CN221184734U - 一种顶尖机构及装夹装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种顶尖机构，用于在工件加工过程中顶住工件一端，包括顶尖、顶尖套、检测部件、驱动部件、控制部件，所述顶尖可旋转地安装于顶尖套中，所述检测部件安装于顶尖头部用于测量加工过程中工件的反作用力，所述驱动部件位于顶尖尾部用于驱动顶尖轴向移动，所述控制部件连接检测部件与驱动部件，用于接收检测部件测得的反作用力信息，且根据测得的反作用力与顶尖到工作施加的顶紧力的大小差别，控制驱动部件驱动顶尖轴向移动来调整顶尖对工件施加的顶紧力。本申请还公开了一种装夹装置。相对于现有技术，本实用新型可以在根据切削力实时调整顶尖的顶力，有效减小甚至防止工件跳动，从而提高了工件的加工精度，提升了加工质量。

Description

一种顶尖机构及装夹装置

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种顶尖机构及装夹装置。

背景技术

在以往细长杆车削加工作为一个工艺难题是总所周知的，在车削过程中受夹紧力、切削力、惯性力等外力的作用下，易产生弯曲变形、振动等问题，一旦产生弯曲变形等问题，将会使得刀具和工件之间的关系发生偏移，从而降低车削过程的加工精度。同时细长杆在车削过程中会产生热量，切削热量的扩散能力很差，使得工件会产生热膨胀，如果两端为固定支承，则工件因变长而顶弯，使得工件车削成竹节形，不易获得满意的表面粗糙度和几何精度。通常在车床加工时采用通用夹具一夹一顶或两顶尖方式来装夹，以提高细长杆零件切削时的刚性，减小切削变形对细长杆零件精度的影响。

通常在车床加工时采用通用夹具一夹一顶或两顶尖方式来装夹。此种装夹方式应用于细长杆零件加工时，三爪的夹紧力过大会损伤零件表面，特别是对于材料刚度较低的零件，在切削力的作用下，零件自由端产生较大的挠度变形，并且变形随着刀具与零件相对位置的变化而变化，工件产生跳动，从而影响零件的加工精度。

如何有效防止工件跳动，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的为提供一种能有效减小工件跳动的顶尖机构及装夹装置。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种顶尖机构，用于在工件加工过程中顶住工件一端，包括顶尖、顶尖套、检测部件、驱动部件、控制部件，所述顶尖可旋转地安装于顶尖套中，所述检测部件安装于顶尖头部用于测量加工过程中工件的反作用力，所述驱动部件位于顶尖尾部用于驱动顶尖轴向移动，所述控制部件连接检测部件与驱动部件，用于接收检测部件测得的反作用力信息，且根据测得的反作用力与顶尖到工作施加的顶紧力的大小差别，控制驱动部件驱动顶尖轴向移动来调整顶尖对工件施加的顶紧力。

优选地，所述顶尖与顶尖套之间设有用于承受径向载荷的滚珠轴承以及用于承受轴向载荷的推力轴承。

优选地，所述滚珠轴承与推力轴承之间设有弹性构件，所述弹性构件为圆柱形压缩弹簧或者蝶形弹簧。

优选地，所述顶尖设有轴向的通孔，所述检测部件位于通孔前端，所述控制部件通过穿设于通孔中的导线连接检测部件。

优选地，所述控制部件根据测得的反作用力与顶尖到工作施加的顶紧力的大小差别，控制驱动部件驱动顶尖轴向移动来调整顶尖对工件施加的顶紧力，包括：若反作用力大于顶紧力，则控制驱动部件带动顶尖轴向后移动相应距离，使顶尖施加给工件的顶紧力减小；若反作用力小于顶紧力，则控制驱动部件带动顶尖轴向前移动相应距离，使顶尖施加给工件的顶紧力增大。

优选地，所述驱动部件带动顶尖轴向前后移动相应距离所得到的预紧力为提前通过测试获取并输入到控制部件中。

优选地，所述驱动部件包括微型电动伸缩杆，所述微型电动伸缩杆的一端固定于顶尖尾部的对应固定孔中。

优选地，所述工件为细长杆。

一种装夹装置，用于在工件加工过程中装夹工件，包括分别设置工件两端的三爪夹与顶尖机构，所述三爪夹用于夹住工件一端，所述顶尖机构用于顶住工件另一端，为如上所述的顶尖机构。

优选地，所述三爪夹与工件的接触面上设有耐磨涂层。

相对于现有技术，本实用新型可以在根据切削力实时调整顶尖的顶力，有效减小甚至防止工件跳动，从而提高了工件的加工精度，提升了加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例顶尖机构的结构示意图；

图2为图1所示顶尖机构中顶尖的结构示意图；

图3为图1所示顶尖机构中检测部件与控制部件的结构示意图；

图4为图1所示顶尖机构中驱动部件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例装夹装置与工件的结构示意图；

图6为图5所示装夹装置中夹爪的结构示意图；

图7为图5所示工件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

如图1至4所示，本实用新型实施例提供一种顶尖机构，用于在工件加工过程中顶住工件一端。本实施例中，工件为细长杆，当然也可用于其它结构的工件。

顶尖机构包括顶尖3.1、顶尖套3.2、检测部件3.6、控制部件3.7、驱动部件3.8。

顶尖3.1可旋转地安装于顶尖套3.2中。顶尖3.1与顶尖套3.2之间设有用于承受径向载荷的滚珠轴承3.3以及用于承受轴向载荷的推力轴承3.5。滚珠轴承3.3与推力轴承3.5之间设有弹性构件3.4，以起到缓冲作用。本实施例中，弹性构件3.4为圆柱形压缩弹簧或者蝶形弹簧。顶尖轴向中部设有轴向的直通孔。

