專利名稱：一次性潤(rùn)滑可更換內(nèi)置式精密活頂尖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活頂尖，尤其是用于重型軋輥及軸類零件的精密加工的活頂尖， 具體說(shuō)是一次性加油即可常期使用的活頂尖。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有活頂尖在支承重型軸類零件(含重大型軋輥)時(shí)，頂尖的變形、支點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)精度均難以滿足當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的要求，活頂尖的壽命也不能保證。往往是在靜態(tài)測(cè)量時(shí)精度較高，當(dāng)安裝上重型軋輥后頂尖變形加大，從而影響到旋轉(zhuǎn)精度；另外，重型活頂尖使用壽命短也是長(zhǎng)期困擾該產(chǎn)品的難題，多次注油式潤(rùn)滑不僅保養(yǎng)難，而且在加工現(xiàn)場(chǎng)注油也容易混入雜物致使頂尖加速磨損，頻繁更換頂尖影響加工效率，使生產(chǎn)成本上升?，F(xiàn)有技術(shù)的主要缺陷是一、頂尖軸的徑向受力軸直徑較細(xì)，其徑向受力軸上均設(shè)置一個(gè)完整的軸承， 由于設(shè)置的軸承由內(nèi)圈、滾子和外圈組成，其內(nèi)圈套裝在頂尖軸上，故占用了頂尖軸的一定量，減小了頂尖軸的直徑尺寸，降低了頂尖軸的承載量。二、由于軸承內(nèi)圈套裝在頂尖軸上， 頂尖軸與軸承內(nèi)圈具有一定的游隙，且軸承內(nèi)圈與滾子具有一定的活動(dòng)游隙，故造成頂尖軸與滾子之間的活動(dòng)游隙增大，無(wú)法保證頂尖在工作狀態(tài)下的精度要求(現(xiàn)有頂尖的加工精度大于7um)。三、現(xiàn)有的頂尖多為隨著工作時(shí)間的長(zhǎng)短向軸承中注油，以保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于檢測(cè)軸承是否缺油的手段不多，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因缺油導(dǎo)致?lián)p壞軸承或頂。四、現(xiàn)有頂尖的結(jié)構(gòu)不合理，造成使用壽命短、精度差、更換麻煩。本發(fā)明改變了頂尖的結(jié)構(gòu)方式，我們?cè)O(shè)計(jì)的對(duì)數(shù)曲線母線滾子，這種母線滾子能充分利用滾子長(zhǎng)度受載，且滾子直接與頂尖軸面接觸，取消了內(nèi)圈，避免了應(yīng)力集中，大大提高了滾子的承載能力和壽命。為提高保持架的整體剛性和強(qiáng)度，保持架均采用整體結(jié)構(gòu)， 內(nèi)徑引導(dǎo)方式，并在引導(dǎo)面增加儲(chǔ)油槽，為了便于在保持架的摩擦表面形成油膜，我們運(yùn)用流體力學(xué)理論，根據(jù)不同表面設(shè)計(jì)了不同的鍥形角度，這種結(jié)構(gòu)在軸承工作時(shí)，摩擦面間極容易形成油膜，大大減小了保持架運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦阻力，減少保持架工作時(shí)的異常發(fā)熱。在頂尖中設(shè)置的油池，采用一次性加油，永保頂尖長(zhǎng)期使用。為此，提供一種精度高(工作誤差精度小于3um)、使用壽命長(zhǎng)、更換方便、安全可靠的活頂尖是市場(chǎng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，精度高，工作誤差精度小于3um，一次性加油即可常期使用，更換頂尖整體方便，安全可靠的活頂尖。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是一次性潤(rùn)滑可更換式精密活頂尖，包括頂尖頭、座殼、頂尖軸、前壓蓋和后蓋，頂尖軸為一個(gè)通軸，由徑向受力軸部、軸向受力軸部和平衡受力軸部構(gòu)成，軸向受力軸部的直徑小于徑向受力軸部的直徑，平衡受力軸部的直徑小于軸向受力軸部的直徑，頂尖頭設(shè)在頂尖軸的徑向受力軸部上，為死連接或活連接。徑向受力軸部的受力支承由圓柱滾子、保持架和外圈構(gòu)成；軸向受力軸部支承采用推力圓柱滾子軸承。
