[其他]强应力定位顶尖

说明书

本发明是用于机械加工中心定位的固定顶尖。

现有技术是美国专利3518905的尾锥体内有轴 向伸长补偿机构的顶尖，在顶尖头部设计有针销，但 它没有改善定位圆锥面与工件中心孔的接触状态，故 不能提高定位精度。日本专利昭58-82611顶尖头 部改进成扇形定位面，它在工作时与工件不能产生相 对滑动。仅用于中空管类零件的外圆加工，有提高外 圆的圆度作用。这些顶尖只能与工件同步转动中定 位，而不具有改善顶尖与工件中心孔二者的接触状态 及稳定良好的接触状态的作用，故不适用于顶尖与工 件处于相对滑动的定位中。

本发明的任务是提出一种能自动修正中心孔，能 存储润滑脂，既有高精度定位，又有较大许用径向切 削力，许用转速高、润滑条件好，能自动补偿工件轴向 伸长的固定顶尖。

本发明的技术方案是：提出一种强应力定位顶 尖，它由尾锥体和顶尖头部组成。在尾锥体内具有阶 梯轴体和装于阶梯轴段(12)上的碟形弹簧(14)、(15) 以及与轴体相连的销(16)的轴向伸长补偿机构，本发 明的特殊之处在于：顶尖头部的定位圆锥面由周向等 分的、间断的、三角条状的圆锥面(1)、(6)组成，每个 三角条状的定位圆锥面的边线形成二条负前角的切 削刃(3)、(5)。

本发明顶尖，着眼于强应力定位，所谓应力定位， 即顶尖与工件中心孔接触面是在预加一定的轴向力 下进行的定位。其轴向力可以大至接近工件中心孔 材料的屈服极限σ_s。

顶尖的间断定位圆锥面，可以是从原圆锥定位面 等分地去除数条弓形、扇形或槽形截面的体积而剩余 下的三角条状的圆锥面。例如，将原圆锥定位面等分 地去除4条，剩余下的圆锥定位面就形成间断的4部 分三角条状圆锥面。它们组成顶尖的定位面。相邻 二块定位圆锥面之间形成一个空缺部分，空缺部分随 去除条状形状的不同而出现不同的形状，当去除弓形 条状体积时，则空缺部分如图2中(I-1)所示。图 2中(I-2)、(I-3)分别是去除为扇形、槽形条状体 积而留下的截面形状。每一块圆锥定位面的二条边 线形成负前角的切削刃。

顶尖的尾锥体部，是由阶梯轴体，弹性封圈(13)， 碟形弹簧(14)、(15)及尾锥体(8)组成。安装于轴段 (12)上的碟形弹簧起着轴向伸长的补偿作用。其组 合是弹性封圈(13)套于轴段(9)上，碟形弹簧(14)、 (15)数片成组地套于轴段(12)上。尾锥体(8)由销 (16)与轴体相连。当工件由切削热产生轴向伸长时， 伸长量由碟形弹簧补偿。尾锥体上的销孔是长圆形 的。

本顶尖的功效是：

1.定位精度高

由于顶尖头部圆锥定位面上的切削刃，在加工中 轴向力作用下，与工件中心孔产生切削与挤研，即会 自动地很好地修正加工件中心孔，使工件中心孔适合 顶尖头部本身已有的圆锥角度，且具有相适应的圆度 及粗糙度。从而保证了零件中心孔与顶尖头圆锥定 位面同轴及接触面吻合无间隙，提高了定位精度。从 中心孔表面精度及与顶尖的配合来说，无疑是远较一 般工艺中另用刃具、另道工序修正中心孔者为佳，且 自然地去掉了这一工序，减少了因工件中心孔与顶尖 圆锥定位面二者的同轴度、锥度、圆度、粗糙度等误差 而产生的定位误差。又由于顶尖头圆锥定位面间断 均分，且面积减少，也就减少了圆锥定位面本身的精 度误差，即减少了顶尖本身的定位误差。自动、同轴、 高质量地修正中心孔，又可保证无数次重复加工的精 确定位。只要机床允许，粗、半精、精加工可合成一道 工序连续进行。

再则，由于定位是应力定位或强应力定位，工件 中心孔受压而产生微量下凹，这可弥补顶尖头圆锥定 位面可能存在的微量误差，进一步提高定位精度。这 是工件精度得以极大提高的可靠保证。

2.许用转速高

由于本发明顶尖的头部有空缺部分，它可存储加 入极压添加剂的优质润滑脂，并自动吸附润滑，形成 高强度润滑膜或化学吸附及反应膜。以润滑油作润 滑剂时的润滑膜与此是不可比拟的。由于优良的润 滑性能和选用耐磨、不粘、耐高温材料制作的新顶尖 头圆锥定位面，可实现提高许用转速的指标。如4号 莫氏锥度的新顶尖最高转速可达3100转/分。新 顶尖许用转速见表1。表2是新顶尖与其他顶尖的 转速比较表。

3.切削负荷大