CN102059668B

CN102059668B - 轴孔定心装置及方法

Info

Publication number: CN102059668B
Application number: CN2010105413021A
Authority: CN
Inventors: 郭阳宽; 祝连庆; 董明利; 孟浩; 王君; 娄小平
Original assignee: Beijing Information Science and Technology University
Current assignee: Beijing Information Science and Technology University
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: CN102059668A

Abstract

本发明涉及一种轴孔定心装置及方法，其中装置包括：基座，开设有用于装设顶销的第一安装孔；与所述基座固定连接的限位装置，用于限制所述顶销在所述第一安装孔内的轴向移动；弹性装置，环绕在所述顶销上，一端与所述限位装置接触，另一端与所述顶销接触；驱动装置，通过插入所述基座的中心孔与所述顶销的表面接触，用于通过重力驱动所述顶销使所述顶销顶出所述第一安装孔，使得所述顶销的第一端部与被定心工件的轴孔表面接触。本发明实施例，通过采用顶销与驱动装置的组合定位方式，由于顶销在驱动装置的驱使下伸出第一安装孔，且伸出的距离由驱动装置提供的动力和定位压紧力确定，因此被定心工件的锥形孔的大小可以变化，从而提高了定心的灵活性。

Description

轴孔定心装置及方法

技术领域

本发明涉及机械精密测量技术领域，特别涉及一种轴孔定心装置及方法。

背景技术

精密定心是机床、伺服机械、精密测量、各类刀具定心中的关键技术，该技术在机械、航空、计量等行业应用广泛。现有技术中的精密定心方法，通过采用圆锥轴与圆锥孔相互配合实现定心，由于圆锥轴与圆锥孔的尺寸在对工件进行定心之前已经固定，因此只能对与圆锥轴的尺寸相匹配的工件进行定心，从使得被定心的工件尺寸比较单一，因此在对工件进行定心时灵活性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴孔定心装置及方法，提高被定心工件在定心时的灵活性。

本发明实施例提供一种轴孔定心装置，包括：

基座，开设有用于装设顶销的第一安装孔；

与所述基座固定连接的限位装置，用于限制所述顶销在所述第一安装孔内的轴向移动；

弹性装置，环绕在所述顶销上，一端与所述限位装置接触，另一端与所述顶销接触；

驱动装置，通过插入所述基座的中心孔与所述顶销的表面接触，用于通过重力驱动所述顶销使所述顶销顶出所述第一安装孔，使得所述顶销的第一端部与被定心工件的轴孔表面接，所述被定心工件的中心轴线与所述基座的轴心线一致。

本发明实施例提供一种轴孔定心方法，包括：

将被定心工件设置在轴孔定心装置上，使得所述被定心工件与所述轴孔定心装置的表面接触；

将所述轴孔定心装置的驱动装置设置在所述轴孔定心装置的中心孔处；

通过将所述驱动装置插入所述轴孔定心装置的基座的中心孔与所述轴孔定心装置的顶销表面接触；

通过重力驱动将所述轴孔定心装置的顶销顶出所述轴孔定心装置的第一安装孔，使得所述顶销的第一端部与所述被定心工件的轴孔表面接触，所述被定心工件的中心轴线与所述基座的轴心线一致；

其中，轴孔定心装置为上述轴孔定心装置。

本发明提供的轴孔定心装置及方法，通过将顶销设置在基座的第一安装孔内，使得该轴孔定心装置的空间结构布局紧凑、合理；通过驱动装置驱动顶销使得顶销顶出第一安装孔，为精密定心提供了动力和定位压紧力，从而为实现定心的稳定性和可靠性提供了基础；通过采用顶销与驱动装置的组合定位方式，由于顶销在驱动装置的驱使下伸出第一安装孔，且伸出的距离由驱动装置提供的动力和定位压紧力确定，因此被定心工件的锥形孔的大小可以变化，从而提高了定心的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明轴孔定心装置实施例的主视图；

图2为图1实施例A-A向的剖视图；

图3为本发明轴孔定心方法实施例的流程示意图；

图4为本发明实施例的轴孔定心装置在对被定心工件进行定心时的主视图；

图5为图4所示实施例B-B向的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中的被定心工件具体可以为具有锥形轴孔的被定心工件，该被定心工件具体可以为机械精密定心技术领域中涉及到的被定心工件，例如：机床类产品、伺服控制机械产品、刀具等。

图1为本发明轴孔定位装置实施例的主视图，图2为图1实施例A-A向的剖视图；如图1和图2所示，轴孔定位装置具体包括：基座11、限位装置12、弹性装置13、驱动装置14、顶销15；其中，基座11开设有用于装设顶销15的第一安装孔16；与基座11固定连接的限位装置12用于限制顶销15在第一安装孔16内的轴向移动；弹性装置13环绕在顶销15上，并且，弹性装置13的一端与限位装置12接触，另一端与顶销15接触；驱动装置14通过插入基座11的中心孔17与顶销15的表面接触，通过重力驱动顶销15顶使顶销15顶出第一安装孔16，从而使得顶销15的第一端部151与被定心工件2的轴孔表面接触，进一步使得被定心工件2的中心轴线与基座11的轴心线一致，进而实现对被定心工件2的定心。

