彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的半圓形對(duì)準(zhǔn)特征的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的半圓形對(duì)準(zhǔn)特征。一種半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其利用多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其通過(guò)彈性平均與多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征連接，其中第一部件的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征在配合過(guò)程中由形成在第二部件內(nèi)的相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征接收，由此通過(guò)陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征的彈性平均提供第一和第二部件的精確對(duì)準(zhǔn)以及硬度。
【專利說(shuō)明】彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的半圓形對(duì)準(zhǔn)特征
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在配合操作期間對(duì)準(zhǔn)部件的位置特征。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及第一部件的多個(gè)相互間隔開(kāi)的半圓形對(duì)準(zhǔn)特征，它們?cè)谂c第二部件之間的配合期間由第二部件中形成的對(duì)應(yīng)小孔接收，由此通過(guò)對(duì)準(zhǔn)特征的彈性平均提供第一和第二部件之間的精確對(duì)準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在組裝過(guò)程中要被配合在一起的部件通過(guò)2位和/或4位陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征相對(duì)于彼此相互定位，該特征通常是直立的凸臺(tái)，并且被接收在對(duì)應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征中，通常是孔或狹槽形式的小孔。在陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和它們的相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間存在間隙，該間隙是預(yù)定的以匹配陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征由于制造(或建造)而產(chǎn)生的預(yù)期的幾何形狀變化公差。由于該間隙，會(huì)在配合的第一和第二部件之間出現(xiàn)顯著的位置變化，這是出現(xiàn)在它們之間的不可取的大且變化的缺口以及其它方式的較差配合的原因之一。
[0003]舉例來(lái)說(shuō)，圖1-6參照示例性組件5說(shuō)明了兩個(gè)配合部件的對(duì)準(zhǔn)的現(xiàn)有技術(shù)位置形態(tài)以及它們彼此之間的相互連接。
[0004]關(guān)于對(duì)準(zhǔn)，第一部件10具有多個(gè)陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其形式為直立的星形突耳17、27，突耳被連接到第一部件的第一基部14。第二部件18具有第二基部30。形式為圓形狹槽19和具有圓形端部29的橢圓狹槽的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征被形成在第二基部中，并且被設(shè)置成使得每個(gè)陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征17、27被相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征19、29接收。在這個(gè)方面，陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征17及其圓形陰型對(duì)準(zhǔn)特征19提供了第一和第二部件相對(duì)于彼此的四位對(duì)準(zhǔn)特征15 ；并且，其它陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征27和它們的相應(yīng)的橢圓陰型對(duì)準(zhǔn)特征29中的每一個(gè)提供第一和第二部件相對(duì)于彼此的兩位對(duì)準(zhǔn)特征25。
[0005]關(guān)于連接在一起，第一部件10具有多個(gè)陽(yáng)型鉚固特征，其形式為直立的矩形突片12，突片被連接到第一部件的第一基部14。在第一基部14，與每個(gè)突片12并列的是多個(gè)凸臺(tái)16，其中的四個(gè)在圖3中被描述。第二部件18在第二基部30處具有倒U形部分32，其在第一和第二部件被配合時(shí)安置在凸臺(tái)16上(見(jiàn)圖4)。形式為矩形狹槽20的多個(gè)陰型鉚固特征被形成在第二基部中，并且被設(shè)置成使得在第一部分被配合到第二部件時(shí)每個(gè)狹槽接收相應(yīng)的突片12。
