一种弹性顶拉装置及其使用方法 |
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| 申请号 | CN202211518663.3 | 申请日 | 2022-11-30 | 公开(公告)号 | CN116037972A | 公开(公告)日 | 2023-05-02 |
| 申请人 | 武汉船舶通信研究所(中国船舶重工集团公司第七二二研究所); | 发明人 | 徐家品; 薛小星; 陶鹏程; 刘辉; 曾建; 李飞; 秦晓红; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种弹性顶拉装置及其使用方法，属于 机械加工 领域，包括锥柄主体、顶尖主体、夹套以及顶圈，其中锥柄组件中的锥柄主体与 车床 上的 尾座 相固定，使得锥柄主体 位置 确定，并通过分设在锥柄主体内外壁面上的第一弹性件和第二弹性件分别对顶尖主体和夹套施加轴向的预紧 力 ，其夹套所受的预紧力传递给顶圈，使得 工件 始终受到来自顶圈的拉紧力和来自顶尖主体的顶紧力，从而实现对工件的固定。本发明提供了一种弹性顶拉装置及其使用方法，通过对工件端部施加拉紧力和顶紧力，且其可随工件的受热形变而对应进行弹性调节，以在 车削 过程中减小工件的振动，有效提高车削的加工 质量 和效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种弹性顶拉装置，包括顶尖主体和用于安装顶尖主体的锥柄主体，其特征在于，所述锥柄主体的一端开设有盲孔，用于安装所述顶尖主体，其一端设置有固定块，用于与车床尾座固定连接，且 |
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| 说明书全文 | 一种弹性顶拉装置及其使用方法技术领域[0001] 本发明属于，具体涉及一种弹性顶拉装置及其使用方法。 背景技术[0002] 在金属切削过程中会产生切削热，切削热传导给工件，使工件的温度升高，进而工件就会发生伸长变形的情况。在车削一般轴类零件时，其热变形影响有限，可不考虑热变形 所照成的影响，但是在车削细长轴时，由于工件长，伸长量大，会使细长轴发生弯曲变形，甚 至会使工件在顶尖间卡住，因此，细长轴的加工一定要考虑热变形的影响。 [0003] 针对细长轴的热变形，目前较为常用的弹性顶尖有两种，一种是利用蝶形弹簧的变形来补偿轴向变形，但蝶形弹簧的变形量一般较小，适用于热变形不超过0.5mm的细长 轴，对于很多变形量较大的细长轴，依然存在工件因轴向伸长变形受阻，而发生弯曲变形或 者卡住的现象，严重影响了细长轴的加工精度和效率。另一种是利用圆柱形弹簧来支撑顶 尖，从而补偿较大的热变形量，此类顶尖对工件的支撑力与弹簧的变形力相平衡，实际运用 时，预紧力随工件变形而变化，难以保持稳定，存在顶紧力不足的风险，是较大的安全隐患。 [0004] 因此，目前需要对细长轴提出一种新型弹性顶尖，可对工件同时施加顶紧力和拉紧力，通过提供恒定的顶紧力，以减小加工过程中工件的振动。 发明内容[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种弹性顶拉装置及其使用方法，其中通过固定锥柄组件中的锥柄主体，并通过分设在锥柄主体内 外壁面上的第一弹性件和第二弹性件分别对顶尖主体和夹套施加轴向的预紧力，使得工件 始终受到来自顶圈的拉紧力和来自顶尖主体的顶紧力，从而实现对工件的固定，并在车削 过程中减小工件的振动，有效提高车削的加工质量和效率。