CN212598908U - 一种顶尖机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种顶尖机构，包括：底座、顶尖、导向组件以及用于驱动顶尖夹紧或松开加工工件的夹紧驱动组件；所述导向组件和底座固定，所述导向组件内开设有导向孔，所述顶尖和导向孔间隙配合，所述夹紧驱动组件安装在顶尖和底座之间的导向孔内，所述顶尖上设置有导向环。由于本方案中以夹紧驱动组件驱动顶尖夹紧或松开加工工件，与现有使用弹簧或压簧相比，不易卡死且能有效夹紧加工工件。由于本方案中顶尖和导向孔间隙配合，导向环的设置一方面可以阻挡铁屑或杂质进入，另一方面避免了顶尖和导向套内壁的直接摩擦，降低了顶尖损坏的可能性。

Description

一种顶尖机构

技术领域

本实用新型属于机械加工设备领域，特别是涉及一种顶尖机构。

背景技术

顶尖是机械加工中机床的重要功能部件，一般安装在车床的尾座上，或者同时安装在尾座或主轴孔内，用于轴类工件定心，并承受其部分重力和切削力。然而，现有的顶尖存在以下问题：

1、现有顶尖夹紧加工工件常常采用机械式的蝶形弹簧或压簧，运动过程中容易卡死或失效，无法实现有效夹紧，轻者加工工件车削精度无法保证导致报废，重者加工中打滑甚至工件飞出，造成严重的安全事故。且由于针对不同规格的加工工件所需夹紧力的大小不同，机械式的弹簧压力的调整需要拆卸顶尖，过程麻烦且无法实现顶尖夹持力的快速和精准调整。

2、顶尖尾部和顶尖的导向座均采用金属制作，为保证顶尖导向座有良好的导向性能，顶尖尾部和顶尖的导向座之间的间隙设置较小，导致顶尖运动过程中，顶尖尾部和导向座之间的滑动摩擦力较大，加之切削过程中会产生细小的铁屑和杂质，若这些铁屑和杂质进入到导向座内将导致顶尖卡死。

3、原有顶尖的尖端和尾部均采用同种材料一体成型，但尖端时定位部分，长期和加工工件中心孔接触，在加工工件高速转动过程中起到定心作用，如果尖端一旦出现缺损无法维修，整个顶尖都需要换掉，所需成本高。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种顶尖机构，用于解决现有技术中顶尖采用弹簧或压簧无法有效夹持加工工件等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种顶尖机构，包括：底座、顶尖、导向组件以及用于驱动顶尖夹紧或松开加工工件的夹紧驱动组件；所述导向组件和底座固定，所述导向组件内开设有导向孔，所述顶尖和导向孔间隙配合，所述夹紧驱动组件安装在顶尖和底座之间的导向孔内，所述顶尖上设置有导向环。

进一步地，所述顶尖包括尖端和尾部，所述尖端和尾部可拆卸连接。

进一步地，所述导向组件包括第一导向套和第二导向套，所述第一导向套上开设有第一导向孔，所述第二导向套内开设有第二导向孔，所述第一导向孔直径大于第二导向孔。

进一步地，所述顶尖的尾部包括第一尾部和第二尾部，所述第一尾部直径大于第二尾部，所述第一尾部一端和第二尾部固定，所述第二尾部远离第一尾部一端和尖端连接，所述第一尾部和第一导向孔间隙配合，所述第二尾部和第二导向孔间隙配合。

进一步地，所述夹紧驱动组件包括通电后相互吸引或排斥的第一电磁铁和第二电磁铁，第一电磁铁和底座固定，第二电磁铁和第一尾部端部固定。

进一步地，所述底座上开设有第一安装孔，所述第一尾部上开设有第二安装孔，第一电磁铁安装在第一安装孔内，第二电磁铁安装在第二安装孔内，且第一尾部长度小于第一导向孔深度。

进一步地，所述第一电磁铁和第二电磁铁所在电路中还包括电源和选择开关，所述选择开关可选择端子包括A端子和B端子，当选择开关拨到A端子时，第一电磁铁和第二电磁铁之间产生排斥力，当选择开关拨到B端子时，第一电磁铁和第二电磁铁之间产生吸引力。

