CN203993624U - 自动伸缩式顶紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可伸缩自适应顶紧且耐高温的自动伸缩式顶紧装置，包括尾座体、套筒、顶尖以及弹簧；所述尾座体上设有导向滑槽，所述导向滑槽的侧壁上设有限位槽；所述套筒设置在导向滑槽中，套筒的侧壁上设有嵌入限位槽内并可在限位槽内滑动的限位杆；所述顶尖安装在套筒内，顶尖尖部的圆锥形表面上设有合金层；所述弹簧设置在导向滑槽内，并位于套筒的尾部和导向滑槽的底部之间。弹簧使顶尖始终随工件膨胀或收缩自动调节顶紧位置，实现了自适应顶紧工件，保证了工件的加工精度；合金层使顶尖具有良好的抗磨性和耐高温性，提高了该装置在高温工况下的使用寿命。

Description

自动伸缩式顶紧装置

技术领域

本实用新型涉及一种顶紧装置，尤其是一种自动伸缩式顶紧装置。

背景技术

现有的顶紧装置主要包括两种：一种是顶紧后工件在顶尖上滑动的装置；另一种是顶紧后顶尖可随工件转动的装置。但无论哪一种顶紧装置均无法根据工件变形量自行调节顶紧，在加工过程中遇到工件受热膨胀或冷却收缩产生变形时，操作者只能凭经验进行手动顶紧调节，这样既不安全，又无法保证工件加工精度，而且效率低下。对高温工件进行顶紧时(例如：对轴类堆焊零件加工时，轴类零件一端夹固定在卡盘上，另一端通过顶紧装置上顶尖顶住；工件在旋转过程中，工件下面用液化气加热，确保工件温度保持380℃～400℃之间，工件表面才能进行堆焊)，现有顶紧装置上安装的顶尖在高温和工件膨胀的作用下还容易形变损坏，缩短了顶紧装置的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种可伸缩自适应顶紧且耐高温的自动伸缩式顶紧装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：自动伸缩式顶紧装置，包括尾座体、套筒、顶尖以及弹簧；所述尾座体上设有导向滑槽，所述导向滑槽的侧壁上设有限位槽；所述套筒设置在导向滑槽中，套筒的侧壁上设有嵌入限位槽内并可在限位槽内滑动的限位杆；所述顶尖安装在套筒内，顶尖尖部的圆锥形表面上设有合金层；所述弹簧设置在导向滑槽内，并位于套筒的尾部和导向滑槽的底部之间。

进一步的是，该装置还包括垫片；所述垫片设置在导向滑槽内，并位于弹簧的尾部和导向滑槽的底部之间。

进一步的是，所述合金层是顶尖尖部的圆锥形表面进行激光表面合金化处理形成的。

进一步的是，上述合金层的厚度为0.8mm～1mm。

进一步的是，所述弹簧为耐高温弹簧。

进一步的是，所述套筒的前端还设有轴承端盖，所述顶尖上还设有轴承组；所述顶尖通过轴承组安装在套筒内，所述轴承组通过轴承端盖固定。

进一步的是，上述轴承组包括前端轴承、推力球轴承和尾部轴承；所述顶尖上设有轴肩，所述前端轴承和推力球轴承依次设置在轴肩的一侧，所述尾部轴承设置在顶尖的尾部；所述前端轴承通过轴承端盖固定。

