CN107335815B - 凹式顶尖结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了凹式顶尖结构，包括顶尖和基座，顶尖固定于基座的一端，顶尖的端部设有第一凹槽，第一凹槽包括同轴相连的第一腔体和第二腔体，第一腔体由第一锥面围成，第一腔体的内径由顶尖的端部向内部逐渐减小，第一锥面向锥角方向延长后交点落于第二腔体中。本发明的顶尖端部设有第一凹槽，第一锥面的角度可根据需要进行设计，从而使第一锥面与待加工工件相配合；第一锥面向锥角方向延长后交点落于第二腔体中，将待加工部件顶在顶尖中，待加工部件的尖端较长可以伸进第二腔体中，从而满足不同待加工部件的末端凸部需要，大大提升了顶尖结构的使用灵活性；顶尖结构可采用硬质合金材料制成，大大增大其耐磨性，延长使用寿命。

Description

凹式顶尖结构

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别涉及一种凹式顶尖结构。

背景技术

机床加工工件时，为保证工件的精度和同轴度，都会在机床尾端安装一个顶尖来顶住工件，顶尖的应用非常广泛，它是车加工中不可缺少的辅助工具。现有顶尖多为外凸式，待加工的工件为平面或设有凹口。为了增加工件的加工灵活度，有些工件的端部往往设计成外凸式，而现有的这种顶尖结构难以对外凸式的工件进行支撑。

中国实用新型专利CN 203542372 U公开了一种用于外磨机床的高精度回转凹顶尖定位装置，该装置以工艺球球面及顶孔为基准，加工定位圆，能保证工艺球同心度在φ0.01mm以内，解决了因磨、研球面时间长而发生工序等待等问题。然而这种装置耐热耐磨性较差，影响顶尖的使用寿命，且顶尖安装麻烦，不能根据需要灵活运用于各种车床加工中。

发明内容

本发明提供了一种凹式顶尖结构，能够解决上述现有技术问题中的一种或几种。

根据本发明的一个方面，提供了凹式顶尖结构，包括顶尖和基座，顶尖固定于基座的一端，

顶尖的端部设有第一凹槽，第一凹槽包括同轴相连的第一腔体和第二腔体，第一腔体由第一锥面围成，第一腔体的内径由顶尖的端部向内部逐渐减小，第一锥面向锥角方向延长后交点落于第二腔体中。

本发明的有益效果是，本发明的顶尖端部设有第一凹槽，特别是设有第一锥面，第一锥面的角度可根据待加工工件的需要进行设计，从而使第一锥面与待加工工件相配合；第一锥面向锥角方向延长后交点落于第二腔体中，从而将待加工部件顶在顶尖中时，若待加工部件的尖端较长可以伸进第二腔体中，从而满足不同待加工部件的末端凸部需要，大大提升了顶尖结构的使用灵活性；顶尖结构可采用硬质合金材料制成，且表面做涂层处理，大大增大其耐磨性，延长使用寿命。

在一些实施方式中，第一锥面的夹角α为50°至150°。其有益效果是，第一锥面是配合被夹持工件进行的设计，当夹角α越小，工件与内凹顶尖配合的定心效果更好，但是工件的外锥长度越大，当夹角α越大，工件与内凹顶尖配合的定心效果略差，但是工件的外锥长度越小；经实验证明，第一锥面的夹角α为50°至150°时，均能较好的满足被夹持工件的需求。

在一些实施方式中，第一锥面的夹角α为60°至140°。其有益效果是，60°是现有技术中外顶尖的角度，本技术方案采用60°优先满足这一类工件顶尖的切换需求；140°是硬质合金钻头的钻尖角度，工件上140°的外锥，其长度较短且定心效果同样又是较优的，这在140°钻尖的硬质合金钻头中得到实践证明。同时，使用140°的内凹顶尖，刚好可以配合140°的硬质合金钻头用于磨削，具有广大的应用前景。

在一些实施方式中，第一锥面的夹角α为60°至90°。其有益效果是，相比140°的特殊实施例，作为高精度的一种装夹方式，使用小锥角度来保证装夹的定心效果是非常重要的，比如常用的定心钻头，钻尖角是90°，使用90°的内凹顶尖，以配合90°的定心钻头用于磨削。

在一些实施方式中，顶尖上设有冷却槽，冷却槽由顶尖的外表面经过第一锥面延伸到第二腔体。其有益效果是，工件用顶尖结构支撑加工过程冲，会产生大量的热，特别是高转速的磨削，设有冷却槽便于散热，热量由第二腔体、经第一锥面的冷却槽传到到顶尖外部进行散发，从而进行降温，延长顶尖的使用寿命。此处，冷却槽可以为多个，并沿顶尖的圆周进行均匀分布，从而提高散热效果和散热均匀性。

在一些实施方式中，顶尖与基座通过V形口进行焊接而成。其有益效果是，V形口的焊接设计增大了顶尖与基座焊接面积，从而大大增强了本发明装置的牢固性，基座可以为莫氏锥柄，以便于将本发明的装置安装于各种车床中。