徑向受力軸部的外圓表面一周為加工成形的硬層面，圍繞滾道面一周設(shè)有多個(gè)圓柱滾子，圓柱滾子與徑向受力軸部的滾道面相對(duì)運(yùn)動(dòng)，多個(gè)圓柱滾子采用保持架穩(wěn)定連接， 在圓柱滾子與座殼之間設(shè)有一外圈，外圈內(nèi)壁為圓柱滾子的外滾道，座殼將徑向受力軸部、 圓柱滾子和外圈緊密包裹成一體結(jié)構(gòu)。在軸向受力軸部上，設(shè)有推力圓柱滾子軸承。在徑向受力軸部與外圈之間為一封閉的油池II，油池II內(nèi)裝有200 #、250 #或 320 #工業(yè)齒輪油，圓柱滾子和保持架設(shè)置在油池II中；在軸向受力軸部與軸向受力軸部相對(duì)應(yīng)的座殼之間為一封閉的油池I，油池I內(nèi)裝有200 #、250 #或320 #工業(yè)齒輪油，推力圓柱滾子軸承設(shè)置在油池I中，油池I與油池II相通；
在油池II與前壓蓋的連接部設(shè)有骨架密封圈，在油池I與座殼內(nèi)壁的連接部設(shè)有骨架密封圈。本發(fā)明的前壓蓋與座殼的連接部設(shè)有0型密封圈。本發(fā)明，所述的平衡受力軸上設(shè)有滾針軸承或滾子軸承、襯墊、蝶簧、深溝球軸承或推力球軸承和墊片，墊片通過(guò)螺釘與平衡受力軸部連接，后蓋與座殼連接。本發(fā)明所述座殼的尾部為一圓柱體。尾部是指平衡受力軸部相對(duì)應(yīng)的座殼的部位。本發(fā)明的有益效果是
1、前支承為圓柱滾子，其圓柱滾子的內(nèi)滾道直接在頂尖軸上加工而成，由于圓柱滾子直接與頂尖軸的軸面貼合，圓柱滾子直接在頂尖軸上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在同樣座殼尺寸下，圓柱滾子的外徑雖然一致，但無(wú)軸承內(nèi)圈的頂尖軸直徑得以加粗，其斷面慣性矩大大增加，從而使頂尖軸懸臂部份的擾度減小，僅此，活頂尖的剛度就可提高一倍。由于減少了配合環(huán)節(jié)，活頂尖的旋轉(zhuǎn)精度大大提高，其工作加工精度可確保小于3um，超過(guò)了國(guó)外最好技術(shù)中的頂尖加工精度7um合格的現(xiàn)狀。2、采用推力圓柱滾子軸承承受軸向載荷，比相同規(guī)格(內(nèi)、外徑相同)的重型推力球軸承或推力調(diào)心滾子軸承的承載能力還大一倍，其軸向尺寸卻縮短40%以上，這對(duì)于減少活頂尖系統(tǒng)變形與提高錐柄強(qiáng)度都是很有效的。3、前端主要支承采用一次性油浴潤(rùn)滑，無(wú)需在頂尖報(bào)廢前加油，避免了因潤(rùn)滑缺油造成的安全事故。設(shè)置的骨架密封圈確保腔內(nèi)儲(chǔ)油不外泄，同時(shí)也能有效阻止磨削液與塵埃進(jìn)入軸承室，從而保證軸承在重載下不用定時(shí)注油也能長(zhǎng)期運(yùn)行。4、座殼若與機(jī)床尾座或床頭箱關(guān)聯(lián)部件相整合，該技術(shù)方案即可用作內(nèi)置式活頂尖。本發(fā)明改變了頂尖的結(jié)構(gòu)方式，我們?cè)O(shè)計(jì)的對(duì)數(shù)曲線母線滾子，這種母線滾子能充分利用滾子長(zhǎng)度受載，且滾子直接與頂尖軸面接觸，取消了內(nèi)圈，避免了應(yīng)力集中，大大提高了滾子的承載能力和壽命。為提高保持架的整體剛性和強(qiáng)度，保持架均采用整體結(jié)構(gòu)， 內(nèi)徑引導(dǎo)方式，并在引導(dǎo)面增加儲(chǔ)油槽，為了便于在保持架的摩擦表面形成油膜，我們運(yùn)用流體力學(xué)理論，根據(jù)不同表面設(shè)計(jì)了不同的鍥形角度，這種結(jié)構(gòu)在軸承工作時(shí)，摩擦面間極容易形成油膜，大大減小了保持架運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦阻力，減少保持架工作時(shí)的異常發(fā)熱。