無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置及其方法
【專利摘要】無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置及其方法，該裝置包括，固定座，其上具有凹球面；調(diào)整墊塊，具有與凹球面配合的凸球面、以及受壓平面；連接盤，其上軸向活動(dòng)的穿接有至少兩個(gè)定位頂桿，且定位頂桿的一端頂壓于受壓平面、另一端由連接盤遠(yuǎn)離固定座的端面穿出頂頂壓于工件的前端面；安裝在連接盤上且與連接盤同軸的密珠軸承；定心棒，其包括一插裝在密珠軸承內(nèi)的插入部以及一錐狀部，該錐狀部的直徑由與插入部銜接的一端向著遠(yuǎn)離插入部的一端逐漸增大；至少兩個(gè)鎖緊組件；用于頂壓定心棒的機(jī)床尾座頂尖。本發(fā)明的裝置，只需要一次裝夾就能完成工件的內(nèi)孔定心，確保工件的端面與其內(nèi)孔垂直，因此，無(wú)需校端面，提高了內(nèi)孔定心的效率。
【專利說(shuō)明】無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置及其方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置以及工件內(nèi)孔定心、端面定位方法。
【背景技術(shù)】
[0003]高精度的齒輪在成型后通常是先進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行磨齒，用以消除熱處理加工后產(chǎn)生的變形，提高齒輪的精度。在磨齒之前，需要在齒輪上加工一個(gè)基準(zhǔn)孔，再以該基準(zhǔn)孔定位磨削齒輪的齒圈。目前，普遍采用的內(nèi)孔定心方法是采用三抓卡盤夾住外圓定心，通過(guò)校內(nèi)孔和端面來(lái)加工內(nèi)孔，此方法在裝夾時(shí)端面校準(zhǔn)難度較大，安裝的精度較差，一般還需要利用千分表來(lái)校準(zhǔn)端面，耗費(fèi)的時(shí)間較大，同時(shí)，卡盤夾緊齒輪外圓由于夾緊力不易掌握，容易導(dǎo)致被加工的孔出現(xiàn)圓度誤差超差，尤其是針對(duì)一些薄片齒輪，由于圓度超差，其內(nèi)孔的精度會(huì)大大降低。也有一些齒輪加工過(guò)程中內(nèi)孔定心是采用專用的夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其以齒輪的分度圓來(lái)定位并夾緊，但是，由于不同的齒輪的分度圓尺寸不同，每個(gè)不同尺寸的齒輪在加工時(shí)均需要配備不同的夾具，對(duì)于小批量多品種的生產(chǎn)廠家而言，夾具成本相對(duì)較高，增加了生產(chǎn)成本，此外，這種方法對(duì)于薄片齒輪的加工而言，也會(huì)導(dǎo)致圓度超差而引起的內(nèi)孔精度無(wú)法精確控制。
[0004]以上兩種內(nèi)孔定心方法的缺陷不僅出現(xiàn)在齒輪磨齒加工過(guò)程中，還出現(xiàn)在其他一些工件的加工過(guò)程中，例如法蘭內(nèi)孔的定心等。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置，其無(wú)需校端面，避免加工內(nèi)孔圓度超差，即能夠簡(jiǎn)化工件內(nèi)孔定心過(guò)程，又能夠提高精度。
[0007]本發(fā)明的目的之二在于提供一種工件定心方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的一，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置，包括，
固定座，該固定座上設(shè)置有一開口位于固定座側(cè)面凹槽，該凹槽的內(nèi)壁形成一凹球
面；
嵌置在凹槽內(nèi)部的調(diào)整墊塊，該調(diào)整墊塊具有與凹球面以貼合的方式配合的凸球面、以及與凸球面正對(duì)的受壓平面，凸球面的直徑小于或等于凹球面的直徑；