进一步的是，所述前端轴承为圆锥滚子轴承。

进一步的是，所述尾部轴承为双列角接触球轴承。

本实用新型的有益效果是：在加工过程中工件受热膨胀或冷却收缩产生变形时，通过设置在导向滑槽中的弹簧使得套筒内的顶尖可自由伸缩顶紧工件；顶尖随工件膨胀或收缩自动调节顶紧位置，始终保证在加工过程中的工件既不会因膨胀被顶得弯曲变形，又不会因冷却收缩而不能被顶紧甚至出现工件脱落的问题，顶紧调节迅速、安全、方便，实现了顶紧装置的自适应顶紧，保证了工件的加工精度；合金层是耐磨耐高温涂层，既可以避免滑动顶紧时顶尖的磨损，又可以避免顶尖在顶紧高温工件时形变损坏，提高了该装置在高温工况下的使用寿命。垫片可以用于调整弹簧的预紧力，方便该装置顶紧力的调节。顶尖尖部表面经过激光表面合金化处理生成的合金层具有更好的抗磨性和耐高温性。耐高温的弹簧可以避免高温工况下热量的传导使弹簧失效。轴承组可以使顶尖在套筒内部回转，使顶尖在顶紧工件时能随工件一起旋转，避免了顶尖与工件之间的相互磨损。

附图说明

图1是本实用新型的剖面结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是沿图1中A-A线剖视图；

图4是工件常温下的顶紧示意图；

图5是工件高温下的顶紧示意图；

图中标记为：尾座体1、导向滑槽11、限位槽12、套筒2、限位杆21、轴承端盖22、顶尖3、合金层31、轴承组32、前端轴承321、推力球轴承322、尾部轴承323、轴肩33、弹簧4、垫片5、工件6和卡盘7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，自动伸缩式顶紧装置，包括尾座体1、套筒2、顶尖3和弹簧4；所述尾座体1上设有导向滑槽11，所述导向滑槽11的侧壁上设有限位槽12；所述套筒2设置在导向滑槽11中，套筒2的侧壁上设有嵌入限位槽12内并可在限位槽12内滑动的限位杆21；所述顶尖3安装在套筒2内，顶尖3尖部的圆锥形表面上设有合金层31；所述弹簧4设置在导向滑槽11内，并位于套筒2的尾部和导向滑槽11的底部之间。

从图1、图2和图3中可知，限位槽12设置在导向滑槽11的侧壁上，限位槽12一般为导向滑槽11的侧壁与尾座体1外壁相通的槽孔，限位槽12一般为U形槽孔或长方形槽孔，限位槽12用于与套筒2侧壁上的限位杆21配合避免弹簧4弹力使套筒2脱出导向滑槽11；限位杆21设置在套筒2的侧壁上，限位杆21可通过螺纹、销钉、螺钉、嵌入等方式固定在套筒2上；从图3中可以看出限位槽12与限位杆21一般均为两个，且分别在竖直方向上下设置在导向滑槽11的侧壁上和套筒2的侧壁上。

结合图4和图5可以看出，弹簧4设置在套筒2的尾部和导向滑槽11的底部之间，在加工过程中工件6由于一端是由卡盘7固定不动，当工件6受热膨胀时会向顶尖3所在位置轴向延伸，工件6作用于顶尖3上，顶尖3带动套筒2一起挤压弹簧4，弹簧4受力收缩，避免了工件6膨胀被顶尖3顶得弯曲变形或者工件6压坏顶尖3；当工件6内冷却收缩时会向卡盘7所在位置轴向收缩，同时弹簧4的弹力会作用于套筒2的尾部，套筒2带动顶尖3把工件6顶紧，避免工件6因冷却收缩而不能被顶尖3顶紧、甚至出现工件6脱落的问题；该顶紧装置实现了对工件6的自适应顶紧，保证了工件6的加工精度，降低操作者的劳动强度，提高加工效率。所述合金层31为耐磨耐高温涂层，合金层31可以通过渗镀、堆焊、高能束技术等生成；合金层31在滑动顶紧时可以避免顶尖3磨损，在高温工况下可以避免顶尖3在顶紧高温工件6时形变损坏，提高了该装置的使用寿命。