[0006]如圖3中最佳所示，每個(gè)突片12被松弛地接收在其對(duì)應(yīng)狹槽20內(nèi)，其中在狹槽的側(cè)面24、26與突片的側(cè)面28、34之間的間隙(間隔或缺口)22允許它們之間的位置調(diào)節(jié)以適應(yīng)第一和第二部件的制造期間引入的幾何形狀變化。例如，在突片12和狹槽20之間的間隙22可以是0.75mm,由此第一部件與第二部件的配合誤差可最多為約1.5_浮動(dòng)。該浮動(dòng)允許陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征17、27通過(guò)它們相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征19、29被引導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)。
[0007]在操作中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙考慌浜显谝黄饡r(shí)，它們之間的最初接觸發(fā)生在突片進(jìn)入相應(yīng)的狹槽時(shí)，由此第一和第二部件在它們被配合時(shí)被保持為彼此大致對(duì)準(zhǔn)。間隙22允許配合平滑地且不費(fèi)力地繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)樗奈粚?duì)準(zhǔn)特征15和兩位對(duì)準(zhǔn)特征25引導(dǎo)第一和第二部件對(duì)準(zhǔn)。不過(guò)，問(wèn)題是，由于在陽(yáng)型和陰型鉚固特征12、20中每一個(gè)上提供的間隙22和在四位和兩位對(duì)準(zhǔn)特征15、25中每一個(gè)上提供的間隙35，在第一和第二部件10、18之間存在浮動(dòng)，并且該浮動(dòng)(或游隙)允許第一部件被相對(duì)于第二部件大致地對(duì)準(zhǔn)，而不是精確地。當(dāng)?shù)谝缓偷诙考煌ㄟ^(guò)陽(yáng)型鉚固特征12的熱鉚固45 (在圖2中示出)固定到彼此時(shí)，通過(guò)螺紋緊固件等，第一部件相對(duì)于第二部件的對(duì)準(zhǔn)的任何這種不適合都是明顯的，并且在這兩個(gè)部件之間的可見(jiàn)連接處可能是不規(guī)則的，具有過(guò)大的缺口，在外觀上失衡等；無(wú)論如何，對(duì)準(zhǔn)的不適合都使該配合不被組件5的A級(jí)最后精細(xì)加工所接受。
[0008]因此，本領(lǐng)域一直需要通過(guò)某種方式提供部件的配合的對(duì)準(zhǔn)形態(tài)，其中當(dāng)配合被完成時(shí)，在陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間沒(méi)有游隙并且提供精確的對(duì)準(zhǔn)，然而，該對(duì)準(zhǔn)配合每次都平滑地且不費(fèi)力地進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明是半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其利用多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其通過(guò)彈性平均與多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征連接，其中第一部件的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征在配合過(guò)程中由形成在第二部件內(nèi)的相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征接收，以通過(guò)陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征的彈性平均提供具有第一和第二部件的精確對(duì)準(zhǔn)、以及它們之間的硬度的組件。
[0009]半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的形式為半圓形短柱，其與第一部件的第一基部垂直地豎直直立。每個(gè)半圓形短柱具有半圓形截面，該截面的特征在于凸形形狀的第一面和與第一面相對(duì)的第二面，第二面的特征在于凹形形狀的豎直設(shè)置的表面槽，該表面槽在兩側(cè)上有左和右側(cè)壁，該左和右側(cè)壁是平坦的且被截?cái)嗟摹Ｃ總€(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征具有短柱長(zhǎng)度，其要比短柱寬度長(zhǎng)得多。半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征具有在第一基部上方的短柱高度，其優(yōu)選地具有隨著距離第一基部的高度的增加而逐漸變窄的特征，最后終止于基本上圓形的頂峰。與每個(gè)陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征并列的是多個(gè)凸臺(tái)。
[0010]陰型對(duì)準(zhǔn)特征是形成在用于被配合到第一部件的第二部件的第二基部處的小孔，其中第二基部被定位，例如通過(guò)倒轉(zhuǎn)的U形，使得在第一和第二部件被完全配合時(shí)安置在凸臺(tái)上。每個(gè)小孔的形狀優(yōu)選地是細(xì)長(zhǎng)狹槽的形式，具有的小孔長(zhǎng)度比小孔寬度長(zhǎng)得多。
[0011]陰型對(duì)準(zhǔn)特征的相對(duì)于半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的尺寸使得小孔長(zhǎng)度超過(guò)短柱長(zhǎng)度，并且小孔寬度小于鄰近凸臺(tái)的短柱寬度。如此，當(dāng)?shù)谝徊考慌浜系降诙考⑶野雸A形短柱被插入小孔時(shí)，短柱寬度將首先小于、然后等于、并且然后超過(guò)小孔寬度，這使得第二基部變?yōu)閺椥宰冃危纱税雸A形短柱變?yōu)楸幌鄬?duì)于小孔彈性平均。