在一些实施方式中，顶尖与基座为可拆卸式连接。其有益效果是，顶尖可以像刀片一样进行快速安装和拆卸，从而在加工过程中能够快速切换不同规格的顶尖，以对应不同要求的工件加工需求；另外，顶尖与基座可拆卸的连接方式，也能快速的对损坏的顶尖块进行更换。

在一些实施方式中，基座的一端设有圆形部，圆形部的一端伸出基座本体形成凸台，顶尖安装于凸台的端部，顶尖、凸台和圆形部在同一中心轴上。其有益效果是，基座前面有凸台，凸台上有锥面，保证顶尖始终处于最高点，防止加工过程中与工件相互干涉。

在一些实施方式中，顶尖与基座通过螺丝相连接，

顶尖内部还设有第三腔体，第一腔体、第二腔体和第三腔体同轴依次相连从顶尖的一端通向顶尖的另一端，第二腔体和第三腔体之间设有阻挡面，阻挡面配置为阻挡螺丝的螺帽从第二腔体进入第三腔体，

基座的内壁设有第一螺纹孔，第一螺纹孔与螺丝的外螺纹相配合。

其有益效果是，装配时将螺丝由顶尖的端部穿过，从第三腔体伸出通过螺纹旋进基座的第一螺纹孔中，将顶尖与基座进行装配，简单方便，便于拆卸和安装。

在一些实施方式中，螺丝设有通孔，第一螺纹孔的另一端设有冷却水接口，第二腔体通过通孔与冷却水接口相连通。其有益效果是，可以连接冷却水管，以供应冷却水，冷却水由冷却水接口流入，流经通孔和第二腔体，进行散热。

附图说明

图1为本发明一实施方式的凹式顶尖结构的示意图；

图2为图1所示凹式顶尖结构的端面示意图；

图3为图2所示凹式顶尖结构的端面的A-A剖面图；

图4为图1所示凹式顶尖结构的焊接处示意图；

图5为本发明另一实施方式的凹式顶尖结构的示意图；

图6为图5所示凹式顶尖结构的端面示意图；

图7为图6所示凹式顶尖结构的端面的B-B剖面图；

图8为图5所示凹式顶尖结构的的顶尖的示意图；

图9为图8所示顶尖的端面示意图；

图10为图9所示顶尖的端面的C-C剖面图；

图11为图5所示凹式顶尖结构的的螺丝的示意图；

图12为图11所示螺丝的端面示意图；

图13为图12所示螺丝的端面的D-D剖面图；

图14为本发明第三种实施方式的凹式顶尖结构的示意图；

图15为图14所示凹式顶尖结构的端面示意图；

图16为图15所示凹式顶尖结构的端面的E-E剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

图1-4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的凹式顶尖结构。如图所示，该装置包括顶尖1和基座2，顶尖1固定于基座2的一端，并通过V形口3进行焊接而成。V形口3的焊接设计增大了顶尖1与基座2焊接面积，从而大大增强了本发明装置的牢固性。为增大顶尖1结构的耐磨性，顶尖1采用硬质合金材料制成，且表面做涂层处理，基座2为淬火钢材或高速钢材料

其中，基座2为莫氏锥柄，对应有多种型号，以便于将本发明的装置安装于各种车床中。

顶尖1的端部设有第一凹槽10，第一凹槽10包括同轴相连的第一腔体 11和第二腔体12。第一腔体11由第一锥面101围成，第一锥面101的角度可根据待加工工件的需要进行设计，从而使第一锥面101与待加工工件相配合。第一腔体11的内径由顶尖1的端部向内部逐渐减小，第一锥面101 向锥角方向延长后交点落于第二腔体12中。

第一锥面101的夹角α为50°至150°。

第一锥面101的夹角α优选为60°至140°。

第一锥面101的夹角α最佳为60°至90°。

本发明的顶尖1端部设有第一凹槽10，特别是设有第一锥面101，第一锥面101向锥角方向延长后交点落于第二腔体12中，从而将待加工部件顶在顶尖1中时，若待加工部件的尖端较长可以伸进第二腔体12中，从而满足不同待加工部件的末端凸部需要，大大提升了顶尖1结构的使用灵活性。

实施例二

图5-13示意性地显示了根据本发明的另一种实施方式的凹式顶尖结构。如图所示，该装置与实施例一中不同之处在于，该装置中的顶尖1 与基座2为可拆卸式连接，从而在加工过程中能够快速切换不同规格的顶尖1，以对应不同要求的工件加工需求。具体为，基座2上设有由第四锥面 201围成的第二凹槽20，顶尖1外壁设有与第四锥面201相配合的第三锥面103，从而可以将顶尖1装到基座2的第二凹槽20中。为了减少顶尖1 的磨损，延长其受用寿命，顶尖1与基座2之间留有一定间距，二者仅通过第三锥面103与第四锥面201进行接触和配合。