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供一种弹性顶拉装置，其包括顶尖主体和用于安装顶尖主体的锥柄主体，其特征在于， [0008] 所述锥柄主体与所述顶尖主体之间设置有第一弹性件，用以向所述顶尖主体施加预紧力，使得其顶紧工件；以及 [0009] 还包括夹套和用于固定工件的顶圈， [0010] 所述夹套套设在所述锥柄主体的外周，并与所述顶圈对应连接，使得所述工件顶住所述顶尖主体，实现对所述工件该端部的固定，且 [0011] 所述锥柄主体与所述夹套之间还设置有第二弹性件，通过第二弹性件向所述夹套施加沿轴向上的预紧力，使得所述顶圈向所述工件施加拉紧力。 [0012] 作为本发明的进一步改进，所述锥柄主体上的盲孔为阶梯孔，且 [0013] 所述顶尖主体可沿轴向分为尖部和筒部，所述筒部外周为阶梯结构，所述第一弹性件套设在所述顶尖主体上，其一端与所述顶尖主体上的台阶端面相接，其另一端与所述 阶梯孔上的台阶端面相接。 [0014] 作为本发明的进一步改进，所述顶尖主体的外周沿轴向间隔设置有多个轴套，所述轴套的一端开设有缺口，且 [0015] 所述第一弹性件的两端分别与两所述轴套缺口的端面对应连接，所述轴套的另一端可与所述顶尖主体和/或所述锥柄组件的台阶端相抵接。 [0016] 作为本发明的进一步改进，所述锥柄主体的外周可沿轴向依次分为密封段、活动段以及外锥段，其所述密封段的外径大于所述活动段的外径，且 [0017] 所述夹套内部为阶梯孔结构，其大径孔段的内周壁面与所述密封段的外周壁面相贴合，其小径孔段的内周壁面与所述活动段的外周壁面相贴合，以及 [0018] 所述第二弹性件套设在所述活动段的外周，其一端与所述密封段的端面相接，其另一端与所述夹套小径孔段的端面相接。 [0019] 作为本发明的进一步改进，所述弹性顶拉装置还包括轴承组件，所述轴承组件包括套设在所述顶尖主体上的第一轴承和套设在所述锥柄组件活动段上的第二轴承，且所述 轴承为沿轴向间隔设置的多个，使得所述夹套与所述顶尖主体均可相对所述锥柄主体转 动。 [0021] 所述顶尖主体的内部开设有与所述第一弹性件所处的环向空间连通的容置腔，所述尖部开设有连通外界与所述容置腔的出油孔，使得气体和/或润滑油流出。 [0022] 作为本发明的进一步改进，所述锥柄主体密封段端面上还设置有限位件，所述限位件的中部开设有通孔，该通孔的内径小于所述顶尖主体筒部的外径，且大于所述尖部的 外径，使得所述顶尖主体的尖部从该通孔内穿出，并对所述筒部进行限位。 [0024] 所述夹套与所述顶圈之间还设置有紧顶螺钉，加强两者之间的连接。 [0025] 本发明还公开了一种弹性顶拉装置的使用方法，其基于上述的弹性顶拉装置来实现，其特征在于，包括如下步骤： [0026] S1、组装顶尖组件， [0027] 将其中一个所述第一轴承和一个所述轴套沿轴向依次套设在所述顶尖主体的第二顶尖段上，并将第一弹性件套设在轴套的外周，并与其缺口端面相抵接，再依次套入另一 个所述轴套和另一个所述第一轴承； [0028] S2、组装锥柄组件， [0030] 并在所述锥柄主体的外锥段的端部安装固定块； [0031] S3、将所述夹套套设在所述锥柄组件上， [0033] S4、将顶尖组件和锥柄组件连接， [0034] 将所述顶尖组件安装进入所述锥柄组件的盲孔中，所述顶尖组件上的第一轴承与所述锥柄主体内部的阶梯孔台阶端面接触，此时所述顶尖主体的尖部凸出锥柄主体的端 面； [0035] 安装限位件，在所述顶尖主体的尖部露出的同时，将所述顶尖主体的筒部压入锥柄主体中，所述顶尖组件上的所述第一弹性件被压缩，直至所述限位件与所述锥柄主体密 封段的端面相接触，并将两者固定连接； [0036] S5、固定锥柄主体， [0037] 