[0012]而且，半圓形短柱通常可通過(guò)扭轉(zhuǎn)而彈性變形。這種短柱扭轉(zhuǎn)發(fā)生在左和右側(cè)壁中每一個(gè)在配合過(guò)程中都沒(méi)有與小孔的相應(yīng)面對(duì)的小孔壁準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)的情況中。在這方面，當(dāng)配合完成時(shí)，半圓形短柱扭轉(zhuǎn)使得左和右側(cè)壁平坦地且固定地抵接它們的相應(yīng)面對(duì)的小孔壁，同時(shí)扭轉(zhuǎn)是在表面頂部上，其固定地抵接被設(shè)置成與第一小孔壁相對(duì)的其相應(yīng)面對(duì)的小孔壁。優(yōu)選地，上述的第二部件的彈性變形發(fā)生在抵接半圓形短柱的第一面的小孔處。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，彈性平均提過(guò)了部件在變化X’內(nèi)的精確對(duì)準(zhǔn)，由X-: XnfN定義，其中X是短柱和小孔的平均幾何形狀變化，并且N是它們的數(shù)量。因此，通過(guò)本發(fā)明可消除現(xiàn)有技術(shù)的陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征所需的間隙。
[0014]因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其形式為設(shè)置在第一部件上的豎直直立的半圓形短柱，以及對(duì)應(yīng)的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征，其形式為第二部件中形成的小孔，其中在第一和第二部件的配合期間，陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征的彈性平均提供了第一和第二部件的精確對(duì)準(zhǔn)，以及賦予了它們之間的硬度。
[0015]通過(guò)下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明能更清楚本發(fā)明的這個(gè)和其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0016]本申請(qǐng)還提供了如下方案:
方案1.一種半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括:
具有第一基部的第一部件；
具有第二基部的第二部件，所述第二基部具有基部厚度；
多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其與所述第一基部成直立關(guān)系地被設(shè)置在第一基部；以及形成在所述第二基部中的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征，其中在所述第一部件被配合到所述第二部件中時(shí)每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征接收；
其中在所述第一部件相對(duì)于所述第二部件的配合期間，當(dāng)每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被接收在其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征中時(shí)，彈性變形發(fā)生在每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和其相應(yīng)的所述陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面處，其中所述彈性變形是響應(yīng)于每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被其相應(yīng)的小孔干涉地接收；以及
其中，所述彈性變形是在所述多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征上的彈性平均，使得所述第一部件被相對(duì)于所述第二部件精確地定位。
[0017]方案2.如方案I所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征包括半圓形短柱，其具有半圓形截面，該截面包括:
第一面，其具有形成表面頂點(diǎn)的凸形形狀；
第二面，其具有表面槽，該表面槽的兩側(cè)有左側(cè)壁和右側(cè)壁；以及 短柱高度，其大于所述基部厚度；
其中，所述半圓形短柱從所述第一基部開(kāi)始逐漸變窄并且在遠(yuǎn)離該第一基部的遠(yuǎn)端終止于基本上圓形的頂峰。
[0018]方案3.如方案2所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述半圓形短柱在所述第一基部附近具有在所述第一和第二面之間的短柱寬度；其中其所述相應(yīng)的小孔具有小孔寬度；以及其中所述彈性變形是響應(yīng)于所述短柱寬度超過(guò)所述小孔寬度。
[0019]方案4.如方案3所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，所述彈性變形發(fā)生在鄰接所述第一面的所述第二基部中。
[0020]方案5.如方案4所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述左和右側(cè)壁是平坦的且截?cái)嗟摹?br> [0021]方案6.如方案5所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，所述彈性平均還通過(guò)任一所述半圓形短柱的扭轉(zhuǎn)而發(fā)生，在該半圓形短柱中所述左和右側(cè)壁在所述第一和第二部件配合之前未與其所述相應(yīng)的小孔對(duì)準(zhǔn)。
[0022]方案7.如方案6所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，所述彈性變形提供了在所述第一和第二部件被相互配合時(shí)所述第一和第二部件的硬挺的組件。