在頂尖中設(shè)置的油池，采用一次性加油，永保頂尖長(zhǎng)期使用。為此，提供一種精度高(工作誤差精度小于3um)、使用壽命長(zhǎng)、更換方便、安全可靠的活頂尖是市場(chǎng)的需求。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的徑向受力軸的截面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的平衡受力軸部的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明頂尖軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記1、前壓蓋，2、骨架密封圈I，3、0型密封圈，4、受力支承，401、外圈， 402、圓柱滾子，403、保持架，404、油池II，5、推力圓柱滾子軸承，6、頂尖頭，7、油池I，8、骨架密封圈II，9、座殼，10、頂尖軸，101、滾道面，102、徑向受力軸部，103、軸向受力軸部，104、 平衡受力軸部，11、滾針軸承或滾子軸承，12、襯墊，13、彈簧，14、深溝球軸承或推力球軸承， 15、墊片，16、螺釘，17、后蓋，18、螺釘。
具體實(shí)施例方式一次性潤(rùn)滑精密活頂尖，包括頂尖頭6、座殼9、頂尖軸10、前壓蓋1和后蓋17，頂尖軸10為一個(gè)通軸，由徑向受力軸部102、軸向受力軸部103和平衡受力軸部104構(gòu)成，軸向受力軸部103的直徑小于徑向受力軸部102的直徑，平衡受力軸部104的直徑小于軸向受力軸部103的直徑，徑向受力軸部102的受力支承4由徑向受力軸部上的滾道面101、圓柱滾子402、保持架403、外圈401和油池II 404構(gòu)成；軸向受力軸部103支承采用推力圓柱滾子軸承5。滾道面101為在徑向受力軸部102的外圓表面加工成形的硬層面，圍繞滾道面101 一周設(shè)有多個(gè)圓柱滾子402，圓柱滾子402與徑向受力軸部102的滾道面101相對(duì)運(yùn)動(dòng)，圓柱滾子402采用保持架403穩(wěn)定連接，在圓柱滾子402與座殼9之間設(shè)有一外圈401，座殼 9將徑向受力軸部102、圓柱滾子402、外圈401和油池II 404緊密包裹成一個(gè)整體；
在徑向受力軸部102與外圈401之間為一封閉的油池II 404，油池II 404內(nèi)裝有200 #、250 #或320 #工業(yè)齒輪油，圓柱滾子402和保持架403設(shè)置在油池II 404中；在軸向受力軸部103與軸向受力軸部相對(duì)應(yīng)的座殼之間為一封閉的油池I 7，油池I 7內(nèi)裝有200 #、250 #或320 #工業(yè)齒輪油，推力圓柱滾子軸承5設(shè)置在油池I 7中，油池I 7與油池 II 404相通；
在油池II 404與前壓蓋1的連接部設(shè)有骨架密封圈I 2，在油池I 7與座殼9內(nèi)壁的連接部設(shè)有骨架密封圈II 8;
所述平衡受力軸部104相對(duì)應(yīng)的座殼9為一圓柱體。本發(fā)明的前壓蓋1與座殼9的連接部設(shè)有0型密封圈3。本發(fā)明，所述的平衡受力軸104上設(shè)有滾針軸承或滾子軸承11、襯墊12、蝶簧13、 深溝球軸承或推力球軸承14和墊片15，墊片15通過(guò)螺釘16與平衡受力軸104連接，后蓋 17與座殼9連接。頂尖軸10也可以拆分為頂尖頭和頂尖軸兩件，用錐把聯(lián)成一體。實(shí)施例1
將推力圓柱滾子軸承5裝在軸向受力軸103上，后將圓柱滾子402和保持架403裝在前段徑向受力軸部102上，再裝上外圈401，裝入骨架密封圈8，后將頂尖軸10裝入座殼9內(nèi)，裝配時(shí)向油池I、油池II內(nèi)注入潤(rùn)滑油，裝上骨架密封圈2和0型密封圈3，將前壓蓋1 與座殼9壓緊，用螺釘18將前壓蓋1擰緊；后端的滾針軸承11主要承受徑向支反力，擰緊螺釘16使墊片15壓緊深溝球軸承14時(shí)，碟簧13與襯墊12將頂尖軸10往后拽，從而將推力圓柱滾子軸承5壓緊以消除間隙，擰緊后蓋17以密封后支承。本發(fā)明所述平衡受力軸部相對(duì)應(yīng)的座殼為一圓柱體。實(shí)施例2
