CN105603362A - 锥尖头硬度强化的顶针装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锥尖头硬度强化的顶针装置，其具有一顶心柄及一结合于该顶心柄的顶心，该顶心具有一锥尖状的锥尖头，并采用PVD镀膜技术在该锥尖头的表面沉积形成一薄膜状的镀膜层，利用具有高硬度、高耐磨性及高耐腐蚀性的镀膜层，大幅度提高锥尖头的硬度、耐磨耗能力及耐用寿命，并且能够充分配合工具机的高转速加工要求。

Description

锥尖头硬度强化的顶针装置
技术领域
本发明涉及一种应用于车床或磨床等工具机的顶针装置，特别是涉及一种锥尖头硬度强化的顶针装置。
背景技术
顶针(Lathecenter，亦称为顶心、顶尖)是装设在车床或磨床等工具机的尾座，利用顶针顶靠在被加工物末端的顶心孔的方式，能够加强被加工物的夹持稳定性，提高工具机加工的平稳性及精密性。其中，顶针依据功能用途大致区分为普通顶针、小件用顶针、用于切削端面的半缺顶针、用于高转速切削的回转顶针，以及用于管或中空圆筒的伞形顶针等几种形式，如图8所示为一种现有的半缺固定顶针90，该顶针90包括一用以插置装设于工具机尾座的顶针锥柄91及一用以顶靠在被加工物的顶心92，该顶心92的端部形成一锥尖状的锥尖头921。
现有的顶针90通常是以高转速钢(HighSpeedSteel)或钨钢(硬质合金，CementedCarbide)制成；其中，高速钢顶针的本身硬度不够，表面磨损快、耐用性差；钨钢顶针是由铁的材料加工后，经过热处理，再利用硬焊(brazing)的方式(通常为银焊或铜焊)将钨钢焊接在材料焊上，由于钨钢含有较高含量的碳化物和合金元素，并且焊接时必须使用高温，将会让原本已经热处理过的材料焊产生回火的现象，导致无钢性，所以钨钢顶针在高速下容易出现淬硬组织和裂纹而无法承受重力切削的负荷，导致工具机的加工转速受到限制，只能以较低的转速来进行加工，难以充分发挥工具机的加工效能。
发明内容
为解决现有的顶针的锥尖头硬度不足，容易因为转速及压力而出现龟裂或裂伤的问题，本发明提出一种锥尖头硬度强化的顶针装置，本发明主要是采用PVD镀膜技术于顶针装置的锥尖头形成一镀膜层，利用具有高硬度、高耐磨性及高耐腐蚀性的镀膜层，大幅度提高锥尖头的硬度及耐磨耗能力，有效解决现有顶针因为锥尖头硬度不足而产生的各项技术问题。
本发明的目的是采用以下的技术方案来实现的。
依据本发明提出的锥尖头硬度强化的顶针装置，其具有一顶心柄及一结合于该顶心柄的顶心，该顶心具有一锥尖状的锥尖头，采用PVD镀膜技术在该锥尖头的表面沉积形成一薄膜状的镀膜层。
优选的，其中于所述的锥尖头的表面及该顶心连接该锥尖头部位的表面均沉积形成所述的镀膜层。
优选的，其中所述的锥尖头形成一热处理硬化部。
优选的，其中所述的顶心具有一顶针子，该顶针子具有所述的锥尖头，于包括该锥尖头的整个该中心针的表面沉积形成所述的镀膜层。
优选的，其中所述的顶心具有一中心针，该中心针具有所述的锥尖头，于包括该锥尖头的整个该中心针的表面沉积形成所述的镀膜层。
优选的，其中所述的镀膜层为氮化钛(TiN)且厚度为0.3μm～5μm。
优选的，其中所述的镀膜层为类金刚石薄膜(DLC)且厚度为0.3μm～5μm。
本发明所提出的技术方案可以获得的有益效果包括：
1.本发明于顶针装置的锥尖头设有镀膜层，利用镀膜层具有高硬度、高耐磨性及高耐腐蚀性的特性，大幅度提高锥尖头的硬度、耐磨耗能力及耐用寿命。
2.本发明以镀膜层提高强化顶针装置的锥尖头的硬度，让顶针装置能够充分配合工具机的高转速加工要求，有效解决现有顶针会造成工具机加工速度被限制的问题，深具产业利用价值。
以下配合附图和本发明的优选实施例，进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段。
附图说明
图1是本发明应用于固定式回转顶针的立体示意图。
图2是本发明应用于固定式回转顶针的顶心的半剖面结构示意图。
图3是本发明应用于精密小径回转顶针的立体示意图。
图4是本发明应用于锥尖头替换式回转顶针的立体示意图。
图5是本发明应用于齿部替换式端面固定式传动顶针的立体示意图。
图6是本发明应用于齿部替换式端面浮动式传动顶针的立体示意图。
图7是本发明应用于半缺固定顶针的优选实施例的立体示意图。
图8是现有的半缺固定顶针的立体图。
其中，附图标记：
10顶心柄11锥柄部
12套筒
20顶心20A顶针子
20B中心针21锥尖头
22热处理硬化部
30镀膜层
90顶针91顶针锥柄
92顶心921锥尖头
具体实施方式
如图1及图2所示为本发明应用于固定式回转顶针的优选实施例，该顶针装置具有一顶心柄10及一以可转送形态结合于该顶心柄10的顶心20；其中，该顶心柄10设有一呈锥形柱状的锥柄部11，让该顶心柄10能够以该锥柄部11安装结合于工具机尾座；该顶心20是以高转速钢或钨钢等钢材制成，具有一锥尖状而能够用以抵靠于被加工物的锥尖头21，并可利用热处理手段提高该锥尖头21部位的钢材硬度而形成一热处理硬化部22。