[0023]方案8.—種半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括: 具有第一基部的第一部件；
具有第二基部的第二部件，所述第二基部具有基部厚度；
多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其與所述第一基部成直立關(guān)系地被設(shè)置在第一基部；以及形成在所述第二基部中的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征，其中在所述第一部件被配合到所述第二部件中時(shí)每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征接收；
其中在所述第一部件相對(duì)于所述第二部件的配合期間，當(dāng)每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被接收在其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征中時(shí)，彈性變形發(fā)生在每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和其相應(yīng)的所述陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面處，其中所述彈性變形是響應(yīng)于每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被其相應(yīng)的小孔干涉地接收；
其中每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征包括半圓形短柱，該短柱具有半圓形截面，該截面包括:
第一面，其具有形成表面頂點(diǎn)的凸形形狀；
第二面，其具有表面槽，該表面槽的兩側(cè)有左側(cè)壁和右側(cè)壁；以及 短柱高度，其大于所述基部厚度；
其中，所述半圓形短柱從所述第一基部開(kāi)始逐漸變窄并且在遠(yuǎn)離該第一基部的遠(yuǎn)端終止于基本上圓形的頂峰；
其中，每個(gè)所述半圓形短柱在所述第一基部附近具有在所述第一和第二面之間的短柱寬度；其中其所述相應(yīng)的小孔具有小孔寬度；以及其中所述彈性變形是響應(yīng)于所述短柱寬度超過(guò)所述小孔寬度；
其中所述彈性變形還包括任一所述半圓形短柱的扭轉(zhuǎn)，在該半圓形短柱中所述左和右側(cè)壁在所述第一和第二部件的配合之前未與其所述相應(yīng)小孔對(duì)準(zhǔn)；以及
其中，所述彈性變形是在所述多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征上的彈性平均，使得所述第一部件被相對(duì)于所述第二部件精確地定位。
[0024]方案9.一種用于在配合過(guò)程中精確對(duì)準(zhǔn)第一和第二部件的方法，所述方法包括以下步驟:
提供第一部件，該第一部件具有以與其成直立關(guān)系布置在其上的多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征；
提供第二部件，該第二部件具有形成在其內(nèi)的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征；
將第一部件配合到第二部件，在此過(guò)程中通過(guò)將每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征接收在相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征中而將第一部件與第二部件對(duì)準(zhǔn)；
使每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和其相應(yīng)的彈性管與其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面彈性變形；以及
在所述多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征上彈性平均該彈性變形，使得在配合時(shí)，發(fā)生第一部件與第二部件的精確定位。
[0025]方案10.如方案9所述的方法，其中，所述彈性變形步驟發(fā)生在鄰近每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的凸形面的所述第二部件處。
[0026]方案11.如方案10所述的方法，其中，所述彈性變形步驟還包括扭轉(zhuǎn)在所述配合步驟之前未相對(duì)于其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征對(duì)準(zhǔn)的所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征中的任一個(gè)。
[0027]方案12.如方案11所述的方法，其中，在所述提供步驟中，發(fā)生幾何形狀變化，其中該幾何形狀變化具有平均長(zhǎng)度X ;并且其中所述彈性平均步驟提供減小的幾何形狀變形，其長(zhǎng)度為X’，其中X.= X,VN，其中N是半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的數(shù)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是組件的透視圖，其中第一部件基本上與第二部件對(duì)準(zhǔn)，并且其中現(xiàn)有技術(shù)對(duì)準(zhǔn)和互連形態(tài)被利用。
[0029]圖2是圖1的在界線2處看到的具體的截?cái)嘁晥D。
[0030]圖3是圖2的在界線3處看到的具體的截?cái)嘁晥D。
[0031]圖4是沿圖2的線4-4處看到的具體的截?cái)嘁晥D。
[0032]圖5是圖1的在界線5處看到的具體的截?cái)嘁晥D。
[0033]圖6是圖1的在界線6處看到的具體的截?cái)嘁晥D。
