本發(fā)明涉及機械設備領域，特別涉及一種凹式頂尖結(jié)構(gòu)。

背景技術：

機床加工工件時，為保證工件的精度和同軸度，都會在機床尾端安裝一個頂尖來頂住工件，頂尖的應用非常廣泛，它是車加工中不可缺少的輔助工具?，F(xiàn)有頂尖多為外凸式，待加工的工件為平面或設有凹口。為了增加工件的加工靈活度，有些工件的端部往往設計成外凸式，而現(xiàn)有的這種頂尖結(jié)構(gòu)難以對外凸式的工件進行支撐。

中國實用新型專利cn203542372u公開了一種用于外磨機床的高精度回轉(zhuǎn)凹頂尖定位裝置，該裝置以工藝球球面及頂孔為基準，加工定位圓，能保證工藝球同心度在φ0.01mm以內(nèi)，解決了因磨、研球面時間長而發(fā)生工序等待等問題。然而這種裝置耐熱耐磨性較差，影響頂尖的使用壽命，且頂尖安裝麻煩，不能根據(jù)需要靈活運用于各種車床加工中。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種凹式頂尖結(jié)構(gòu)，能夠解決上述現(xiàn)有技術問題中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了凹式頂尖結(jié)構(gòu)，包括頂尖和基座，頂尖固定于基座的一端，

頂尖的端部設有第一凹槽，第一凹槽包括同軸相連的第一腔體和第二腔體，第一腔體由第一錐面圍成，第一腔體的內(nèi)徑由頂尖的端部向內(nèi)部逐漸減小，第一錐面向錐角方向延長后交點落于第二腔體中。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的頂尖端部設有第一凹槽，特別是設有第一錐面，第一錐面的角度可根據(jù)待加工工件的需要進行設計，從而使第一錐面與待加工工件相配合；第一錐面向錐角方向延長后交點落于第二腔體中，從而將待加工部件頂在頂尖中時，若待加工部件的尖端較長可以伸進第二腔體中，從而滿足不同待加工部件的末端凸部需要，大大提升了頂尖結(jié)構(gòu)的使用靈活性；頂尖結(jié)構(gòu)可采用硬質(zhì)合金材料制成，且表面做涂層處理，大大增大其耐磨性，延長使用壽命。

在一些實施方式中，第一錐面的夾角α為50°至150°。其有益效果是，第一錐面是配合被夾持工件進行的設計，當夾角α越小，工件與內(nèi)凹頂尖配合的定心效果更好，但是工件的外錐長度越大，當夾角α越大，工件與內(nèi)凹頂尖配合的定心效果略差，但是工件的外錐長度越??；經(jīng)實驗證明，第一錐面的夾角α為50°至150°時，均能較好的滿足被夾持工件的需求。

在一些實施方式中，第一錐面的夾角α為60°至140°。其有益效果是，60°是現(xiàn)有技術中外頂尖的角度，本技術方案采用60°優(yōu)先滿足這一類工件頂尖的切換需求；140°是硬質(zhì)合金鉆頭的鉆尖角度，工件上140°的外錐，其長度較短且定心效果同樣又是較優(yōu)的，這在140°鉆尖的硬質(zhì)合金鉆頭中得到實踐證明。同時，使用140°的內(nèi)凹頂尖，剛好可以配合140°的硬質(zhì)合金鉆頭用于磨削，具有廣大的應用前景。

在一些實施方式中，第一錐面的夾角α為60°至90°。其有益效果是，相比140°的特殊實施例，作為高精度的一種裝夾方式，使用小錐角度來保證裝夾的定心效果是非常重要的，比如常用的定心鉆頭，鉆尖角是90°，使用90°的內(nèi)凹頂尖，以配合90°的定心鉆頭用于磨削。

在一些實施方式中，頂尖上設有冷卻槽，冷卻槽由頂尖的外表面經(jīng)過第一錐面延伸到第二腔體。其有益效果是，工件用頂尖結(jié)構(gòu)支撐加工過程沖，會產(chǎn)生大量的熱，特別是高轉(zhuǎn)速的磨削，設有冷卻槽便于散熱，熱量由第二腔體、經(jīng)第一錐面的冷卻槽傳到到頂尖外部進行散發(fā)，從而進行降溫，延長頂尖的使用壽命。此處，冷卻槽可以為多個，并沿頂尖的圓周進行均勻分布，從而提高散熱效果和散熱均勻性。