为了调整弹簧4的预紧力，方便该顶紧装置初始顶紧力的调节，在导向滑槽11内还设置有垫片5，垫片5位于弹簧4的尾部和导向滑槽11的底部之间，如图1、4、5所示。

优选的，所述合金层31是顶尖3尖部的圆锥形表面进行激光表面合金化处理形成的；通过调整激光头、透镜与顶尖3尖部的圆锥形表面的距离，使顶尖3尖部的圆锥形表面处于近焦处或透镜焦点处；通过激光头发射的激光束熔化顶尖3基体材料形成激光熔池，激光熔池温度可达1200℃，熔池冷却速度可达106℃/s；一般采用自动气流送粉系统，在向激光熔池吹入惰性气体的同时，气流可把预先配置好的金属粉末(合金材料)喷入激光熔池，使金属粉末与顶尖3基体材料混合成型，自动气流送粉系统可以精确控制的合金成分；还可以通过在激光表面合金化前对顶尖3表面进行预处理，将合金材料用刷涂、喷涂等方式预置在顶尖3尖部的圆锥形表面上，再发射的激光束熔化进行合金化处理；顶尖3表面的激光熔池要用惰性气体保护，避免氧化影响合金的质量。合金层31使得顶尖3具有良好的抗磨性和耐高温性，避免了顶尖3在顶紧高温工件时发生形变损坏，提高了顶尖3在高温工况下的使用寿命。具体的，所述合金层31的厚度为0.8mm～1mm。

为了避免该装置在高温工况下工作时，热量的传导至弹簧4使其失效，所述弹簧4选用耐高温弹簧。

作为本实用新型的一种优选方案，所述套筒2的前端还设有轴承端盖22，所述顶尖3上还设有轴承组32；所述顶尖3通过轴承组32安装在套筒2内，所述轴承组32通过轴承端盖22固定；如图1、4、5所示。轴承组32可以使顶尖3在套筒2内回转，使顶尖3在顶紧工件6时能随工件6一起旋转，避免了顶尖3与工件6之间的相互磨损。

具体的，上述轴承组32包括前端轴承321、推力球轴承322和尾部轴承323；所述顶尖3上设有轴肩33，所述前端轴承321和推力球轴承322依次设置在轴肩33的一侧，所述尾部轴承323设置在顶尖3的尾部；所述前端轴承321通过轴承端盖22固定。所述前端轴承321优选为圆锥滚子轴承，所述尾部轴承323优选为双列角接触球轴承。

Claims (9)

1.自动伸缩式顶紧装置，包括尾座体(1)、套筒(2)和顶尖(3)；其特征在于：还包括弹簧(4)；所述尾座体(1)上设有导向滑槽(11)，所述导向滑槽(11)的侧壁上设有限位槽(12)；所述套筒(2)设置在导向滑槽(11)中，套筒(2)的侧壁上设有嵌入限位槽(12)内并可在限位槽(12)内滑动的限位杆(21)；所述顶尖(3)安装在套筒(2)内，顶尖(3)尖部的圆锥形表面上设有合金层(31)；所述弹簧(4)设置在导向滑槽(11)内，并位于套筒(2)的尾部和导向滑槽(11)的底部之间。

2.如权利要求1所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：还包括垫片(5)；所述垫片(5)设置在导向滑槽(11)内，并位于弹簧(4)的尾部和导向滑槽(11)的底部之间。

3.如权利要求1所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：所述合金层(31)是顶尖(3)尖部的圆锥形表面进行激光表面合金化处理形成的。

4.如权利要求3所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：所述合金层(31)的厚度为0.8mm～1mm。

5.如权利要求1所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：所述弹簧(4)为耐高温弹簧。

6.如权利要求1至5中任一项所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：所述套筒(2)的前端还设有轴承端盖(22)，所述顶尖(3)上还设有轴承组(32)；所述顶尖(3)通过轴承组(32)安装在套筒(2)内，所述轴承组(32)通过轴承端盖(22)固定。

7.如权利要求6所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：所述轴承组(32)包括前端轴承(321)、推力球轴承(322)和尾部轴承(323)；所述顶尖(3)上设有轴肩(33)，所述前端轴承(321)和推力球轴承(322)依次设置在轴肩(33)的一侧，所述尾部轴承(323)设置在顶尖(3)的尾部；所述前端轴承(321)通过轴承端盖(22)固定。

8.如权利要求7所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：所述前端轴承(321)为圆锥滚子轴承。

9.如权利要求7所述的自动伸缩式顶紧装置，其特征在于：所述尾部轴承(323)为双列角接触球轴承。