[0034]圖7是組件的透視圖，其中第一部件通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征相對(duì)于陰型對(duì)準(zhǔn)特征的彈性平均被精確地與第二部件對(duì)準(zhǔn)。
[0035]圖8是圖7的在界線8處看到的透視圖。
[0036]圖9是圖8的在界線9處看到的具體的截?cái)嘁晥D。
[0037]圖10是根據(jù)本發(fā)明的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的第一面的平面圖。
[0038]圖11是根據(jù)本發(fā)明的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的第二面的平面圖。
[0039]圖12是根據(jù)本發(fā)明的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的頂部平面圖。
[0040]圖13是根據(jù)本發(fā)明的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征完全插入其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征的透視圖。
[0041]圖14是半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征完全插入其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征的平面圖，是從半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的第一側(cè)觀察的。
[0042]圖15是半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征完全插入其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征的平面圖，是從半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的第二側(cè)觀察的。
[0043]圖16是半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征完全插入其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征的頂部平面圖。
[0044]圖17是半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征完全插入其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征的頂部平面圖，演示了半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的彈性扭轉(zhuǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0045]現(xiàn)在參照附圖，圖7-17描繪了根據(jù)本發(fā)明的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)和功能的示例，其中組件105被在圖7中僅通過(guò)舉例示出。在這方面，半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102被直立地設(shè)置在第一部件104處并且在第一和第二部件被彼此配合以形成組件，例如組件105時(shí)，通過(guò)彈性平均與被設(shè)置在第二部件108處的陰型對(duì)準(zhǔn)特征106連接。
[0046]半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102的形式為半圓形短柱110，其與第一部件104的第一基部112成豎直直立(B卩，垂直)關(guān)系地被附接到第一部件104的第一基部112。每個(gè)半圓形短柱110具有半圓形截面，該截面的特征在于第一面114，第一面114是凸形形狀的以形成豎直設(shè)置表面頂點(diǎn)116。每個(gè)半圓形短柱110還具有第二面118，其被設(shè)置成與第一面114相對(duì)，其特征在于凹形形狀的豎直設(shè)置的表面槽120，該表面槽120在兩側(cè)有左和右側(cè)壁122、124，這兩個(gè)側(cè)壁是平坦的且沿著豎直截?cái)嗥矫?26被截?cái)?見(jiàn)圖11和12)。
[0047]每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102具有短柱長(zhǎng)度128，如在第一基部112處確定的，其被平行于截?cái)嗥矫?26測(cè)量(見(jiàn)圖10)。短柱長(zhǎng)度128比短柱寬度130長(zhǎng)得多(見(jiàn)圖12)，其中短柱寬度，其被確定在第一和第二面114、118之間，是相對(duì)于第二面的左和右側(cè)壁122、124中任一個(gè)和第一面的表面頂點(diǎn)116測(cè)量的。半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102具有在第一基部112上方的短柱高度132，其用于實(shí)現(xiàn)第一和第二部件102、108的最初對(duì)準(zhǔn)(見(jiàn)圖10)。對(duì)準(zhǔn)短柱優(yōu)選地是隨著距離第一基部的高度的增加而逐漸變窄，終止于基本上圓形的頂峰134，該頂部?jī)?yōu)選地特征在于基本上平坦的頂部135，其中逐漸變窄優(yōu)選地特征在于下錐形137和上錐形139，其中上錐形的角度比下錐形的更尖銳。
[0048]與每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102并列的是多個(gè)凸臺(tái)136，凸臺(tái)136與第一基部112連接。舉例來(lái)說(shuō)，示出了四個(gè)凸臺(tái)136，在第一和第二面114、118中每一個(gè)各有兩個(gè)。