固定連接在固定座上位于凹球面開口一側(cè)的連接盤，該連接盤的中心軸線與凹球面的回轉(zhuǎn)軸線重合，該連接盤上沿其軸向活動(dòng)的穿接有至少兩個(gè)定位頂桿，該至少兩個(gè)定位頂桿繞連接盤的中心軸線圓周陣列，且定位頂桿的一端頂壓于受壓平面、另一端由連接盤遠(yuǎn)離固定座的端面穿出頂頂壓于工件的前端面；
安裝在連接盤上且與連接盤同軸的密珠軸承；
與連接盤同軸的定心棒，其包括一插裝在密珠軸承內(nèi)且與密珠軸承內(nèi)孔緊配合的插入部以及一穿接于工件內(nèi)孔中的錐狀部，該錐狀部的直徑由與插入部銜接的一端向著遠(yuǎn)離插入部的一端逐漸增大，錐狀部遠(yuǎn)離插入部的端面有一定心用的中心孔；
繞連接盤的中心軸線圓周陣列的至少兩個(gè)鎖緊組件，鎖緊組件一端固定連接于連接盤，另一端具有一個(gè)頂壓于工件后端面的頂壓部；
用于插入中心孔并向定心棒施加一個(gè)朝向插入部的軸向壓力的機(jī)床尾座頂尖。
[0009]定心棒插入部與密珠軸承過(guò)盈配合，錐狀部的表面與工件內(nèi)孔接觸配合，機(jī)床尾座頂尖頂壓定心棒用以實(shí)現(xiàn)工件的無(wú)側(cè)隙定心。工件的中心線與定心棒的軸線重合，定心棒可在工件夾緊后被取出。工件被夾緊時(shí)，調(diào)整墊塊在凹球面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)以自動(dòng)補(bǔ)償定位面，且工件的兩端面分別被定位頂桿和鎖緊組件頂壓夾持，實(shí)現(xiàn)工件端面自動(dòng)定位和夾緊。
[0010]鎖緊組件包括壓板、與連接盤中心軸線平行的雙頭螺柱以及鎖緊螺母，雙頭螺柱的一端以螺紋配合的方式固定于連接盤、另一端由壓板穿出，鎖緊螺母螺接在雙頭螺柱穿出壓板的部分，頂壓部為設(shè)置在壓板內(nèi)邊緣靠近工件后端面一側(cè)的凸起部。
[0011]鎖緊組件還包括與雙頭螺柱平行的支撐螺柱，該支撐螺柱的一端以螺紋配合的方式固定于連接盤、另一端頂壓于壓板的外邊緣。
[0012]定位頂桿的表面設(shè)置有沿其長(zhǎng)度方向延伸的限位槽，連接盤上固定有一插裝在限位槽內(nèi)的限位螺釘。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的二，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
采用上述無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置實(shí)現(xiàn)工件內(nèi)孔定心的方法，其包括如下步驟:
A、將定心棒插入到工件的內(nèi)孔中，使定心棒上的錐狀部的外周緣與工件的內(nèi)孔接觸，并將定心棒錐狀部前端的插入部插裝在固定于連接盤上的密珠軸承的內(nèi)孔中，且使插入部與密珠軸承的內(nèi)孔緊配合，使工件位于連接盤的后端面；
B、利用施力單元對(duì)定心棒遠(yuǎn)離插入部的一端施加軸向頂壓力以鎖緊定心棒，并使工件的前端面頂壓活動(dòng)穿接在連接套中的定位頂桿，定位頂桿的前端頂壓調(diào)整墊塊的受壓平面，使調(diào)整墊塊與受壓平面相對(duì)的凸球面與固定座上的凹球面緊密貼合；
C、調(diào)整鎖緊組件，使工件被鎖緊于鎖緊組件和定位頂桿之間，調(diào)整墊塊的凸球面在固定座的凹球面轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度自動(dòng)補(bǔ)償工件前端面的傾斜度，完成工件端面的自動(dòng)定位和夾緊。
[0014]在步驟C之后，還需要進(jìn)入如下步驟:
步驟D、退出尾座頂尖，將定心棒由密珠軸承的內(nèi)孔拔出。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置以及方法，只需要一次裝夾就能夠完成工件的內(nèi)孔定心，其在工件的端面定位支撐并且自動(dòng)補(bǔ)償，確保工件的端面與其內(nèi)孔垂直，因此，無(wú)需校端面，提高了內(nèi)孔定心的定心精度和裝夾效率；由于是在工件的兩端夾持工件，避免了徑向力的作用，從而避免了工件加工完拆卸后內(nèi)孔變形問(wèn)題，確保了加工精度，并且提高工件的裝夾效率，在用于不同尺寸工件的內(nèi)孔定心時(shí)，只需要更換相應(yīng)直徑的定心棒即可，一個(gè)裝置就能夠針對(duì)不同尺寸工件的內(nèi)孔定心。