈102之间间隙为50微米。

后轴瓦30内设第二通孔301及后止推腔302，第二通孔301设于后轴瓦30右侧的中央部位，后止推腔302设于后轴瓦30左侧的中央部位，第二通孔301的半径与后轴颈103的半径相匹配，后止推腔302的半径与中轴颈102的半径相匹配，第二通孔301与后止推腔302形成T型空腔，后止推腔302内设第二环形凹槽304，第二环形凹槽304的深度为5mm，第二通孔301内设第四环形凹槽303，后轴颈103与第二通孔301活动连接，中轴颈102的右侧与后止推腔302活动连接，后轴瓦30上设有第一连接孔305，第一连接孔305一端与后止推腔302联通，另一端延伸至后轴瓦外部，后止推腔侧壁3022与中轴颈102之间间隙为50微米。

套筒40呈中空设置，其一端与前轴瓦20固定连接，另一端与后轴瓦30固定连接，套筒40上设有第二连接孔401，第二连接孔401一端与第一连接孔305连接。

顶尖50与芯轴10的锥孔11可拆卸连接。

前端盖60上设有第五通孔601、第一定位槽602，第五通孔内设前气密封604，前轴颈101与第五通孔601活动连接，两者间隙为2微米，前端盖60通过第一定位槽602与前轴瓦30定位，并通过螺母与套筒40的一端固定连接。

后端盖70上设有第六通孔701、第二定位槽702，第六通孔701内设后气密封704，后轴颈103与第六通孔701活动连接，两者间隙为2微米，后端盖70通过第二定位槽702与后轴瓦30定位，并通过螺母与套筒40的另一端固定连接。

上述旋转顶尖，通过设置前端盖60及后端盖70，并在前端盖60内设前气密封604，后端盖70内设后气密封704，是旋转顶尖的气密封性大幅增强，可防止灰尘粒子通过第五通孔601及第六通孔701进入旋转顶尖内部，从而保证旋转顶尖的精度。

实施例4

本实施例的旋转顶尖，其结构示意图可参阅图2至图9。其与实施例3相似，不同之处在于：(1)前端盖60上设有第一填充口603，后端盖70上设有第二填充口703；(2)第一环形凹槽204及第二环形凹槽304的深度。

前端盖60上设有第一填充口603，第一填充口603通过内置节流器(图中未示出)与前轴瓦20的前径向腔23、前止推腔202联通，第二填充口703与后轴瓦30的后径向腔33、后止推腔302联通，同时，第二填充口703与邮箱连接。

后轴瓦30上设有第一连接孔305，第一连接孔305一端与后止推腔302联通，另一端与第二连接孔401联通，套筒上设有第二连接孔401，第二连接孔401的另一端设有控制阀80，控制阀80与油箱连接。

第一环形凹槽204的深度为10mm，第二环形凹槽304的深度为10mm。

上述旋转顶尖，可在调试阶段通过第一填充口603向前径向腔23及前止推腔202内填充油脂，使用时，通过第二填充口703向后径向腔33及后止推腔302内填充油脂，通过控制后止推腔302的填充物质的量，控制顶尖的工作状态。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种旋转顶尖，其特征在于，包括：

芯轴，所述芯轴包括依次固定连接的前轴颈、中轴颈和后轴颈，所述中轴颈的直径大于所述前轴颈和所述后轴颈的直径，所述芯轴的中央设有锥孔；

前轴瓦，所述前轴瓦上设有第一通孔及前止推腔，所述第一通孔的直径与所述前轴颈的直径相匹配，所述前止推腔的直径与所述中轴颈的直径相匹配，所述第一通孔与所述前轴颈活动连接，所述前止推腔与所述中轴颈活动连接；

后轴瓦，所述后轴瓦上设有第二通孔及后止推腔，所述第二通孔的直径与所述后轴颈的直径相匹配，所述后止推腔的直径与所述中轴颈的直径相匹配，所述第二通孔与所述后轴颈活动连接，所述后止推腔与所述中轴颈活动连接，所述后轴瓦上设有第一连接孔，所述第一连接孔与所述后止推腔联通；

套筒，所述套筒呈中空设置，所述套筒套设于所述芯轴外，其一端与所述前轴瓦固定连接，另一端与所述后轴瓦固定连接，所述套筒上设有第二连接孔，所述第二连接孔的一端与所述第一连接孔连接，另一端设有控制阀，所述控制阀用于控制所述后止推腔内填充物质的压力；以及

顶尖，所述顶尖通过所述锥孔与所述芯轴可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的旋转顶尖，其特征在于，还包括前端盖和后端盖，所述前端盖中央设有第五通孔，并通过所述第五通孔套设于所述前轴颈上，所述前端盖与所述前轴瓦固定连接，所述后端盖中央设有第六通孔，并通过所述第六通孔套设于所述后轴颈上，所述后端盖与所述后轴瓦固定连接。

3.根据权利要求2所述的旋转顶尖，其特征在于，所述前止推腔的侧壁设有第一环形凹槽，所述后止推腔的侧壁设有第二环形凹槽。

4.根据权利要求3所述的旋转顶尖，其特征在于，所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽的凹陷深度大于0.1mm小于等于10mm。

5.根据权利要求2所述的旋转顶尖，其特征在于，所述第一通孔的内侧设有前径向腔，所述第二通孔的内侧设有后径向腔。

6.根据权利要求5所述的旋转顶尖，其特征在于，所述前端盖上设有第一填充口，所述后端盖上设有第二填充口，所述第一填充口通过内置节流器与所述前径向腔及所述前止推腔连接，所述第二填充口通过所述内置节流器与所述后径向腔及所述后止推腔连接。

7.根据权利要求6所述的旋转顶尖，其特征在于，所述第二填充口用于连接油箱或空气压缩机。

8.根据权利要求2所述的旋转顶尖，其特征在于，所述前端盖上设有前气密封，所述后端盖上设有后气密封，所述前气密封设于所述第五通孔内侧，所述后气密封设于所述第六通孔内侧。

9.根据权利要求1所述的旋转顶尖，其特征在于，所述前止推腔的侧壁及所述后止推腔的侧壁与所述中轴颈之间的间隙大于1微米小于等于50微米。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的旋转顶尖，其特征在于，所述后止推腔的底面面积大于所述前止推腔的底面面积。

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