如圖4所示，頂尖軸10可以拆分為頂尖頭和頂尖軸兩件，用錐把聯(lián)成一體。頂尖軸由圓柱滾子、推力圓柱滾子軸承5以及滾針軸承11和深溝球軸承14支承，座殼9的前端與前壓蓋1、骨架密封圈2、8和0型密封圈3組成油池，裝配時(shí)注入潤(rùn)滑油，以螺釘18將前壓蓋 1擰緊；后端的滾子軸承11主要承受徑向支反力，擰緊螺釘16使墊片15壓緊推力球軸承 14時(shí)，碟簧13與襯墊12將頂尖軸10往后拽，從而將推力圓柱滾子軸承5壓緊以消除間隙， 擰緊后蓋17以密封后支承。
權(quán)利要求
1.一次性潤(rùn)滑可更換內(nèi)置式精密活頂尖，包括頂尖頭(6)、座殼(9)、頂尖軸(10)、前壓蓋(1)和后蓋(17)，頂尖軸(10)為一個(gè)通軸，由徑向受力軸部(102)、軸向受力軸部(103)和平衡受力軸部(104)構(gòu)成，軸向受力軸部(103)的直徑小于徑向受力軸部(102)的直徑，平衡受力軸部(104)的直徑小于軸向受力軸部(103)的直徑，徑向受力軸部(102)的受力支承 (4)由圓柱滾子(402)、保持架(403)和外圈(401)構(gòu)成，所述徑向受力軸部(102)的外圓表面，為加工成形的滾道面(101)，圍繞滾道面(101) —周設(shè)有多個(gè)圓柱滾子(402)，圓柱滾子 (402)采用保持架(403)穩(wěn)定連接，圓柱滾子(402)與徑向受力軸部(102)的滾道面(101) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)；所述軸向受力軸部(103)支承采用推力圓柱滾子軸承(5)；其特征在于在徑向受力軸部(102)與外圈(401)之間為一封閉的油池II (404)，油池II (404)內(nèi)裝有200 #、 250 #或320 #工業(yè)齒輪油，圓柱滾子(402)和保持架(403)設(shè)置在油池II (404)中；在軸向受力軸部(103)與軸向受力軸部相對(duì)應(yīng)的座殼之間為一封閉的油池I (7)，油池I (7)內(nèi)裝有200 #、250 #或320 #工業(yè)齒輪油，推力圓柱滾子軸承(5)設(shè)置在油池I (7)中，油池 I (7)與油池II (404)相通；所述油池II (404)與前壓蓋(1)的連接部采用骨架密封圈I (2)密封，油池I (7)與座殼(9)內(nèi)壁的連接部采用骨架密封圈II (8)密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性潤(rùn)滑可更換內(nèi)置式精密活頂尖，其特征在于所述平衡受力軸部(104)相對(duì)應(yīng)的座殼(9)為一圓柱體，座殼(9)與機(jī)床尾座或床頭箱關(guān)聯(lián)部件相整合，為可更換內(nèi)置式活頂尖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性潤(rùn)滑可更換內(nèi)置式精密活頂尖，其特征在于所述的前壓蓋(1)與座殼(9 )的連接部設(shè)有0型密封圈(3 )。
全文摘要
一次性潤(rùn)滑可更換內(nèi)置式精密活頂尖，包括頂尖頭、座殼、頂尖軸、前壓蓋和后蓋，徑向受力軸部的外圓表面為加工成形的滾道面，圍繞滾道面一周設(shè)有多個(gè)圓柱滾子，圓柱滾子與徑向受力軸部的滾道面相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在軸向受力軸部上設(shè)有推力圓柱滾子軸承，在徑向受力軸部與外圈之間為一封閉的油池Ⅱ，在軸向受力軸部與軸向受力軸部相對(duì)應(yīng)的座殼之間為一封閉的油池Ⅰ，油池Ⅰ與油池Ⅱ相通。有益效果是無(wú)軸承內(nèi)圈的頂尖軸直徑得以加粗，斷面慣性矩增加，軸懸臂部份的擾度減小，剛度提高一倍；旋轉(zhuǎn)精度可確保小于3um；軸向承載能力大，軸向尺寸縮短40%；一次性油浴潤(rùn)滑，無(wú)需在頂尖報(bào)廢前加油。
文檔編號(hào)B23B23/04GK102398048SQ201110381439
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月27日
發(fā)明者張朝煌, 高化民 申請(qǐng)人:河南活頂尖機(jī)械有限公司