[0016]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:10、固定座；11、凹槽；20、連接盤；21、定位頂桿；211、限位槽；22、限位螺釘；30、調(diào)整墊塊；40、密珠軸承；50、定心棒；51、插入部；52、錐狀部；53、承壓面；60、機(jī)床尾座頂尖；70、鎖緊組件；71、壓板；711、頂壓部；72、雙頭螺柱；73、鎖緊螺母；74、支撐螺柱；80、工件。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
如圖1所示，為本發(fā)明的一種無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置，其包括固定座10、調(diào)整墊塊30、連接盤20、密珠軸承40、定心棒50、兩個(gè)鎖緊組件70以及機(jī)床尾座頂尖60，其中，固定座10為整個(gè)定心裝置的安裝基礎(chǔ)，在固定座10的后端面設(shè)置有一凹槽11，該凹槽11的內(nèi)部為一凹球面，凹球面的直徑為R ;調(diào)整墊塊30嵌置在凹槽11中，該調(diào)整墊塊30的前端面為一與凹球面以貼合的方式配合的凸球面，凸球面的直徑為r，其中r小于R，調(diào)整墊塊30的后端面形成一個(gè)受壓平面；固定座10的后端面上連接有一連接盤20，該連接盤20的中心軸線與凹球面的回轉(zhuǎn)軸線重合，連接盤20上沿其軸向活動(dòng)的穿接有兩個(gè)定位頂桿21，該兩個(gè)定位頂桿21相對(duì)設(shè)置，即是繞連接盤20的中心軸線圓周陣列，定位頂桿21的一端頂壓于受壓平面、另一端由連接盤20的后端面(即遠(yuǎn)離固定座10的一端面)穿出，并且定位頂桿21穿出連接盤20的端面頂壓于工件80的前端面。連接盤20內(nèi)部開設(shè)有一軸孔，密珠軸承40安裝在軸孔內(nèi)部，且密珠軸承40與連接盤20同軸。定心棒50與連接盤20同軸，該定心棒50包括位于其前端的插入部51以及一錐狀部52，其中，插入部51用于插入到密珠軸承40的內(nèi)孔中，并且插入部51的表面與密珠軸承40內(nèi)部的鋼珠緊配合，錐狀部52連接于插入部51的后端部，該錐狀部52用于穿接在工件80的內(nèi)孔中，錐狀部52的直徑由前至后逐漸的增大，錐狀部52的后端面形成一個(gè)承壓面53，承壓面53上具有一定心用的中心孔。機(jī)床尾座頂尖60用于在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床尾座套筒后插入到承壓面53上的中心孔內(nèi)，對(duì)承壓面53施加一個(gè)朝向前端(即朝向插入部51)的壓力，使插入部51能夠插入到密珠軸承40的內(nèi)孔中，并且使錐狀部52能夠與工件80的內(nèi)孔緊密配合。兩個(gè)鎖緊組件70繞連接盤20的中心軸線圓周陣列，鎖緊組件70 —端固定連接在連接盤20上，另一端形成一個(gè)頂壓部711，當(dāng)調(diào)整鎖緊組件70至鎖緊狀態(tài)時(shí)，頂壓部711將工件80的后端面頂緊，使工件80被鎖緊在定心裝置上。
[0020]鎖緊組件70具體的是包括壓板71、與連接盤20中心軸線平行的雙頭螺柱72以及鎖緊螺母73，雙頭螺柱72的前端與連接盤20螺接、前端由壓板71穿出，鎖緊螺母73螺接在雙頭螺柱72穿出壓板71的部分。旋緊鎖緊螺母73，即可將壓板71向前頂壓，頂壓部711位于壓板71內(nèi)邊緣靠近工件80后端面的一側(cè)，并且該頂壓部711是設(shè)置在壓板71表面的一個(gè)凸起部，凸起部頂壓工件80的面為弧形面，從而可以盡量的減小壓板71與工件80的接觸面積，不會(huì)影響工件80的安裝角度。此外，為了使得壓板71內(nèi)邊緣和外邊緣平衡，使壓板71始終保持與連接盤20的徑向截面平行，增加工件80定心的精確度，上述的鎖緊組件70還包括有一與雙頭螺柱72平行的支撐螺柱74，支撐螺柱74的一端螺接在連接盤20上、另一端頂壓于壓板71的外邊緣，在擰緊鎖緊螺母73后，支撐螺柱74向后頂壓壓板71的外邊緣，工件80則向后頂壓壓板71的下邊緣，從而能夠有效的防止壓板71偏擺，為了進(jìn)一步增加精度，可以將支撐螺柱74頂壓壓板71的一端設(shè)置成弧形表面。