在图1和图2所示实施例中，仅以第一安装孔16、弹性装置13与顶销15的个数均为三个作为示例性说明，并且第一安装孔16、弹性装置13与顶销15均匀分布在基座11上；进一步地，三个第一安装孔沿相交120度方向均匀分布在基座11上，使得顶销15沿基座11的三个相交120度方向沿第一安装孔16的轴向移动，使得三个顶销15沿相交120度方向均匀分布，使得三个顶销15分布在正三角形的顶点处，从而为精密定心提供了几何保证。

进一步地，限位装置12具体可以为固定圈，该固定圈上开设有孔洞，固定圈的孔洞用于使顶销15弹出第一安装孔16。

进一步地，驱动装置14沿基座11的中心孔17抽出时，顶销15在弹性装置13的作用下与被定心工件的轴孔表面脱离接触，驱动装置14的作用力使顶销15脱离被定心装置的轴孔表面，从而为被定心工件的安全退出提供了保证。

本发明实施例提供的轴孔定心装置，通过将顶销15设置在基座11的第一安装孔16内，使得该轴孔定心装置的空间结构布局紧凑、合理；通过驱动装置14驱动顶销15使得顶销15顶出第一安装孔16，为精密定心提供了动力和定位压紧力，从而为实现定心的稳定性和可靠性提供了基础；通过采用顶销15与驱动装置14的组合定位方式，由于顶销15在驱动装置14的驱使下伸出第一安装孔16，且伸出的距离由驱动装置14提供的动力和定位压紧力确定，因此被定心工件的锥形孔的大小可以变化，从而提高了定心的灵活性。

进一步地，在上述图1和图2所示实施例中，顶销15还可以包括：第二端部152、挡设部件153、可移动柱体154，其中，挡设部件154位于第二端部152与可移动柱体154之间，用于阻止顶销15在弹性装置13的作用下弹出第一安装孔16。

进一步地，在上述图1和图2中，基座11包括：圆台体111、圆柱体112，其中，基座11的中心孔17开设在圆台体111与圆柱体112的中心部，第一安装孔16开设在圆柱体112上；此外，圆台体111上开设有第二安装孔18，第二安装孔18用于固定本发明实施例中的轴孔定心装置。

进一步地，在上述图1和图2中，驱动装置14具体可以为锥体，该锥体较佳地可以为圆锥体或者多面锥体。

进一步地，在上述图1和图2中，弹性装置13具体可以为弹簧。

图3为本发明轴孔定心方法实施例的流程示意图，如图3所示，本发明实施例包括如下步骤：

步骤301、将被定心工件设置在轴孔定心装置上，使得被定心工件与轴孔定心装置的表面接触；

步骤302、将轴孔定心装置的驱动装置设置在轴孔定心装置的中心孔处；

步骤303、通过将驱动装置插入轴孔定心装置的基座的中心孔与轴孔定心装置的表面接触；

步骤304、通过重力驱动将孔定心装置的顶销顶出该轴孔定心装置的第一安装孔，使得顶销的第一端部与被定心工件的轴孔表面接触，被定心工件的中心轴线与基座的轴心线一致。

其中，本发明实施例中的轴孔定心装置具体可以为图1和图2所示实施例中的轴孔定心装置。

本发明实施例提供的轴孔定心方法，通过轴孔定心装置的驱动装置驱动顶销使得顶销顶出第一安装孔，为精密定心提供了动力和定位压紧力，从而为实现定心的稳定性和可靠性提供了基础；通过采用顶销与驱动装置的组合定位方式，由于顶销在驱动装置的驱使下伸出第一安装孔，且伸出的距离由驱动装置提供的动力和定位压紧力确定，因此被定心工件的锥形孔的大小可以变化，从而提高了定心的灵活性。

进一步地，在图3所示实施例的基础上，还可以包括步骤305；

步骤305、将轴孔定心装置的驱动装置沿基座的中心孔抽出，使得顶销在轴孔定心装置的弹性装置的作用下与被定心工件的轴孔表面脱离接触；驱动装置沿基座的中心孔抽出时，顶销在弹性装置的作用下与被定心工件的轴孔表面脱离接触，驱动装置的作用力使顶销脱离被定心装置的轴孔表面，从而为被定心工件的安全退出提供了保证。