检测部件3.6安装于顶尖3.1头部用于测量加工过程中工件的反作用力。具体地，检测部件3.6位于通孔前端。

驱动部件3.8位于顶尖3.1尾部用于驱动顶尖3.1轴向移动。本实施例中，如图4所示，驱动部件3.8为微型电动伸缩杆(可为微型电机+伸缩杆结构形式，通过微型电机带动伸缩杆前后移动)，微型电动伸缩杆的一端固定于顶尖尾部的对应固定孔中。

控制部件3.7连接检测部件3.6与驱动部件3.8，用于接收检测部件测得的反作用力信息，且根据测得的反作用力与顶尖到工作施加的顶紧力的大小差别，控制驱动部件驱动顶尖轴向移动来调整顶尖对工件施加的顶紧力。具体地，若反作用力大于顶紧力，则控制驱动部件带动顶尖轴向后移动相应距离，使顶尖施加给工件的顶紧力减小；若反作用力小于顶紧力，则控制驱动部件带动顶尖轴向前移动相应距离，使顶尖施加给工件的顶紧力增大。这样，使顶紧力与反作用力保持大小相等，方向相反的状态，两个作用力相互抵消，可以根据切削力实时调整顶尖的顶紧力，有效防止工件跳动，从而提高了工件的加工精度，提升了加工质量。

本实施例中，驱动部件带动顶尖轴向前后移动相应距离所得到的预紧力为提前通过测试获取并输入到控制部件中，这样控制精确，操作简单。

本实施例中，控制部件3.7位于顶尖3.1后方，通过穿设于通孔中的导线连接检测部件3.6(如图3)。

如图5至7所示，本实施例还提供一种装夹装置，用于在工件加工过程中装夹工件2。本实施例中，工件2为细长杆，其中一端为大端2.1，尺寸较大；另一端为小端，尺寸较小，中部设有中心孔2.2。

装夹装置包括分别设置工件两端的三爪夹1与顶尖机构3。三爪夹1安装在机床卡盘上，顶尖机构3与机床尾座套筒的锥孔配合。

本实施例，三爪夹1用于夹住工件2.1大端。三爪夹1上各夹爪与工件的接触面上设有耐磨涂层1.1，以减小甚至避免工件表面的损伤。顶尖机构3为如上所述的顶尖机构，用于顶住工件小端，顶尖3.1头部顶在工件小端中心孔2.2位置。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种顶尖机构，用于在工件加工过程中顶住工件一端，其特征在于，包括顶尖、顶尖套、检测部件、驱动部件、控制部件，所述顶尖可旋转地安装于顶尖套中，所述检测部件安装于顶尖头部用于测量加工过程中工件的反作用力，所述驱动部件位于顶尖尾部用于驱动顶尖轴向移动，所述控制部件连接检测部件与驱动部件，用于接收检测部件测得的反作用力信息，且根据测得的反作用力与顶尖到工作施加的顶紧力的大小差别，控制驱动部件驱动顶尖轴向移动来调整顶尖对工件施加的顶紧力。

2.如权利要求1所述的顶尖机构，其特征在于，所述顶尖与顶尖套之间设有用于承受径向载荷的滚珠轴承以及用于承受轴向载荷的推力轴承。

3.如权利要求2所述的顶尖机构，其特征在于，所述滚珠轴承与推力轴承之间设有弹性构件，所述弹性构件为圆柱形压缩弹簧或者蝶形弹簧。

4.如权利要求1所述的顶尖机构，其特征在于，所述顶尖设有轴向的通孔，所述检测部件位于通孔前端，所述控制部件通过穿设于通孔中的导线连接检测部件。

5.如权利要求1所述的顶尖机构，其特征在于，所述控制部件根据测得的反作用力与顶尖到工作施加的顶紧力的大小差别，控制驱动部件驱动顶尖轴向移动来调整顶尖对工件施加的顶紧力，包括：若反作用力大于顶紧力，则控制驱动部件带动顶尖轴向后移动相应距离，使顶尖施加给工件的顶紧力减小；若反作用力小于顶紧力，则控制驱动部件带动顶尖轴向前移动相应距离，使顶尖施加给工件的顶紧力增大。

6.如权利要求4所述的顶尖机构，其特征在于，所述驱动部件带动顶尖轴向前后移动相应距离所得到的预紧力为提前通过测试获取并输入到控制部件中。

7.如权利要求1所述的顶尖机构，其特征在于，所述驱动部件包括微型电动伸缩杆，所述微型电动伸缩杆的一端固定于顶尖尾部的对应固定孔中。

8.如权利要求1所述的顶尖机构，其特征在于，所述工件为细长杆。

9.一种装夹装置，用于在工件加工过程中装夹工件，其特征在于，包括分别设置工件两端的三爪夹与顶尖机构，所述三爪夹用于夹住工件一端，所述顶尖机构用于顶住工件另一端，为如权利要求1至8中任一所述的顶尖机构。

10.如权利要求9所述的装夹装置，其特征在于，所述三爪夹与工件的接触面上设有耐磨涂层。