[0021]本發(fā)明的在實(shí)際使用時(shí)，將定心棒50錐狀部52外部的錐面插裝在工件80的內(nèi)孔中，在機(jī)床尾座頂尖60頂緊定心棒50使得工件80被卡緊在錐狀部52和定位頂桿21之間后，錐狀部52外部的錐面與工件80的內(nèi)孔線接觸，由于密珠軸承40能夠確保定心棒50與連接盤20具有較高的同軸度，因此，就能夠確保工件80與連接盤20具有較高的同心度。此夕卜，在調(diào)整鎖緊組件70至鎖緊狀態(tài)時(shí)，由于工件80的前端面頂緊定位頂桿21，則兩個(gè)定位頂桿21穿出連接盤20的長(zhǎng)度不同，以工件80前端面由下至上逐漸向后傾斜為例，則此時(shí)，上部的定位頂桿21穿出連接盤20的長(zhǎng)度要大于下部定位頂桿21穿出連接盤的長(zhǎng)度，在此種狀態(tài)下，兩定位頂桿21會(huì)促使調(diào)整墊塊30在凹槽11內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整墊塊30的后端的受壓平面則會(huì)由下至上逐漸向前傾斜，從而自動(dòng)的補(bǔ)償工件80的軸線與工件80前端面的夾角余量，最終完成工件80內(nèi)孔的定心。
[0022]本發(fā)明的內(nèi)孔定心裝置，只需要一次裝夾就能夠完成工件的內(nèi)孔定心，其端面定位支撐并且自動(dòng)補(bǔ)償，確保工件的端面與其內(nèi)孔垂直，因此，無(wú)需校端面，提高了內(nèi)孔定心的效率；由于是在工件的兩端夾持工件，從不會(huì)出現(xiàn)加工孔圓度超差的問(wèn)題，并且提高工件的裝夾效率，在用于不同尺寸工件的內(nèi)孔定心時(shí)，只需要更換相應(yīng)直徑的定心棒50即可，一個(gè)裝置就能夠針對(duì)不同尺寸工件的內(nèi)孔定心。
[0023]此外，為了防止定位頂桿21從連接盤20中脫離，可以在定位頂桿21上設(shè)置一個(gè)沿其長(zhǎng)度方向延伸的限位槽211，連接盤20上固定有插裝在限位槽211內(nèi)的限位螺釘22。
[0024]本發(fā)明中，定位頂桿21和鎖緊組件70的數(shù)量可以是依據(jù)整個(gè)定心裝置的尺寸或工件的尺寸進(jìn)行設(shè)置，例如，工件尺寸較大時(shí)，可以設(shè)置數(shù)量較多的定位頂桿21和鎖緊組件70，但是，必須保證這些定位頂桿21和鎖緊組件70是繞著連接盤20的中心軸線圓周陣列的，以確保受力均勻。上述的凹球面和凸球面的直徑也可以是相等，即R等于r。
[0025]本發(fā)明的采用上述的無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置實(shí)現(xiàn)工件內(nèi)孔定心的方法包括如下步驟:
A、將定心棒50插入到工件的內(nèi)孔中，使定心棒50上的錐狀部52的外周緣與工件的內(nèi)孔接觸，并將定心棒50錐狀部52前端的插入部51插裝在固定于連接盤20上的密珠軸承40的內(nèi)孔中，使定心棒50的插入部51與密珠軸承40的內(nèi)孔緊配合，確保定心棒50與連接盤20的同軸度，并且使工件80位于連接盤20的后端面；
B、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床的尾座套筒，使機(jī)床尾座頂尖60對(duì)定心棒50遠(yuǎn)離插入部51的一端施加軸向頂壓力以鎖緊定心棒50，并使工件的前端面頂壓活動(dòng)穿接在連接套20中的定位頂桿21，定位頂桿21的前端頂壓調(diào)整墊塊30的受壓平面，使調(diào)整墊塊30與受壓平面相對(duì)的凸球面與固定座10上凹槽11的凹球面緊密貼合；
C、調(diào)整鎖緊組件70，使工件被鎖緊于鎖緊組件70和定位頂桿21之間，調(diào)整墊塊30的凸球面在固定座10凹槽11的凹球面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度自動(dòng)補(bǔ)償工件前端面的傾斜度，完成工件內(nèi)孔的定心。[0026]此外，如果需要直接在機(jī)床上加工工件的內(nèi)孔，退出尾座頂尖，直接將定心棒50從密珠軸承40的內(nèi)孔中拔出即可。