[0049]陰型對(duì)準(zhǔn)特征106是形成在第二部件108的第二基部142中的小孔140(見(jiàn)圖13)。第二基部142例如通過(guò)倒轉(zhuǎn)的U形144被定位，使得在第一和第二部件104、108彼此完全配合時(shí)安置在凸臺(tái)136上(見(jiàn)圖14)。每個(gè)小孔140的形狀優(yōu)選地是細(xì)長(zhǎng)狹槽的形式(如所示)，但是可以是其它形式，例如帶有圓形端部的橢圓孔，具有小孔長(zhǎng)度146，其比小孔寬度148大得多。
[0050]陰型對(duì)準(zhǔn)特征106相對(duì)于半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102的尺寸使得在它們之間提供了干涉配合，其中小孔長(zhǎng)度146超過(guò)了短柱長(zhǎng)度128，并且小孔寬度148小于鄰近凸臺(tái)136的短柱寬度130 (見(jiàn)圖14)。另外，短柱高度132要比第二基部142的厚度(包括倒轉(zhuǎn)的U形144在內(nèi))150大得多。如此，當(dāng)?shù)谝徊考?04被配合到第二部件108并且半圓形短柱110插入小孔140時(shí)，短柱寬度130將首先小于、然后等于(由于前述的其逐漸變窄)、并且然后在第一基部112接近凸臺(tái)136時(shí)超過(guò)小孔寬度148，這使得第二基部142被彈性變形(見(jiàn)圖16)，由此半圓形短柱110相對(duì)于小孔140被彈性平均。
[0051]前面描述的彈性平均如下地發(fā)生。隨著第一和第二部件104、108的配合的進(jìn)行，到達(dá)一個(gè)點(diǎn)，在那里半圓形短柱Iio的第一面114抵接其相應(yīng)的小孔140的第一小孔壁152，而與此同時(shí)，第二面118抵接第二小孔壁154。更具體地說(shuō)，表面頂點(diǎn)116抵接第一小孔壁152而左和右側(cè)壁122、124抵接第二小孔壁154。當(dāng)配合在第一基部112安置在凸臺(tái)136時(shí)進(jìn)行到其最終結(jié)果時(shí)，彈性壓縮狀態(tài)被應(yīng)用在半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和陰型對(duì)準(zhǔn)特征的界面處，由此相對(duì)于第一和第二小孔壁152、154，通過(guò)半圓形短柱110提供干涉配合給第二基部142。這在全部半圓形短柱和它們的相應(yīng)小孔上被彈性平均。優(yōu)選地，在這方面，每個(gè)半圓形短柱110以及第二基部142的結(jié)構(gòu)剛性足以使彈性變形僅發(fā)生在第二基部的第一小孔壁152處，這通過(guò)由表面頂點(diǎn)116應(yīng)用到其的壓力而發(fā)生。
[0052]如果在第一和第二部件104、108的配合期間，第一和/或第二側(cè)壁122、124由于幾何形狀變化不是與第二小孔壁154準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，那么當(dāng)配合進(jìn)行到完成時(shí)，為被對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)半圓形短柱110將彈性扭轉(zhuǎn)，使得左和右側(cè)壁兩者平坦地且固定地與第二小孔壁抵接。在這種扭轉(zhuǎn)期間，在第一小孔壁152上存在表面頂點(diǎn)116的樞轉(zhuǎn)。通過(guò)凸臺(tái)136促進(jìn)這種彈性扭轉(zhuǎn)，凸臺(tái)136將扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩160升高在第一基部之上。舉例來(lái)說(shuō)，參見(jiàn)圖17中的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的虛線和實(shí)線的比較，其中扭轉(zhuǎn)是沿箭頭125的方向。
[0053]在配合操作之后，第一和第二部件此時(shí)被附接到彼此，例如通過(guò)陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的熱鉚固162 (見(jiàn)圖8)，通過(guò)螺紋緊固件等。
[0054]其中設(shè)置有小孔140的第二部件108的優(yōu)選塑性材料是具有塑性性質(zhì)的材料，使得變形而沒(méi)有斷裂，例如丙烯晴丁二烯苯乙烯(ABS)。
[0055]因此，看到與陰型對(duì)準(zhǔn)特征106協(xié)作的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102 —起提供了兩位對(duì)準(zhǔn)特征，其中對(duì)準(zhǔn)軸線155 (見(jiàn)圖16)垂直于第一和第二小孔壁152、154，并且與第一和第二側(cè)壁122、124和表面頂點(diǎn)116成角平分線關(guān)系地居中地穿過(guò)陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征。在這方面，通過(guò)在圖7繪制的示例性組件105看到，陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的各種取向(沿著它們相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征)提供了第一部件的相對(duì)與第二部件的多方向?qū)?zhǔn)，使得它們之間的配合是精確的，這是由于全部的陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征的彈性平均。
[0056]根據(jù)本發(fā)明，彈性平均提過(guò)了部件在變化X’內(nèi)的精確對(duì)準(zhǔn)，由X'= X/W定義，其中X是短柱和小孔的平均幾何形狀變化，并且N是它們的數(shù)量。因此，通過(guò)本發(fā)明可消除現(xiàn)有技術(shù)的陽(yáng)型和陰型對(duì)準(zhǔn)特征所需的間隙。在圖7的示例組件105中，N在頂部行(在圖8中示出)上等于五，由此它們的對(duì)準(zhǔn)軸線是沿著縱坐標(biāo)165，并且對(duì)于左和右側(cè)行，N總和為八，由此，它們的對(duì)準(zhǔn)軸線沿著橫坐標(biāo)175。
