利于提高加工效率的車床用工件固定裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，包括固定座、套筒、頂針及彈簧；所述套筒為其上設置有圓形通孔的筒狀結構；所述頂針及彈簧位于所述圓形通孔內，且彈簧位于固定座與頂針之間，頂針為圓柱狀結構；在固定裝置安裝于車床卡盤上后，車床主軸、彈簧、圓形通孔、頂針四者的軸線共線；在頂針不與零件接觸時，頂針遠離彈簧的一端相對于套筒的自由端外凸，且頂針相對于套筒伸出的一端的端面上設置有頂尖，所述頂尖的端部位于頂針的軸線上；還包括設置于圓形通孔內的軸套。本固定裝置可在不停止車床主軸轉動的情況下，完成軸類零件在車床上的裝卸，利于提高軸類零件的加工效率。
【專利說明】
利于提高加工效率的車床用工件固定裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及加工設備領域，特別是涉及一種利于提高加工效率的車床用工件固定裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中，車床被廣泛運用于車削機械零部件的外圓，如對軸類機械零部件的表面進行粗車削，以使得該零件的直徑稍大于零件的設計直徑;對軸類機械零部件的表面進行半精車削，以使得該零件的直徑接近設計直徑;對軸類機械零部件的表面進行精車削，以使得該零件的表面達到設計粗糙度。
[0003]以上過程中，均需要對軸類機械零部件采用一端夾持于三抓卡盤上、另一端采用車床上的尾頂尖頂緊，以減小車削過程中因為零部件的離心力造成的震動，利于機械加工質量。現有技術中，在完成機械零部件表面車削加工時，均需要在停止三抓卡盤的轉動后方能進行零部件在車床上的裝、卸操作，不利于機械零部件的加工效率。
【實用新型內容】
[0004]針對上述現有技術中，在完成機械零部件表面車削加工時，均需要在停止三抓卡盤的轉動后方能進行零部件在車床上的裝、卸操作，不利于機械零部件的加工效率的問題，本實用新型提供了一種利于提高加工效率的車床用工件固定裝置。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提供的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置通過以下技術要點來解決問題:利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，包括固定座、套筒、頂針及彈簧；
[0006]所述固定座為本固定裝置與車床卡盤的連接件；
[0007]所述套筒為其上設置有圓形通孔的筒狀結構，所述套筒的一端與固定座固定連接；
[0008]所述頂針及彈簧位于所述圓形通孔內，且彈簧位于固定座與頂針之間，頂針為圓柱狀結構，在彈簧的彈應力下，頂針可沿著圓形通孔的軸線方向滑動；
[0009]在固定裝置安裝于車床卡盤上后，車床主軸、彈簧、圓形通孔、頂針四者的軸線共線；
[0010]在頂針不與零件接觸時，頂針遠離彈簧的一端相對于套筒的自由端外凸，且頂針相對于套筒伸出的一端的端面上設置有頂尖，所述頂尖的端部位于頂針的軸線上;所述圓形通孔內還設置有呈管狀的軸套，所述頂針位于軸套的內孔中。
[0011]具體的，本固定裝置固定于車床的卡盤上，自由端朝向車場的尾頂尖一端，這樣，被加工的軸類零件固定于本固定裝置與尾頂尖之間，以完成對軸類零件的表面車削加工。
[0012]本裝置在使用時，首先在軸類零件的兩端均加工出一個頂尖孔，頂尖不與零件接觸時，即軸類零件與頂針的端部的頂尖不產生力相互作用時，頂針在彈簧的彈力下，端部相對于套筒伸出，這樣，隨著零件在尾頂尖的作用下向車床卡盤的一端運動，彈簧受壓被壓縮，最后套筒的自由端與軸類零件接觸，在尾頂尖的作用下，套筒與軸類零件的端部可產生較大正壓力，以上正壓力能夠提供的摩擦力用于實現軸類零件隨車床轉動。