[0027]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置，其特征在于，包括， 固定座，該固定座上設(shè)置有一開口位于固定座側(cè)面凹槽，該凹槽的內(nèi)壁形成一凹球面； 嵌置在凹槽內(nèi)部的調(diào)整墊塊，該調(diào)整墊塊具有與凹球面以貼合的方式配合的凸球面、以及與凸球面正對(duì)的受壓平面，凸球面的直徑小于或等于凹球面的直徑； 固定連接在固定座上位于凹球面開口一側(cè)的連接盤，該連接盤的中心軸線與凹球面的回轉(zhuǎn)軸線重合，該連接盤上沿其軸向活動(dòng)的穿接有至少兩個(gè)定位頂桿，該至少兩個(gè)定位頂桿繞連接盤的中心軸線圓周陣列，且定位頂桿的一端頂壓于受壓平面、另一端由連接盤遠(yuǎn)離固定座的端面穿出頂頂壓于工件的前端面； 安裝在連接盤上且與連接盤同軸的密珠軸承； 與連接盤同軸的定心棒，其包括一插裝在密珠軸承內(nèi)且與密珠軸承內(nèi)孔緊配合的插入部以及一穿接于工件內(nèi)孔中的錐狀部，該錐狀部的直徑由與插入部銜接的一端向著遠(yuǎn)離插入部的一端逐漸增大，錐狀部遠(yuǎn)離插入部的端面有一定心用的中心孔； 繞連接盤的中心軸線圓周陣列的至少兩個(gè)鎖緊組件，鎖緊組件一端固定連接于連接盤，另一端具有一個(gè)頂壓于工件后端面的頂壓部； 用于插入中心孔并向定心棒施加一個(gè)朝向插入部的軸向壓力的機(jī)床尾座頂尖。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置，其特征在于，定心棒插入部與密珠軸承過(guò)盈配合，錐狀部的表面與工件內(nèi)孔接觸配合，機(jī)床尾座頂尖頂壓定心棒用以實(shí)現(xiàn)工件的無(wú)側(cè)隙定心。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置，其特征在于，工件被夾緊時(shí)，調(diào)整墊塊在凹球面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)以自動(dòng)補(bǔ)償定位面，且工件的兩端面分別被定位頂桿和鎖緊組件頂壓夾持，實(shí)現(xiàn)工件端面自動(dòng)定位和夾緊。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置，其特征在于，工件的中心線與定心棒的軸線重合，定心棒可在工件夾緊后被取出。
5.采用權(quán)利要求1所述無(wú)側(cè)隙定心自動(dòng)補(bǔ)償定位裝置實(shí)現(xiàn)工件內(nèi)孔定心的方法，其特征在于，包括如下步驟: A、將定心棒插入到工件的內(nèi)孔中，使定心棒上的錐狀部的外周緣與工件的內(nèi)孔接觸，并將定心棒錐狀部前端的插入部插裝在固定于連接盤上的密珠軸承的內(nèi)孔中，且使插入部與密珠軸承的內(nèi)孔緊配合，使工件位于連接盤的后端面； B、利用施力單元對(duì)定心棒遠(yuǎn)離插入部的一端施加軸向頂壓力以鎖緊定心棒，并使工件的前端面頂壓活動(dòng)穿接在連接套中的定位頂桿，定位頂桿的前端頂壓調(diào)整墊塊的受壓平面，使調(diào)整墊塊與受壓平面相對(duì)的凸球面與固定座上的凹球面緊密貼合； C、調(diào)整鎖緊組件，使工件被鎖緊于鎖緊組件和定位頂桿之間，調(diào)整墊塊的凸球面在固定座的凹球面轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度自動(dòng)補(bǔ)償工件前端面的傾斜度，完成工件端面的自動(dòng)定位和夾緊。
6.如權(quán)利要求5所述的工件內(nèi)孔定心的方法，其特征在于，在步驟C之后，還需要進(jìn)入如下步驟: 步驟D、退出尾座頂尖，將定心棒由密珠軸承的內(nèi)孔拔出。
【文檔編號(hào)】B23F23/06GK103962656SQ201410217643
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】張永紅, 謝信孚, 李華林 申請(qǐng)人:佛山市星光傳動(dòng)機(jī)械有限公司