[0057]半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102可被與根據(jù)Steven E.Morris于2011年7月21日提交的US專利申請(qǐng)13/187,675的彈性管陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征一起使用，該文獻(xiàn)公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。在這方面，例如關(guān)于圖7，五個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征102如圖所示地保持在頂部行處，并且彈性管陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被設(shè)置在該組件的左和右側(cè)，代替在該組件的左和右側(cè)中每一個(gè)處描述的四個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征。
[0058]從前面的描述應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明由若干值得注意的方面。本發(fā)明:I)消除了與現(xiàn)有技術(shù)的2位和4位定位方案需要的間隙相關(guān)聯(lián)的幾何形狀變化；2)通過(guò)在半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的彈性平均容納了幾何形狀的變化；3)消除了現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的部件的浮動(dòng)；4)提供了在半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面處的過(guò)約束條件，由此提供了配合的第一和第二部件的組件的硬挺并且消除了它們之間的喀噠聲；5)提供了第一和第二部件的精確位置；6)彈性平均(其可使用標(biāo)準(zhǔn)光束計(jì)算技術(shù)計(jì)算)提供了第一和第二部件被配合時(shí)在它們之間的配合的可預(yù)測(cè)的一致性和連貫性；7)還通過(guò)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征相對(duì)于陰型對(duì)準(zhǔn)特征的扭轉(zhuǎn)提供了彈性平均；以及8)服務(wù)對(duì)準(zhǔn)特征和鉚固特征(如果期望)的雙重目的。
[0059]位于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，上面描述的優(yōu)選實(shí)施例可進(jìn)行改變或改進(jìn)。這種改變或改進(jìn)可被實(shí)施，而不脫離本發(fā)明的范圍，該范圍僅由所附權(quán)利要求的范圍限定。
【權(quán)利要求】
1.一種半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括: 具有第一基部的第一部件； 具有第二基部的第二部件，所述第二基部具有基部厚度； 多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其與所述第一基部成直立關(guān)系地被設(shè)置在第一基部；以及形成在所述第二基部中的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征，其中在所述第一部件被配合到所述第二部件中時(shí)每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征接收； 其中在所述第一部件相對(duì)于所述第二部件的配合期間，當(dāng)每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被接收在其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征中時(shí)，彈性變形發(fā)生在每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和其相應(yīng)的所述陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面處，其中所述彈性變形是響應(yīng)于每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被其相應(yīng)的小孔干涉地接收；以及 其中，所述彈性變形是在所述多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征上的彈性平均，使得所述第一部件被相對(duì)于所述第二部件精確地定位。
2.如權(quán)利要求1所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征包括半圓形短柱，其具有半圓形截面，該截面包括: 第一面，其具有形成表面頂點(diǎn)的凸形形狀； 第二面，其具有表面槽，該表面槽的兩側(cè)有左側(cè)壁和右側(cè)壁；以及 短柱高度，其大于所述基部厚度； 其中，所述半圓形短柱從所述第一基部開(kāi)始逐漸變窄并且在遠(yuǎn)離該第一基部的遠(yuǎn)端終止于基本上圓形的頂峰。
3.如權(quán)利要求2所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述半圓形短柱在所述第一基部附近具有在所述第一和第二面之間的短柱寬度；其中其所述相應(yīng)的小孔具有小孔寬度；以及其中所述彈性變形是響應(yīng)于所述短柱寬度超過(guò)所述小孔寬度。