[0013]以上過程即為軸類零件在采用本固定裝置的車床上夾持的過程，以上過程中，在套筒與軸類零件端部不接觸或因為彈簧的變形，本固定裝置與軸類零件沒有足夠正壓力時，主軸的轉動不能傳遞到軸類零件上。當頂針回退到與套筒的自由端齊平，軸類零件的兩端分別受到套筒自由端及尾頂尖足夠的壓應力時，在套筒端部對軸類零件的摩擦力下，軸類零件隨主軸轉動。拆卸軸類零件時，尾頂尖沿著滑軌遠離本固定裝置運動，在彈簧的彈力下，頂針自由端迫使軸類零件與套筒的自由端分離，同樣，在本固定裝置不能為軸類零件提供足夠的摩擦力的情況下，軸類零件最終停止轉動。這樣，可在不停止車床主軸轉動的情況下，完成軸類零件在車床上的裝卸，利于提高軸類零件的加工效率。
[0014]以上設置的軸套用于避免頂針的壁面與圓形通孔的壁面直接接觸，這樣，便于選取合適的套筒、軸套、頂針材料，如采用具有自潤滑性、耐磨性差于頂針耐磨性和套筒耐磨性的軸套材料，使得頂針在相對于套筒運動的過程中，頂針運動具有較小的摩擦力或磨損發生在軸套上，這樣，在因為頂針的位置精度不能保證本固定裝置的要求精度時，可通過更換套筒的形式，滿足軸類零件對固定裝置精度的需要，這樣，可達到減小本固定裝置使用成本的目的。如采用頂針和套筒采用耐磨鋼，軸套采用銅套的形式。
[0015]同時，采用在套筒與頂針之間設置軸套，由于加工誤差或其他原因，在圓形通孔與頂針之間間隙過大的情況下，可通過軸套填補以上間隙，以保證固定裝置滿足精度要求。
[0016]軸套與套筒、頂針的配合關系中，兩個配合面上至少有一個為間隙配合，為利于頂針的位置精度，優選兩個配合面上，其中的一個為過盈配合，另一個為間隙配合的形式。
[0017]更進一步的技術方案為:
[0018]為使得套筒能為軸類零件提供足夠的轉矩，即使得在相同正壓力下，套筒與軸類零件具有更大的最大靜摩擦力，所述套筒的自由端還設置有轉矩施加部，所述轉矩施加部為設置于套筒端面上的多個凸棱，所述凸棱的自由端端面位于同一平面上，且所述平面與頂針的軸線垂直。以上凸棱的自由端端面位于同一平面上，且所述平面與頂針的軸線垂直的結構形式，可以保證軸類零件與車床主軸的同軸度，利于軸類零件表面的加工質量。
[0019]為便于本固定裝置的裝配，同時作為固定座與套筒之間能夠保持良好同軸度、兩者之間可傳遞較大轉矩的實現方案，還包括至少兩顆連接螺栓，所述固定座與套筒通過連接螺栓螺栓連接。
[0020]作為一種可誘導彈簧變形的技術方案，以使得彈簧盡可能只產生軸向上的壓縮變形，以利于軸類零件與車床主軸的同軸度，所述頂針與彈簧相互作用的一端為階梯軸狀，所述彈簧靠近頂針的一端與頂針上的軸肩部分接觸。
[0021]為使得彈簧隨時處于壓縮變形狀態，利于本固定裝置的緊湊性，所述圓形通孔為階梯孔，所述頂針為階梯軸狀，所述圓形通孔上的變徑段用于與所述頂針上的軸肩相互作用，限制頂針相對于固定座的最遠距離。以上結構中，彈簧的一端與固定座接觸，彈簧的另一端與頂針的一端接觸，頂針上的軸肩與圓形通孔上的變徑段接觸，以上狀態下，彈簧產生最小壓縮變形，在頂針與軸類零件相互作用時，彈簧被進一步壓縮，即頂針上的軸肩與圓形通孔上的變徑段分離。
[0022]為避免車肩進入圓形通孔，還包括設置于圓形通孔與頂針配合面上的阻肩部，所述阻肩部為環形毛氈，所述阻肩部設置于套筒的自由端。以上環形毛氈可通過套設在頂針端部的環形槽上，或內嵌于設置于圓形通孔的環形槽上的形式安裝于圓形通孔與頂針配合面上。
[0023]為避免本固定裝置因為滑動摩擦損傷本固定裝置上的配合面，影響本裝置各部件的配合精度，所述固定座與彈簧之間或/和彈簧與頂針之間還設置有軸承，所述軸承用于通過其上滾子的滾動來減小固定座與彈簧之間或彈簧與頂針之間能夠傳遞轉矩大小。
[0024]本實用新型具有以下有益效果:
[0025]采用本固定裝置的車床上夾持軸類零件的過程，在套筒與軸類零件端部不接觸或因為彈簧的變形，本固定裝置與軸類零件沒有足夠正壓力時，主軸的轉動不能傳遞到軸類零件上。當頂針回退到與套筒的自由端齊平，軸類零件的兩端分別受到套筒自由端及尾頂尖足夠的壓應力時，在套筒端部對軸類零件的摩擦力下，軸類零件隨主軸轉動。拆卸軸類零件時，尾頂尖沿著滑軌遠離本固定裝置運動，在彈簧的彈力下，頂針自由端迫使軸類零件與套筒的自由端分離，同樣，在本固定裝置不能為軸類零件提供足夠的摩擦力的情況下，軸類零件最終停止轉動。這樣，可在不停止車床主軸轉動的情況下，完成軸類零件在車床上的裝卸，利于提高軸類零件的加工效率。
[0026]以上組成套筒的兩部分之間的可拆卸連接關系優選采用螺栓連接加以實現，這樣，由于套筒的自由端在工作過程中，特別是在套筒與軸類零件之間的正壓力增大和縮小的過程中，因軸類零件與套筒自由端必然會有發生相對運動的過程，這樣，在套筒自由端磨損到一定程度影響軸類零件夾持時，可通過僅更換套筒自由端部分，保證固定裝置的工作能力。即采用本方案，還具有利于減小本裝置使用成本的有益效果。
[0027]以上設置的軸套用于避免頂針的壁面與圓形通孔的壁面直接接觸，這樣，便于選取合適的套筒、軸套、頂針材料，如采用具有自潤滑性、耐磨性差于頂針耐磨性和套筒耐磨性的軸套材料，使得頂針在相對于套筒運動的過程中，頂針運動具有較小的摩擦力或磨損發生在軸套上，這樣，在因為頂針的位置精度不能保證本固定裝置的要求精度時，可通過更換套筒的形式，滿足軸類零件對固定裝置精度的需要，這樣，可達到減小本固定裝置使用成本的目的。如采用頂針和套筒采用耐磨鋼，軸套采用銅套的形式。
[0028]同時，采用在套筒與頂針之間設置軸套，由于加工誤差或其他原因，在圓形通孔與頂針之間間隙過大的情況下，可通過軸套填補以上間隙，以保證固定裝置滿足精度要求。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型所述的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置一個具體實施例的結構示意圖。
[0030]圖中標記分別為:1、固定座，2、連接螺栓，3、彈簧，4、套筒，5、頂針，6、轉矩施加部，
7、阻肩部，8、軸套。
【具體實施方式】
[0031]本實用新型提供了一種利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但是本實用新型不僅限于以下實施例:
[0032]實施例1:
[0033]如圖1所示，利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，包括固定座1、套筒4、頂針5及彈簧3;
[0034]所述固定座I為本固定裝置與車床卡盤的連接件；
[0035]所述套筒4為其上設置有圓形通孔的筒狀結構，所述套筒4的一端與固定座I固定連接；
[0036]所述頂針5及彈簧3位于所述圓形通孔內，且彈簧3位于固定座I與頂針5之間，頂針5為圓柱狀結構，在彈簧3的彈應力下，頂針5可沿著圓形通孔的軸線方向滑動；
[0037]在固定裝置安裝于車床卡盤上后，車床主軸、彈簧3、圓形通孔、頂針5四者的軸線共線；
[0038]在頂針5不與零件接觸時，頂針5遠離彈簧3的一端相對于套筒4的自由端外凸，且頂針5相對于套筒4伸出的一端的端面上設置有頂尖，所述頂尖的端部位于頂針5的軸線上；所述圓形通孔內還設置有呈管狀的軸套8，所述頂針5位于軸套8的內孔中。
[0039]具體的，本固定裝置固定于車床的卡盤上，自由端朝向車場的尾頂尖一端，這樣，被加工的軸類零件固定于本固定裝置與尾頂尖之間，以完成對軸類零件的表面車削加工。
[0040]本裝置在使用時，首先在軸類零件的兩端均加工出一個頂尖孔，頂尖不與零件接觸時，即軸類零件與頂針5的端部的頂尖不產生力相互作用時，頂針5在彈簧3的彈力下，端部相對于套筒4伸出，這樣，隨著零件在尾頂尖的作用下向車床卡盤的一端運動，彈簧3受壓被壓縮，最后套筒4的自由端與軸類零件接觸，在尾頂尖的作用下，套筒4與軸類零件的端部可產生較大正壓力，以上正壓力能夠提供的摩擦力用于實現軸類零件隨車床轉動。