进一步地，所述电源为可调电源。

进一步地，所述底座上还固定有用于对顶尖进行限位的限位块。

进一步地，所述第二尾部和尖端的连接端开设有螺纹孔，所述尖端和第二尾部连接端设置有螺纹，所述第二尾部和尖端之间螺纹连接，所述第一尾部、第二尾部和尖端设置在同一轴线上。

如上所述，本实用新型的顶尖机构，具有以下有益效果：

由于本方案中以夹紧驱动组件驱动顶尖夹紧或松开加工工件，与现有使用弹簧或压簧相比，不易卡死且能有效夹紧加工工件。

由于本方案中顶尖和导向孔间隙配合，导向环的设置一方面可以阻挡铁屑或杂质进入，另一方面避免了顶尖和导向套内壁的直接摩擦，降低了顶尖损坏的可能性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中顶尖机构的剖视示意图。

图2为本实用新型实施例中夹紧驱动组件的电路连接图。

图3为图2中第一回路的电路连接图。

图4为图2中第二回路的电路连接图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：底座1、导向组件2、第一导向座201、第二导向座202、顶尖3、第一尾部301、第二尾部302、尖端303、夹紧驱动组件4、第一电磁铁401、第二电磁铁402、限位块5、导向环6。

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例

如图1至图4所示，本实施例提供了一种顶尖机构，包括：底座1、导向组件2、顶尖3和夹紧驱动组件4。

导向组件2固定在底座1上，导向组件2包括第一导向座201和第二导向座202，第一导向座201和底座1之间通过螺栓固定，第二导向座202和第一导向座201之间通过螺栓固定。第一导向座201和第二导向座202上均开设有导向孔，称第一导向座201上的导向孔为第一导向孔，第二导向座202上的导向孔为第二导向孔，第一导向孔直径大于第二导向孔。

顶尖3和导向组件2内的导向孔间隙配合，顶尖3包括尖端303和尾部，尖端303为定位部位，尾部为运动部位。尾部包括第一尾部301和第二尾部302，第一尾部301和第二尾部302一体成型，第一尾部301直径大于第二尾部302，第二尾部302上开设有螺纹孔，尖端303和尾部连接处设置有螺纹，尖端303和第二尾部302之间螺纹连接。第二尾部302中部套设有导向环6，本实施例中第二尾部302上开设有导向槽，导向环6设置在导向槽内。第一尾部301位于第一导向孔内，第一尾部301长度小于第一导向孔，且第一尾部301和第一导向孔间隙配合。第二尾部302位于第二导向孔内，且和第二导向孔间隙配合。本实施例中尖端303采用YG8硬质合金，尾部采用40Cr材料，导向环6采用聚四氟乙烯。制作顶尖3时，先将尖端303和尾部螺纹连接后再整体研磨，以保证尾部和尖端303处于同一轴线上。尖端303上螺纹的拧紧方向和加工工件的旋转方向一致，以有效防止加工工件旋转外力导致尖端303松动。本方案中导向环6的材料选用聚四氟乙烯，其摩擦系数小，可提供良好的耐磨性，保证其良好的导向性。

底座1右侧端面中心位置开设有第一安装孔，第一尾部301左端开设有第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔相对设置。夹紧驱动组件4包括第一电磁铁401和第二电磁铁402，第一电磁铁401安装在第一安装孔内，第二电磁铁402安装在第二安装孔内。且第一尾部301左端端部和底座1之间安装有限位块5，限位块5的设置避免第一电磁铁401和第二电磁铁402之间撞击。第一电磁铁401和第二电磁铁402之间的连接电路如图2所示，包括电源、选择开关、电阻、第一电磁铁401和第二电磁铁402，电源选择可调电源。选择开关可选择端子包括A端子和B端子，选择开关拨向A端子时，电源、选择开关、第一电磁铁401和第二电磁铁402构成第一回路，如图3所示，第一回路连通时，第一电磁铁401和第二电磁铁402均通电，第一电磁铁401和第二电磁铁402内电流方向相反，使得第一电磁铁401和第二电磁铁402之间产生排斥力；当选择开关拨向B端子时，电源、电阻和第一电磁铁401构成第二回路，如图4所示，此时只有第一电磁铁401通电，第一电磁铁401对第二电磁铁402产生吸附力，电阻R的设置，减小第一电磁铁401内流过电流大小，以此减小第一电磁铁401对第二电磁铁402的吸引力，避免吸引力过大导致限位块5猛烈撞击而损坏。