在一些實施方式中，頂尖與基座通過v形口進行焊接而成。其有益效果是，v形口的焊接設計增大了頂尖與基座焊接面積，從而大大增強了本發(fā)明裝置的牢固性，基座可以為莫氏錐柄，以便于將本發(fā)明的裝置安裝于各種車床中。

在一些實施方式中，頂尖與基座為可拆卸式連接。其有益效果是，頂尖可以像刀片一樣進行快速安裝和拆卸，從而在加工過程中能夠快速切換不同規(guī)格的頂尖，以對應不同要求的工件加工需求；另外，頂尖與基座可拆卸的連接方式，也能快速的對損壞的頂尖塊進行更換。

在一些實施方式中，基座的一端設有圓形部，圓形部的一端伸出基座本體形成凸臺，頂尖安裝于凸臺的端部，頂尖、凸臺和圓形部在同一中心軸上。其有益效果是，基座前面有凸臺，凸臺上有錐面，保證頂尖始終處于最高點，防止加工過程中與工件相互干涉。

在一些實施方式中，頂尖與基座通過螺絲相連接，

頂尖內(nèi)部還設有第三腔體，第一腔體、第二腔體和第三腔體同軸依次相連從頂尖的一端通向頂尖的另一端，第二腔體和第三腔體之間設有阻擋面，阻擋面配置為阻擋螺絲的螺帽從第二腔體進入第三腔體，

基座的內(nèi)壁設有第一螺紋孔，第一螺紋孔與螺絲的外螺紋相配合。

其有益效果是，裝配時將螺絲由頂尖的端部穿過，從第三腔體伸出通過螺紋旋進基座的第一螺紋孔中，將頂尖與基座進行裝配，簡單方便，便于拆卸和安裝。

在一些實施方式中，螺絲設有通孔，第一螺紋孔的另一端設有冷卻水接口，第二腔體通過通孔與冷卻水接口相連通。其有益效果是，可以連接冷卻水管，以供應冷卻水，冷卻水由冷卻水接口流入，流經(jīng)通孔和第二腔體，進行散熱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施方式的凹式頂尖結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為圖1所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的端面示意圖；

圖3為圖2所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的端面的a-a剖面圖；

圖4為圖1所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的焊接處示意圖；

圖5為本發(fā)明另一實施方式的凹式頂尖結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖6為圖5所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的端面示意圖；

圖7為圖6所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的端面的b-b剖面圖；

圖8為圖5所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的的頂尖的示意圖；

圖9為圖8所示頂尖的端面示意圖；

圖10為圖9所示頂尖的端面的c-c剖面圖；

圖11為圖5所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的的螺絲的示意圖；

圖12為圖11所示螺絲的端面示意圖；

圖13為圖12所示螺絲的端面的d-d剖面圖；

圖14為本發(fā)明第三種實施方式的凹式頂尖結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖15為圖14所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的端面示意圖；

圖16為圖15所示凹式頂尖結(jié)構(gòu)的端面的e-e剖面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

實施例一

圖1-4示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的凹式頂尖結(jié)構(gòu)。如圖所示，該裝置包括頂尖1和基座2，頂尖1固定于基座2的一端，并通過v形口3進行焊接而成。v形口3的焊接設計增大了頂尖1與基座2焊接面積，從而大大增強了本發(fā)明裝置的牢固性。為增大頂尖1結(jié)構(gòu)的耐磨性，頂尖1采用硬質(zhì)合金材料制成，且表面做涂層處理，基座2為淬火鋼材或高速鋼材料

其中，基座2為莫氏錐柄，對應有多種型號，以便于將本發(fā)明的裝置安裝于各種車床中。

頂尖1的端部設有第一凹槽10，第一凹槽10包括同軸相連的第一腔體11和第二腔體12。第一腔體11由第一錐面101圍成，第一錐面101的角度可根據(jù)待加工工件的需要進行設計，從而使第一錐面101與待加工工件相配合。第一腔體11的內(nèi)徑由頂尖1的端部向內(nèi)部逐漸減小，第一錐面101向錐角方向延長后交點落于第二腔體12中。