4.如權(quán)利要求3所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，所述彈性變形發(fā)生在鄰接所述第一面的所述第二基部中。
5.如權(quán)利要求4所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述左和右側(cè)壁是平坦的且截?cái)嗟摹?br> 6.如權(quán)利要求5所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，所述彈性平均還通過(guò)任一所述半圓形短柱的扭轉(zhuǎn)而發(fā)生，在該半圓形短柱中所述左和右側(cè)壁在所述第一和第二部件配合之前未與其所述相應(yīng)的小孔對(duì)準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求6所述的半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，所述彈性變形提供了在所述第一和第二部件被相互配合時(shí)所述第一和第二部件的硬挺的組件。
8.一種半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征彈性平均對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括: 具有第一基部的第一部件； 具有第二基部的第二部件，所述第二基部具有基部厚度； 多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征，其與所述第一基部成直立關(guān)系地被設(shè)置在第一基部；以及形成在所述第二基部中的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征，其中在所述第一部件被配合到所述第二部件中時(shí)每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征接收； 其中在所述第一部件相對(duì)于所述第二部件的配合期間，當(dāng)每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被接收在其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征中時(shí)，彈性變形發(fā)生在每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和其相應(yīng)的所述陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面處，其中所述彈性變形是響應(yīng)于每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征被其相應(yīng)的小孔干涉地接收； 其中每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征包括半圓形短柱，該短柱具有半圓形截面，該截面包括: 第一面，其具有形成表面頂點(diǎn)的凸形形狀； 第二面，其具有表面槽，該表面槽的兩側(cè)有左側(cè)壁和右側(cè)壁；以及 短柱高度，其大于所述基部厚度； 其中，所述半圓形短柱從所述第一基部開(kāi)始逐漸變窄并且在遠(yuǎn)離該第一基部的遠(yuǎn)端終止于基本上圓形的頂峰； 其中，每個(gè)所述半圓形短柱在所述第一基部附近具有在所述第一和第二面之間的短柱寬度；其中其所述相應(yīng)的小孔具有小孔寬度；以及其中所述彈性變形是響應(yīng)于所述短柱寬度超過(guò)所述小孔寬度； 其中所述彈性變形還包括任一所述半圓形短柱的扭轉(zhuǎn)，在該半圓形短柱中所述左和右側(cè)壁在所述第一和第二部件的配合之前未與其所述相應(yīng)小孔對(duì)準(zhǔn)；以及 其中，所述彈性變形是在所述多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征上的彈性平均，使得所述第一部件被相對(duì)于所述第二部件精確地定位。
9.一種用于在配合過(guò)程中精確對(duì)準(zhǔn)第一和第二部件的方法，所述方法包括以下步驟: 提供第一部件，該第一部件具有以與其成直立關(guān)系布置在其上的多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征； 提供第二部件，該第二部件具有形成在其內(nèi)的多個(gè)陰型對(duì)準(zhǔn)特征； 將第一部件配合到第二部件，在此過(guò)程中通過(guò)將每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征接收在相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征中而將第一部件與第二部件對(duì)準(zhǔn)； 使每個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征和其相應(yīng)的彈性管與其相應(yīng)的陰型對(duì)準(zhǔn)特征之間的界面彈性變形；以及 在所述多個(gè)半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征上彈性平均該彈性變形，使得在配合時(shí)，發(fā)生第一部件與第二部件的精確定位。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述彈性變形步驟發(fā)生在鄰近每個(gè)所述半圓形陽(yáng)型對(duì)準(zhǔn)特征的凸形面的所述第二部件處。
【文檔編號(hào)】F16B1/00GK103573761SQ201310338292
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月6日
【發(fā)明者】S.E.莫里斯, T.F.鮑爾斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司