[0041]以上過程即為軸類零件在采用本固定裝置的車床上夾持的過程，以上過程中，在套筒4與軸類零件端部不接觸或因為彈簧3的變形，本固定裝置與軸類零件沒有足夠正壓力時，主軸的轉動不能傳遞到軸類零件上。當頂針5回退到與套筒4的自由端齊平，軸類零件的兩端分別受到套筒4自由端及尾頂尖足夠的壓應力時，在套筒4端部對軸類零件的摩擦力下，軸類零件隨主軸轉動。拆卸軸類零件時，尾頂尖沿著滑軌遠離本固定裝置運動，在彈簧3的彈力下，頂針5自由端迫使軸類零件與套筒4的自由端分離，同樣，在本固定裝置不能為軸類零件提供足夠的摩擦力的情況下，軸類零件最終停止轉動。這樣，可在不停止車床主軸轉動的情況下，完成軸類零件在車床上的裝卸，利于提高軸類零件的加工效率。
[0042]以上設置的軸套8用于避免頂針5的壁面與圓形通孔的壁面直接接觸，這樣，便于選取合適的套筒4、軸套8、頂針5材料，如采用具有自潤滑性、耐磨性差于頂針5耐磨性和套筒4耐磨性的軸套8材料，使得頂針5在相對于套筒4運動的過程中，頂針5運動具有較小的摩擦力或磨損發生在軸套8上，這樣，在因為頂針5的位置精度不能保證本固定裝置的要求精度時，可通過更換套筒4的形式，滿足軸類零件對固定裝置精度的需要，這樣，可達到減小本固定裝置使用成本的目的。如采用頂針5和套筒4采用耐磨鋼，軸套8采用銅套的形式。
[0043]同時，采用在套筒4與頂針5之間設置軸套8，由于加工誤差或其他原因，在圓形通孔與頂針5之間間隙過大的情況下，可通過軸套8填補以上間隙，以保證固定裝置滿足精度要求。
[0044]本實施例中，由于套筒4與固定座I的連接端需要承受較大的彎矩，在套筒4用于與固定座I連接的一端上設置環形凸緣或環形凹槽，固定座I上設置于所述環形凸緣或環形凹槽對應的凹槽或凸緣，固定座I與套筒4連接時，通過以上環形凸緣與凹槽或環形凹槽與凸緣的配合，可很好的保持固定座I與套筒4的相對位置關系。
[0045]實施例2:
[0046]本實施例在實施例1的基礎上作進一步限定，如圖1所示，更進一步的技術方案為:
[0047]為使得套筒4能為軸類零件提供足夠的轉矩，即使得在相同正壓力下，套筒4與軸類零件具有更大的最大靜摩擦力，所述套筒4的自由端還設置有轉矩施加部6，所述轉矩施加部6為設置于套筒4端面上的多個凸棱，所述凸棱的自由端端面位于同一平面上，且所述平面與頂針5的軸線垂直。以上凸棱的自由端端面位于同一平面上，且所述平面與頂針5的軸線垂直的結構形式，可以保證軸類零件與車床主軸的同軸度，利于軸類零件表面的加工質量。
[0048]為便于本固定裝置的裝配，同時作為固定座I與套筒4之間能夠保持良好同軸度、兩者之間可傳遞較大轉矩的實現方案，還包括至少兩顆連接螺栓2，所述固定座I與套筒4通過連接螺栓2螺栓連接。
[0049]作為一種可誘導彈簧3變形的技術方案，以使得彈簧3盡可能只產生軸向上的壓縮變形，以利于軸類零件與車床主軸的同軸度，所述頂針5與彈簧3相互作用的一端為階梯軸狀，所述彈簧3靠近頂針5的一端與頂針5上的軸肩部分接觸。
[0050]為使得彈簧3隨時處于壓縮變形狀態，利于本固定裝置的緊湊性，所述圓形通孔為階梯孔，所述頂針5為階梯軸狀，所述圓形通孔上的變徑段用于與所述頂針5上的軸肩相互作用，限制頂針5相對于固定座I的最遠距離。以上結構中，彈簧3的一端與固定座I接觸，彈簧3的另一端與頂針5的一端接觸，頂針5上的軸肩與圓形通孔上的變徑段接觸，以上狀態下，彈簧3產生最小壓縮變形，在頂針5與軸類零件相互作用時，彈簧3被進一步壓縮，即頂針5上的軸肩與圓形通孔上的變徑段分離。
[0051 ] 實施例3:
[0052]本實施例在以上任意一個實施例的基礎上作進一步限定，如圖1所示，為避免車肩進入圓形通孔，還包括設置于圓形通孔與頂針5配合面上的阻肩部7，所述阻肩部7為環形毛氈，所述阻肩部7設置于套筒4的自由端。以上環形毛氈可通過套設在頂針5端部的環形槽上，或內嵌于設置于圓形通孔的環形槽上的形式安裝于圓形通孔與頂針5配合面上。