第一錐面101的夾角α為50°至150°。

第一錐面101的夾角α優(yōu)選為60°至140°。

第一錐面101的夾角α最佳為60°至90°。

本發(fā)明的頂尖1端部設有第一凹槽10，特別是設有第一錐面101，第一錐面101向錐角方向延長后交點落于第二腔體12中，從而將待加工部件頂在頂尖1中時，若待加工部件的尖端較長可以伸進第二腔體12中，從而滿足不同待加工部件的末端凸部需要，大大提升了頂尖1結(jié)構(gòu)的使用靈活性。

實施例二

圖5-13示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的凹式頂尖結(jié)構(gòu)。如圖所示，該裝置與實施例一中不同之處在于，該裝置中的頂尖1與基座2為可拆卸式連接，從而在加工過程中能夠快速切換不同規(guī)格的頂尖1，以對應不同要求的工件加工需求。具體為，基座2上設有由第四錐面201圍成的第二凹槽20，頂尖1外壁設有與第四錐面201相配合的第三錐面103，從而可以將頂尖1裝到基座2的第二凹槽20中。為了減少頂尖1的磨損，延長其受用壽命，頂尖1與基座2之間留有一定間距，二者僅通過第三錐面103與第四錐面201進行接觸和配合。

為了能夠?qū)敿?進行快速安裝和拆卸，且保障工件加工過程的穩(wěn)定性和牢固性，頂尖1與基座2通過螺絲4相連接。頂尖1內(nèi)部還設有第三腔體13，第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13同軸依次相連從頂尖1的一端通向頂尖1的另一端；第二腔體12和第三腔體13之間設有阻擋面，阻擋面即是第二錐面102，配置為阻擋螺絲4的螺帽41從第二腔體12進入第三腔體13；基座2的內(nèi)壁設有第一螺紋孔24，第一螺紋孔24與螺絲4的外螺紋42相配合。

本發(fā)明的裝置在裝配時，將螺絲4由頂尖1的端部穿過，從第三腔體13伸出通過外螺紋42旋進基座2的第一螺紋孔24中，將頂尖1與基座2進行裝配，簡單方便，便于拆卸和安裝；另外，頂尖1與基座2可拆卸的連接方式，也能快速的對損壞的頂尖1塊進行更換。

對于高精度低轉(zhuǎn)速的頂尖1，由于其產(chǎn)熱較少，故對散熱要求較低。

對于高轉(zhuǎn)速的磨削，工件用頂尖1結(jié)構(gòu)支撐加工過程中，會產(chǎn)生大量的熱。為了便于散熱，延長頂尖1的使用壽命，頂尖1上設有冷卻槽14，冷卻槽14由頂尖1的外表面經(jīng)過第一錐面101延伸到第二腔體12。熱量由第二腔體12、經(jīng)第一錐面101的冷卻槽14傳到到頂尖1外部進行散發(fā)，從而進行降溫，此處，冷卻槽14為兩個，兩個冷卻槽14對稱分布，散熱均勻。

為了進一步提高散熱效果，螺絲4設有通孔43，第一螺紋孔24的另一端設有冷卻水接口，第二腔體12通過通孔43與冷卻水接口相連通。冷卻水接口為第二螺紋孔25，可以連接冷卻水管，以供應冷卻水，冷卻水由第二螺紋孔25流入，流經(jīng)通孔43和第二腔體12，隨后沿冷卻槽14流出，進行散熱，由于水比熱容較大，可吸收大量的熱，故大大提高了散熱效果。

為了防止加工過程中本發(fā)明的裝置與工件相互干涉，基座2的一端設有圓形部21，圓形部21的一端伸出基座2本體形成凸臺22，凸臺22上設有第五錐面202，頂尖1安裝于凸臺22的端部，頂尖1、凸臺22和圓形部21在同一中心軸上。通過圓形部21、凸臺22以及第五錐面202的配合，保證頂尖1始終處于最高點，從而防止與工件相互干澀。

實施例三

圖14-16示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三種實施方式的凹式頂尖結(jié)構(gòu)。如圖所示，該裝置與實施例二中不同之處在于，基座2為車刀桿狀的，即基座2的一端為方形部23，通過方形部23，可以將本發(fā)明的裝置像車刀桿一樣安裝到其他車床等裝置上；基座2的另一端為圓形部21，防止與工件干涉。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。