第一电磁铁401和第二电磁铁402之间的排斥力计算公式为：F＝u*i1*i2/h，其中i1、i2为电流，h为距离，u是导磁系数(与铁芯材料有关)，即排斥力的大小与电流成正比，与距离成反比，因此，可通过调整电压的大小改变电流，从而调整排斥力的大小，以适应不同规格的曲轴所需的夹紧力。

具体实施时，当需要对加工工件进行定位时，将尖端303对准加工工件，根据加工工件的规格调整电源电压，然后将选择开关拨向A端子，使得第一回路连通，第一电磁铁401和第二电磁铁402之间产生排斥力，推动顶尖3向着导向组件2外运动，对加工工件进行定位。

当需要取下加工工件时，将选择开关拨向B端子，使得第二回路连通，第一电磁铁401对第二电磁铁402产生吸附力，带动顶尖3向着导向组件2内运动，使得顶尖3松开加工工件。

第一导向座201和第二导向座202的设置，不仅对顶尖3起到导向作用，且第二导向座202还对顶尖3在夹紧驱动组件4的驱动作用下向右伸出长度进行了限位。第二导向座202和第一导向座201之间通过螺栓连接，方便了顶尖3的安装和更换。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种顶尖机构，其特征在于，包括：底座、顶尖、导向组件以及用于驱动顶尖夹紧或松开加工工件的夹紧驱动组件；所述导向组件和底座固定，所述导向组件内开设有导向孔，所述顶尖和导向孔间隙配合，所述夹紧驱动组件安装在顶尖和底座之间的导向孔内，所述顶尖上设置有导向环。

2.根据权利要求1所述的顶尖机构，其特征在于，所述顶尖包括尖端和尾部，所述尖端和尾部可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的顶尖机构，其特征在于，所述导向组件包括第一导向套和第二导向套，所述第一导向套上开设有第一导向孔，所述第二导向套内开设有第二导向孔，所述第一导向孔直径大于第二导向孔。

4.根据权利要求3所述的顶尖机构，其特征在于，所述顶尖的尾部包括第一尾部和第二尾部，所述第一尾部直径大于第二尾部，所述第一尾部一端和第二尾部固定，所述第二尾部远离第一尾部一端和尖端连接，所述第一尾部和第一导向孔间隙配合，所述第二尾部和第二导向孔间隙配合。

5.根据权利要求4所述的顶尖机构，其特征在于，所述夹紧驱动组件包括通电后相互吸引或排斥的第一电磁铁和第二电磁铁，第一电磁铁和底座固定，第二电磁铁和第一尾部端部固定。

6.根据权利要求5所述的顶尖机构，其特征在于，所述底座上开设有第一安装孔，所述第一尾部上开设有第二安装孔，第一电磁铁安装在第一安装孔内，第二电磁铁安装在第二安装孔内，且第一尾部长度小于第一导向孔深度。

7.根据权利要求5所述的顶尖机构，其特征在于，所述第一电磁铁和第二电磁铁所在电路中还包括电源和选择开关，所述选择开关可选择端子包括A端子和B端子，当选择开关拨到A端子时，第一电磁铁和第二电磁铁之间产生排斥力，当选择开关拨到B端子时，第一电磁铁和第二电磁铁之间产生吸引力。

8.根据权利要求7所述的顶尖机构，其特征在于，所述电源为可调电源。

9.根据权利要求1所述的顶尖机构，其特征在于，所述底座上还固定有用于对顶尖进行限位的限位块。

10.根据权利要求4所述的顶尖机构，其特征在于，所述第二尾部和尖端的连接端开设有螺纹孔，所述尖端和第二尾部连接端设置有螺纹，所述第二尾部和尖端之间螺纹连接，所述第一尾部、第二尾部和尖端设置在同一轴线上。

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