[0053]為避免本固定裝置因為滑動摩擦損傷本固定裝置上的配合面，影響本裝置各部件的配合精度，所述固定座I與彈簧3之間或/和彈簧3與頂針5之間還設置有軸承，所述軸承用于通過其上滾子的滾動來減小固定座I與彈簧3之間或彈簧3與頂針5之間能夠傳遞轉矩大小。
[0054]以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的【具體實施方式】只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的技術方案下得出的其他實施方式，均應包含在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，其特征在于，包括固定座(I)、套筒(4)、頂針(5)及彈簧(3); 所述固定座(I)為本固定裝置與車床卡盤的連接件； 所述套筒(4)為其上設置有圓形通孔的筒狀結構，所述套筒(4)的一端與固定座(I)固定連接； 所述頂針(5)及彈簧(3)位于所述圓形通孔內，且彈簧(3)位于固定座(I)與頂針(5)之間，頂針(5)為圓柱狀結構，在彈簧(3)的彈應力下，頂針(5)可沿著圓形通孔的軸線方向滑動； 在固定裝置安裝于車床卡盤上后，車床主軸、彈簧(3)、圓形通孔、頂針(5)四者的軸線共線； 在頂針(5)不與零件接觸時，頂針(5)遠離彈簧(3)的一端相對于套筒(4)的自由端外凸，且頂針(5)相對于套筒(4)伸出的一端的端面上設置有頂尖，所述頂尖的端部位于頂針(5)的軸線上;所述圓形通孔內還設置有呈管狀的軸套(8)，所述頂針(5)位于軸套(8)的內孔中。2.根據權利要求1所述的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，其特征在于，所述套筒(4)的自由端還設置有轉矩施加部(6)，所述轉矩施加部(6)為設置于套筒(4)端面上的多個凸棱，所述凸棱的自由端端面位于同一平面上，且所述平面與頂針(5)的軸線垂直。3.根據權利要求1所述的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，其特征在于，還包括至少兩顆連接螺栓(2)，所述固定座(I)與套筒(4)通過連接螺栓(2)螺栓連接。4.根據權利要求1所述的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，其特征在于，所述頂針(5)與彈簧(3)相互作用的一端為階梯軸狀，所述彈簧(3)靠近頂針(5)的一端與頂針(5)上的軸肩部分接觸。5.根據權利要求1所述的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，其特征在于，所述圓形通孔為階梯孔，所述頂針(5)為階梯軸狀，所述圓形通孔上的變徑段用于與所述頂針(5)上的軸肩相互作用，限制頂針(5)相對于固定座(I)的最遠距離。6.根據權利要求1至5中任意一項所述的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，其特征在于，還包括設置于圓形通孔與頂針(5)配合面上的阻肩部(7)，所述阻肩部(7)為環形毛氈，所述阻肩部(7)設置于套筒(4)的自由端。7.根據權利要求1至5中任意一項所述的利于提高加工效率的車床用工件固定裝置，其特征在于，所述固定座(I)與彈簧(3)之間或/和彈簧(3)與頂針(5)之間還設置有軸承，所述軸承用于通過其上滾子的滾動來減小固定座(I)與彈簧(3)之間或彈簧(3)與頂針(5)之間能夠傳遞轉矩大小。
【文檔編號】B23Q3/12GK205571990SQ201620304571
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】吳光武
【申請人】成都亨通兆業精密機械有限公司