将锥柄主体的外锥段伸入车床尾座中，其固定块伸入尾座中，固定块上的螺孔与尾座上的螺孔对齐，并对应设置紧固螺钉，实现锥柄组件与尾座间的可靠连接； [0038] S6、安装顶圈， [0040] 作为本发明的进一步改进，在安装顶圈工序中还包括顶紧力和拉紧力的调节： [0041] 所述顶紧力的调节包括调节所述尾座轴向位置，使得所述顶尖主体的尖部顶紧所述工件，且通过调节第一弹性件的压缩量，实现对工件的顶紧力的调节； [0042] 所述拉紧力的调节包括在所述顶圈与所述工件固定后，所述顶圈与所述夹套螺纹匹配，所述夹套相对所述锥柄主体转动从而调节其与所述顶圈之间轴向相对位置，并通过 调节第二弹性件的压缩量，以调节所述第二弹性件对所述夹套的预紧力，再将所述夹套与 所述顶圈固定连接，所述第二弹性件对所述夹套施加的预紧力传递到所述顶圈并最终转化 为对所述工件的拉紧力。 [0043] 上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 [0044] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括： [0045] (1)本发明的弹性顶拉装置及其使用方法，其顶拉装置包括锥柄主体、顶尖主体、夹套以及顶圈，夹套套设在锥柄主体上，顶尖主体对应设置在锥柄主体中，其锥柄主体与车 床固定连接，且通过在锥柄主体的内外壁面上分别设置第一弹性件和第二弹性件，以对顶 尖主体和夹套施加轴向的预紧力，其夹套所受的预紧力传递给顶圈，使得工件始终受到来 自顶圈的拉紧力和来自顶尖主体的顶紧力，确保工件该端部的固定，并减小工件车削过程 中的振动； [0046] (2)本发明的弹性顶拉装置及其使用方法，其通过在顶尖主体的第二顶尖段的外周和锥柄主体活动段的外周分别套设有第一轴承和第二轴承，使得顶尖主体和夹套均可与 锥柄组件发生相对转动，以在车削过程中，随工件进行转动； [0047] (3)本发明的弹性顶拉装置及其使用方法，其通过在夹套侧壁面上开设注油孔，以及在锥柄主体的活动段上开设有贯穿其内外壁面的通孔，使得润滑油可进入到各轴承和弹 簧所处的空间中，用以对各转动部件进行润滑，同时顶尖主体上的容置腔和出油孔，使得气 体和/或润滑油流出，方便注油和避免对各结构件的伸缩运动造成阻碍, [0048] (4)本发明的弹性顶拉装置及其使用方法，其通过夹套与顶圈螺纹匹配，使得通过转动，即可调节顶圈与夹套轴向上的相对位置，从而调节夹套与锥柄主体之间的相对位置， 继而实现第二弹簧压缩量的调节，而第二弹簧锁施加的预紧力即为顶圈对工件的拉紧力， 从而完成对工件拉紧力的调节； [0049] (5)本发明的弹性顶拉装置及其使用方法，其细长轴在进行车削工艺时，其会因为受热产生形变，其整体会进行一定程度伸长，其顶尖主体对应收缩，而其细长轴的一端受到 顶圈的拉紧力，始终处于绷直状态，减小了车削过程中的振动。 附图说明 [0050] 图1是本发明实施例中弹性顶拉装置的整体结构示意图； [0051] 图2是本发明实施例中顶尖组件的整体结构示意图； [0052] 图3是本发明实施例中锥柄组件的整体结构示意图； [0053] 图4是本发明实施例中夹套的结构示意图； [0054] 图5是本发明实施例中顶圈的结构示意图； [0055] 图6是本发明实施例中弹性顶拉装置使用过程中的整体结构示意图； [0056] 在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1、顶尖组件；101、顶尖主体；102、第一轴承；103、轴套；104、第一弹簧；2、锥柄组件；201、锥柄主体；202、限位 件；203、第二轴承；204、第二弹簧；205、垫圈；206、固定块；3、夹套；301、注油孔；302、顶紧 孔；4、顶圈；401、固定孔；5、尾座；6、工件。 