为了能够对顶尖1进行快速安装和拆卸，且保障工件加工过程的稳定性和牢固性，顶尖1与基座2通过螺丝4相连接。顶尖1内部还设有第三腔体13，第一腔体11、第二腔体12和第三腔体13同轴依次相连从顶尖1 的一端通向顶尖1的另一端；第二腔体12和第三腔体13之间设有阻挡面，阻挡面即是第二锥面102，配置为阻挡螺丝4的螺帽41从第二腔体12进入第三腔体13；基座2的内壁设有第一螺纹孔24，第一螺纹孔24与螺丝4 的外螺纹42相配合。

本发明的装置在装配时，将螺丝4由顶尖1的端部穿过，从第三腔体13伸出通过外螺纹42旋进基座2的第一螺纹孔24中，将顶尖1与基座2 进行装配，简单方便，便于拆卸和安装；另外，顶尖1与基座2可拆卸的连接方式，也能快速的对损坏的顶尖1块进行更换。

对于高精度低转速的顶尖1，由于其产热较少，故对散热要求较低。

对于高转速的磨削，工件用顶尖1结构支撑加工过程中，会产生大量的热。为了便于散热，延长顶尖1的使用寿命，顶尖1上设有冷却槽14，冷却槽14由顶尖1的外表面经过第一锥面101延伸到第二腔体12。热量由第二腔体12、经第一锥面101的冷却槽14传到到顶尖1外部进行散发，从而进行降温，此处，冷却槽14为两个，两个冷却槽14对称分布，散热均匀。

为了进一步提高散热效果，螺丝4设有通孔43，第一螺纹孔24的另一端设有冷却水接口，第二腔体12通过通孔43与冷却水接口相连通。冷却水接口为第二螺纹孔25，可以连接冷却水管，以供应冷却水，冷却水由第二螺纹孔25流入，流经通孔43和第二腔体12，随后沿冷却槽14流出，进行散热，由于水比热容较大，可吸收大量的热，故大大提高了散热效果。

为了防止加工过程中本发明的装置与工件相互干涉，基座2的一端设有圆形部21，圆形部21的一端伸出基座2本体形成凸台22，凸台22上设有第五锥面202，顶尖1安装于凸台22的端部，顶尖1、凸台22和圆形部 21在同一中心轴上。通过圆形部21、凸台22以及第五锥面202的配合，保证顶尖1始终处于最高点，从而防止与工件相互干涩。

实施例三

图14-16示意性地显示了根据本发明的第三种实施方式的凹式顶尖结构。如图所示，该装置与实施例二中不同之处在于，基座2为车刀杆状的，即基座2的一端为方形部23，通过方形部23，可以将本发明的装置像车刀杆一样安装到其他车床等装置上；基座2的另一端为圆形部21，防止与工件干涉。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。

Claims (4)

1.凹式顶尖结构，包括顶尖(1)和基座(2)，所述顶尖(1)固定于所述基座(2)的一端，其特征在于，

所述顶尖(1)的端部设有第一凹槽(10)，所述第一凹槽(10)包括同轴相连的第一腔体(11)和第二腔体(12)，所述第一腔体(11)由第一锥面(101)围成，所述第一腔体(11)的内径由所述顶尖(1)的端部向内部逐渐减小，所述第一锥面(101)向锥角方向延长后交点落于第二腔体(12)中；

所述顶尖(1)上设有冷却槽(14)，所述冷却槽(14)由顶尖(1)的外表面经过第一锥面(101)延伸到所述第二腔体(12)；

所述基座(2)的一端设有设有圆形部(21)，所述圆形部(21)的一端伸出基座(2)的本体形成凸台(22)，所述顶尖(1)安装于所述凸台(22)的端部，所述顶尖(1)、凸台(22)和圆形部(21)在同一中心轴上；

所述顶尖(1)与所述基座(2)通过螺丝(4)相连接，

所述顶尖(1)内部还设有第三腔体(13)，所述第一腔体(11)、第二腔体(12)和第三腔体(13)同轴依次相连从所述顶尖(1)的一端通向所述顶尖(1)的另一端，所述第二腔体(12)和第三腔体(13)之间设有阻挡面，所述阻挡面配置为阻挡所述螺丝(4)的螺帽(41)从第二腔体(12)进入第三腔体(13)；

所述基座(2)的内壁设有第一螺纹孔(24)，所述第一螺纹孔(24)与所述螺丝(4)的外螺纹(42)相配合；所述螺丝(4)能够由顶尖(1)的端部穿过，从第三腔体(13)伸出，从而将顶尖(1)与基座(2)进行装配；

所述螺丝(4)设有通孔(43)，第一螺纹孔(24)的另一端设有冷却水接口，所述第二腔体(12)通过通孔(43)与冷却水接口相连通。

2.根据权利要求1所述的凹式顶尖结构，其特征在于，所述第一锥面(101)的夹角α为50°至150°。

3.根据权利要求2所述的凹式顶尖结构，其特征在于，所述第一锥面(101)的夹角α为60°至140°。

4.根据权利要求3所述的凹式顶尖结构，其特征在于，所述第一锥面(101)的夹角α为60°至90°。