本发明采用PVD(PhysicalVaporDeposition，物理气相沉积)镀膜技术，在该顶心20的锥尖头21的表面沉积形成一薄膜状的镀膜层30，优选的，该镀膜层30可以进一步延伸到该顶心20连接该锥尖头21部位的表面，该镀膜层30可以为氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铬(CrN)或类金刚石薄膜(DLC)等等，其厚度一般大约0.3μm～5μm且具有高硬度、高耐磨性(低摩擦系数)、良好的耐腐蚀性和化学稳定性等特性，能够在几乎不会影响该锥尖头21的原有尺寸的情况下，大幅度提高该顶心20的锥尖头21的硬度及耐磨耗性，让顶针装置能够充分配合工具机的高转速加工要求及提高顶针装置的耐用寿命。
如图3所示为本发明应用于精密小径回转顶针的优选实施例，该顶针装置具有一顶心柄10及一以可转送形态结合于该顶心柄10的顶心20，该顶心柄10设有一呈锥形柱状的锥柄部11，该顶心20具有一锥尖状的锥尖头21，并采用PVD镀膜技术在该锥尖头21的表面及该顶心20连接该锥尖头21部位的表面，均沉积形成一薄膜状的镀膜层30。
如图4所示为本发明应用于尖部替换式回转顶针的优选实施例，该顶针装置具有一顶心柄10及一以可转送形态结合于该顶心柄10的顶心20，该顶心柄10设有一呈锥形柱状的锥柄部11，该顶心20于工作端以可拆卸方式结合设有一顶针子20A，该顶针子20A具有一锥尖状的锥尖头21，并采用PVD镀膜技术在包括该锥尖头21的整个该顶针子20A的表面沉积形成一薄膜状的镀膜层30。
如图5所示为本发明应用于齿部替换式端面固定式传动顶针的优选实施例，该顶针装置具有一顶心柄10及一以可转送形态结合于该顶心柄10的顶心20，该顶心柄10设有一呈锥形柱状的锥柄部11，于该锥柄部11套设有一套筒12，该顶心20于工作端以可拆卸方式结合设有一中心针20B，该中心针20B具有一锥尖状的锥尖头21，并采用PVD镀膜技术在包括该锥尖头21的整个该中心针20B的表面沉积形成一薄膜状的镀膜层30。
如图6所示为本发明应用于齿部替换式端面浮动式传动顶针的优选实施例，该顶针装置具有一顶心柄10及一以可转送形态结合于该顶心柄10的顶心20，该顶心柄10设有一呈锥形柱状的锥柄部11，于该锥柄部11套设有一套筒12，该顶心20于工作端以可拆卸方式结合设有一中心针20B，该中心针20B具有一锥尖状的锥尖头21，并采用PVD镀膜技术在包括该锥尖头21的整个该中心针20B的表面沉积形成一薄膜状的镀膜层30。
如图7所示为本发明应用于半缺固定顶针的优选实施例，该顶针装置具有一顶心柄10及一结合于该顶心柄10的顶心20，该顶心柄10设有一呈锥形柱状的锥柄部11，该顶心20具有一锥尖状的锥尖头21，并采用PVD镀膜技术在该锥尖头21的表面及该顶心20连接该锥尖头21部位的表面，均沉积形成一薄膜状的镀膜层30。
以上所述仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的，在本发明权利要求所限定的精神和范围内，本领域技术人员能够理解而进行的修改或等效改变，都将属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种锥尖头硬度强化的顶针装置，其具有一顶心柄及一结合于该顶心柄的顶心，该顶心具有一锥尖状的锥尖头，其特征在于：采用PVD镀膜技术在该锥尖头的表面沉积形成一薄膜状的镀膜层。
2.根据权利要求1所述的锥尖头硬度强化的顶针装置，其中于所述的锥尖头的表面及该顶心连接该锥尖头部位的表面均沉积形成所述的镀膜层。
3.根据权利要求2所述的锥尖头硬度强化的顶针装置，其中所述的锥尖头形成一热处理硬化部。
4.根据权利要求1所述的锥尖头硬度强化的顶针装置，其中所述的顶心具有一顶针子，该顶针子具有所述的锥尖头，于包括该锥尖头的整个该中心针的表面沉积形成所述的镀膜层。
5.根据权利要求1所述的锥尖头硬度强化的顶针装置，其中所述的顶心具有一中心针，该中心针具有所述的锥尖头，于包括该锥尖头的整个该中心针的表面沉积形成所述的镀膜层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的锥尖头硬度强化的顶针装置，其中所述的镀膜层为氮化钛(TiN)且厚度为0.3μm～5μm。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的锥尖头硬度强化的顶针装置，其中所述的镀膜层为类金刚石薄膜(DLC)且厚度为0.3μm～5μm。
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