具体实施方式[0057] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不 用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼 此之间未构成冲突就可以相互组合。 [0058] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0059] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三 个等，除非另有明确具体的限定。 [0060] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连 接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员 而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0061] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0062] 实施例： [0063] 请参阅图1～6，本发明优选实施例中的弹性顶拉装置及其使用方法包括顶尖组件、锥柄组件、夹套以及顶圈。其中，顶尖组件对应设置在锥柄组件上，且锥柄组件套设有夹 套，顶圈用于套设在细长轴的外周，并与夹套固定连接，使得细长轴一端的端面与顶尖组件 的顶尖相抵接，从而实现在细长轴加工过程中对细长轴进行顶拉。 [0064] 具体的，如图1～3中所示，锥柄组件2包括锥柄主体201，其内部沿轴向开设有盲孔，其盲孔为阶梯孔，该盲孔对应设置有顶尖组件1，其顶尖组件1包括顶尖主体101，该顶尖 主体101包括沿轴向设置的尖部和筒部，其筒部的外圆为台阶结构，可分为第一顶尖段和第 二顶尖段，其第一顶尖段靠近顶尖主体101尖部，其外周壁面为最大外圆面，其最大外圆面 与锥柄组件2中的盲孔中的大径孔段的内周壁面相贴合，而第二顶尖段为远离其尖部的一 段，其外径较小，可伸入盲孔中的小径孔段中。进一步地，在盲孔的大径孔段的内周壁面上 开设有凹槽，用于设置密封件，以实现锥柄主体201与顶尖主体101之间的密封。 [0065] 进一步地，在顶尖主体101与锥柄主体201之间设置有第一弹性件，其通过第一弹性件分别向顶尖主体101和锥柄主体201施加弹性预紧力，使得顶尖主体101的尖部与工件6 紧密抵接时，顶尖主体101可随着第一弹性件变形而进行轴向运动。进一步优选地，其第一 弹性件为第一弹簧104，其套设在第二顶尖段的外周壁面上，其第一弹簧104的一端与第一 顶尖段的端面相接，而另一端与锥柄主体201小径孔段的端面相接，使得第一弹簧104可在 压缩状态下向锥柄主体201和顶尖主体101分别施加轴向上的预紧力。 [0066] 进一步地，对应第一弹簧104还设置有轴套103，其轴套103套设在顶尖主体101的第二顶尖段上，其一端端面可与顶尖主体101和锥柄主体201的台阶面相抵接，其另一端端 面与第一弹簧104对应连接，且轴套103的外周壁面不与锥柄主体201的内周壁面相贴合，且 留有一定空间，使得其可以随第一弹簧104的压缩/伸长而移动。进一步优选地，其轴套103 与第一弹簧104连接的一端开设有环向缺口，且第一弹簧104与该缺口的端面相连，且分设 于第一弹簧104两端的两轴套103依缺口相对设置，其两轴套103缺口在轴向上的总长度大 于第一弹簧104极限压缩时长度，且小于第一弹簧104平时的长度，使得第一弹簧104不会被 挤压至极限状态，延长第一弹簧104的使用寿命。 [0067] 进一步地，其第二顶尖段上还对应套设有第一轴承102，其第一轴承102为沿顶尖主体101轴向间隔设置的多个，使得顶尖主体101可相对锥柄主体201转动。进一步优选地， 其轴承可为推力轴承或滑动轴承。 [0068] 在一个优选实施例中，第一弹簧104对应设置在两轴承之间，其轴套103远离缺口的端面与轴承相抵接，且当轴承的设置数目为多个时，其第一弹簧104也可为对应设置在两 相邻第一轴承102之间的多个。 [0069] 进一步地，锥柄主体201的外周可沿轴向依次分为密封段、活动段以及外锥段，且密封段的外端端面与其锥柄主体201的内部盲孔的开口处平齐，其密封段的外径大于活动 段的外径，与之对应的，其夹套3沿轴向开设有阶梯孔状的通孔，其夹套3内部的大径孔段的 内周壁面与锥柄主体201密封段的外周壁面相贴合，其夹套3小径孔段的内周壁面与所述活 动段的外周壁面相贴合，且夹套3两段的内周壁面对应开设有环向的密封槽，用于设置密封 件，实现锥柄主体201与夹套3支架之间的密封。 [0070] 另外，其锥柄主体201的外锥段的外径小于或等于活动段的外径，使得外锥段在锥柄组件2与夹套3的安装过程中，可从夹套3中穿出，并与车床尾座5固定连接。进一步优选 的，其锥柄主体201外锥段为莫氏5号锥柄。 [0071] 进一步地，在锥柄主体201与夹套3之间还设置有第二弹性件，其第二弹性件分别向锥柄主体201和夹套3提供轴向上的预紧力，使得在锥柄主体201相对位置确定的情况下， 对夹套3施加轴向上的预紧力，继而带动顶圈4，实现对工件6的拉紧。进一步优选地，其第二 弹性件为第二弹簧204，其套设在锥柄主体201活动段的外周，其第二弹簧204分别与锥柄主 体201密封段的端面和夹套3小径孔段的端面相接。 [0072] 进一步地，在锥柄组件2活动段上还套设有至少一个第二轴承203，以实现夹套3与锥柄主体201之间的相对转动。 [0073] 在一个优选实施例中，其第二轴承203为沿轴向间隔设置的两个，且两第二轴承203分别与第二弹簧204的两端相抵接，且第二轴承203与第二弹簧204之间设置有垫圈205， 且该垫圈205为环形件，套设在锥柄主体201活动段的外周，其外圆低于轴承的外圆，使得其 外圆不与夹套3的内周壁面相贴合，该垫圈205为弹性橡胶材质。进一步说明的，其垫圈205 通过将第二弹簧204所施加的轴向上的预紧力均匀施加在轴承上，对应的，其轴套103也可 实现同样的作用，其垫圈205也可以对应改为轴套103。 [0075] 在一个优选实施例中，其限位件202为环形件结构，其该环形件的外圆小于夹套3大径孔段的内周壁面，使其不会阻碍夹套3与锥柄主体201在轴向上的相对运动，其环形件 的中部开设有通孔，且该通孔的内径小于顶尖主体101筒部的外径，仅让顶尖主体101的尖 部穿过，从而实现对顶尖主体101的限位作用，使得顶尖主体101与锥柄主体201之间的轴向 相对运动在一定范围内进行。进一步优选地，其筒部靠近尖部所述筒部靠近所述尖部的一 端开设有环向上的缺口，所述环形件与所述锥柄组件2相对的一端端面与该缺口相抵接，用 于对所述顶尖主体101的限位。 [0076] 在实际应用时，需要在对弹簧、轴承进行涂油操作，使其运动更加顺畅，以实现对细长轴变化的快速反应，而在完成顶拉装置的组装后，其顶尖主体101与锥柄主体201、锥柄 主体201与夹套3之间的空间通过密封件与外界隔绝，使得其在实际使用过程中无法涂油。 [0077] 在一个优选实施例中，在夹套3的侧壁面上开设有注油孔301，使得第二弹簧204所处的环形空间与外界连通，以从该处灌入润滑剂，且对应的，在锥柄主体201活动段的侧壁 面上开设有贯穿其内外壁面的通孔，使得第一弹簧104所处的空间内也填充有润滑剂，从而 实现在该顶拉装置工作时其各部件浸润有润滑剂，以进行润滑。进一步优选地，其润滑剂优 选为黄油或低温润滑脂。 [0078] 进一步地，在工件6受热产生形变时，其第一弹簧104与第二弹簧204会对应的进行伸缩，从而使得其所处的空间容积发生变化，其空间所容积的润滑油需要相应的通道流出。 对此，其顶尖主体101内部开设有容置腔，该容置腔与第一弹簧104所处的容置空间相连通， 使得润滑油也可进入到该容置腔中，且在顶尖主体101尖部的开口设置有出油孔，该出油孔 沿轴向设置，用以连通容置腔与外界，使得润滑油在容积空间发生变化时可通过容置腔、出 油孔流出。 [0079] 在本申请的一个优选实施例中，其容置腔为开设在顶尖主体101远离所述尖部一端的盲孔，且顶尖主体101筒部的第二顶尖段可伸入锥柄主体201阶梯孔的小径孔段中，且 其第二顶尖段的外周壁面与小径孔段的内周壁面之间留有一定的缝隙，使得顶尖主体101 与锥柄主体201之间的润滑油可通过该缝隙进入到顶尖主体101的盲孔(即容置腔)中。 [0080] 在另一个优选实施例中，其顶尖主体101中第二顶尖段的侧壁面上开设有贯穿顶尖主体101内外壁面的通孔，使得油料可通过该通孔进入到容置腔中，并从出油孔中流出。 [0081] 如图4、5中所示，进一步地，夹套3与顶圈4对应连接，使得夹套3所受到的预紧力传递到顶圈4上，顶圈4与工件6固定连接，使得顶圈4对工件6施加轴向上的拉紧力。 [0082] 在本申请的一个优选实施例中，夹套3与顶圈4之间为螺纹匹配，其夹套3内部通孔为阶梯孔，且分为三段，其远离小径孔段的一段为连接段，其连接段的内周壁面上设有螺纹 和退刀槽，与之对应的，其顶圈4外圆为对应设置的台阶结构，其小径段的外圆设置有与夹 套3内螺纹相匹配的外螺纹结构，通过螺纹匹配，使得夹套3与顶圈4可通过相互转动实现轴 向上的相对位移。且其顶圈4的外周壁面上开设有沿环向间隔布置的多个固定孔401，并通 过螺栓穿过该固定孔401以将工件6与顶圈4紧固连接。 [0083] 进一步地，其夹套3与顶圈4采用顶紧的方式加强两者之间的固定，其在夹套3连接段的侧壁面上开设有顶紧孔302，使得通过紧顶螺钉穿过顶紧孔302，其与顶紧孔302螺纹连 接，且紧顶螺钉的端部顶住顶圈4的侧壁面，防止夹套3与顶圈4之间螺纹匹配的松动。 [0084] 进一步地，锥柄组件2还包括设置在锥柄主体201外锥段端部的固定块206，其固定块206可分为锥柄连接部和尾座5连接部，其锥柄主体201外锥段端面开设有螺纹孔，对应的 锥柄连接部为外螺纹结构，并与之对应连接，使得锥柄主体201与固定块206固定连接。而尾 座5连接部这开设有贯穿其两端面的螺纹孔，通过伸入尾座5内部，与尾座5内螺孔对齐，并 安装防转螺钉，实现尾座5连接部与尾座5固定连接，从而实现锥柄组件2与尾座5的固定连 接。 [0085] 进一步地，本发明还公开了该弹性顶拉装置的使用方法，包括如下步骤： [0086] S1、组装顶尖组件1， [0087] 将一个第一轴承102和一个轴套103沿轴向依次套设在顶尖主体101外周上的第二顶尖段上，并安装第一弹簧104，将其套设在轴套103的外周，并与其缺口端面相抵接，再依 次套入另一个轴套103和另一个第一轴承102； [0088] S2、组装锥柄组件2， [0089] 沿轴向依次将第二轴承203、垫圈205和第二弹簧204套设在锥柄主体201的活动段上，具体安装过程同顶尖组件1的安装过程，不再赘述； [0090] 然后将固定块206的螺纹旋入锥柄主体201外锥段端面螺孔中，将固定块206固定在锥柄主体201外锥段的端部； [0091] S3、将夹套3套设在锥柄组件2上， [0092] 在夹套3内周壁面两处密封槽处安装密封圈，将夹套3套设在锥柄组件2上，并直至锥柄组件2上的轴承与夹套3内孔台阶端面相接触； [0093] S4、将顶尖组件1和锥柄组件2连接， [0094] 在锥柄内孔密封槽处安装密封圈，将顶尖组件1套入锥柄组件2的盲孔中，顶尖组件1上的第一轴承102与锥柄主体201内部的阶梯孔台阶端面接触，此时顶尖主体101的尖部 凸出锥柄主体201的端面； [0095] 安装限位件202，将限位件202套设在顶尖主体101的尖部上，将顶尖主体101尖部露出的同时，将顶尖主体101的筒部压入锥柄主体201中，顶尖组件1上的第一弹簧104被压 缩，直至限位件202与锥柄主体201密封段的端面相接触，安装螺钉，将限位件202安装在锥 柄主体201的端面上； [0096] S5、固定锥柄主体201， [0097] 将锥柄主体201的外锥段伸入车床尾座5中，其固定块206伸入尾座5中，且固定块206上的螺孔与尾座5上的螺孔对齐，并对应设置紧固螺钉，实现锥柄组件2与尾座5间的可 靠连接，防止脱离或发生相对转动； [0098] S6、安装顶圈4， [0099] 将顶圈4套设在工件6尾端，并与夹套3之间螺纹连接，并通过在螺栓将顶圈4与工件6固定连接，从而实现弹性顶拉装置对工件6一端的固定。 [0100] 进一步地，在进行顶圈4安装工序时还包括顶紧力和拉紧力的调节， [0101] 顶紧力的调节工序为调节尾座5轴向位置，直至顶尖主体101的尖部顶紧工件6，并且可以适当调节第一弹簧102的压缩量，其压缩量在1～5mm之间； [0102] 拉紧力的调节工序包括如下步骤： [0104] 继续旋转夹套3，夹套3向工件6方向移动，锥柄组件2和顶尖组件1已固定，锥柄组件2上的第二弹簧204被压缩，使顶圈4上顶丝螺钉对工件6产生轴向的拉力，该拉力与弹簧 力相平衡。实际操作中，可通过调整尾座5(含顶尖组件1、锥柄组件2和夹套3)的轴向位置， 改变锥柄外圈的第二弹簧204的压缩量，从而调整对工件6的拉力。 [0105] 在本申请的一个实施例中，以加工钛合金细长轴为例，工件6长度4000mm，外圆直径 车削外圆时所需的顶紧力约100N，加工过程中因切削热的影响，工件6温度升高 30℃，根据热变形伸长量的公式，计算工件6伸长量约1.2mm，其公式如下所示： [0106] ΔL＝αl×L×Δt＝10×10‑6×4×103×30＝1.2mm [0107] 进一步地，在实际的车削过程当中，其细长轴的一端与车床转动轴固定连接，其另一端与本装置固定，在进行车削过程中，转动轴以0～150转/min的转速进行转动，与之对应 的，顶圈4和夹套3与工件6的相对位置保持一致，在第二轴承203的作用下也相对锥柄主体 201转动。 [0108] 在实际运行时，细长轴的长度受热发生变化，其整体长度伸长，与之对应的，顶圈4对在细长轴的一端对其施加轴向上拉紧力，使得细长轴一直处于拉紧状态，从而减小了车 削过程中细长轴所产生的振动，且细长轴与顶拉装置的相接的一端发生伸长变化时，顶尖 主体101对应收缩，补偿工件6的变形量，使得顶尖主体101的尖部始终顶住细长轴的端面， 从而实现对细长轴的固定。当工件6恢复常温时，顶尖主体101随之移动，预紧力随着弹簧伸 长而降低，回到初始顶紧状态。 [0109] 本发明中的弹性顶拉装置及其使用方法，其包括锥柄组件、顶尖组件、夹套以及顶圈，其中通过固定锥柄组件中的锥柄主体，并通过分设在锥柄主体内外壁面上的第一弹性 件和第二弹性件分别对顶尖主体和夹套施加轴向的预紧力，使得工件始终受到来自顶圈的 拉紧力和来自顶尖主体的顶紧力，从而实现对工件的固定，并在车削过程中减小工件的振 动，有效提高车削的加工质量和效率。 |
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