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面结合图4和图5对本发明实施例进行详细描述。

图4为本发明实施例的轴孔定心装置在对被定心工件进行定心时的主视图，图5为图4所示实施例B-B向的剖视图；图4和图5所示实施例中与图1和图2编号的原件或者部件的功能与图1和图2相同；本发明实施例中的轴孔定心装置具体可以为图1和图2所示实施例中的轴孔定心装置，如图4和图5所示，具体包括了轴孔定心装置1和被定心工件2；

在对被定心工件2进行定心之前，顶销15在弹性装置13的作用下回收，将被定心工件2设置在轴孔定心装置1上，使得轴孔定心装置1与被定心工件2的表面接触；将轴孔定心装置1的驱动装置14插入在基座11的中心孔17处，使得驱动装置14与顶销15表面接触；通过驱动装置14的重力驱动将轴孔定心装置1的顶销15顶出该轴孔定心装置1的第一安装孔16，使得顶销的第一端部151与被定心工件2的轴孔表面接触，被定心工件2的中心轴线与基座11的轴心线一致。

在被定心工件2完成定心之后，将轴孔定心装置1的驱动装置14沿基座11的中心孔17抽出，使得顶销15在轴孔定心装置1的弹性装置13的作用下与被定心工件2的轴孔表面脱离接触；驱动装置14沿基座11的中心孔17抽出时，顶销15在弹性装置13的作用下与被定心工件2的轴孔表面脱离接触，驱动装置14的作用力使顶销15脱离被定心装置1的轴孔表面，从而为被定心工件2的安全退出提供了保证。

再如图5所示，顶销15沿基座11的三个相交120度方向均匀分布，使得三个顶销15分布在正三角形的顶点处，从而为精密定心提供了几何保证。

进一步地，图4和图5所示的驱动装置14具体可以为锥体，该锥体为圆锥体或者多面锥体。

进一步地，图4和图5所示的限位装置12具体可以为固定圈，该固定圈上开设有孔洞，固定圈的孔洞用于使顶销15弹出第一安装孔16。

进一步地，图4和图5所示的弹性装置13具体可以为弹簧。

为了更清楚地理解本发明实施例所述的技术方案的技术效果，下面结合本发明实施例所述的轴孔定心装置的结构参数和试验数据对本发明实施例的有益效果进行说明。若被定心工件的负载重量为100千克(kg)，被定心工件的锥形轴孔的参数为：大端孔孔直径＞30毫米(mm)、被定心工件的锥度＜30°，将本发明实施例中的轴孔定心装置的外形尺寸的设计参数设计为：直径×高度＝400mm×400mm，并且轴孔定心装置的重量小于30kg时，通过本发明实施例所述的轴孔定心装置对被定心工件进行定心后，被定心工件的轴心线偏摆角度(也称为定心精度)可以达到小于5角秒(arc seconds，″)。通过上述数据分析可知，本发明实施例提供的轴孔定心装置的空间结构布局紧凑、合理，通过采用顶销与驱动装置的组合定位方式，实现了锥形轴孔的精密定位，为锥形孔的高精度、灵活定位提供了条件。

此外，本发明实施例提供的轴孔定心装置还可以应用在滚刀测量等方面，同样可以实现高精度定位要求。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种轴孔定心装置，其特征在于，包括：

基座，开设有用于装设顶销的第一安装孔；

驱动装置，通过插入所述基座的中心孔与所述顶销的表面接触，用于通过重力驱动所述顶销使所述顶销顶出所述第一安装孔，使得所述顶销的第一端部与被定心工件的轴孔表面接触，所述被定心工件的中心轴线与所述基座的轴心线一致。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一安装孔、所述弹性装置与所述顶销的个数均为三个，均匀分布在所述基座上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，三个所述第一安装孔沿相交120度方向均匀分布在所述基座上，使得所述顶销沿所述基座的三个相交120度方向沿所述第一安装孔的轴向移动。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述限位装置为固定圈，所述固定圈上开设有孔洞，所述固定圈的孔洞用于使所述顶销弹出所述第一安装孔。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶销还包括第二端部、挡设部件、可移动柱体，所述挡设部件位于所述第二端部与所述可移动柱体之间，用于阻止所述顶销在所述弹性装置的作用下弹出所述第一安装孔。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动装置沿所述基座的中心孔抽出时，所述顶销在所述弹性装置的作用下与所述被定心工件的轴孔表面脱离接触。

7.根据权利要求1～6任一所述的装置，其特征在于，所述基座包括：圆台体、圆柱体，所述基座的中心孔开设在所述圆台体与所述圆柱体的中心部，所述第一安装孔开设在所述圆柱体上；所述圆台体上开设有第二安装孔，用于固定所述轴孔定心装置。

8.根据权利要求1～6任一所述的装置，其特征在于，所述驱动装置为锥体状，所述锥体状为圆锥体或者多面锥体。

9.一种轴孔定心方法，其特征在于，包括：

其中，所述轴孔定心装置为权利要求1所述的轴孔定心装置。

10.根据权力要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述驱动装置沿所述基座的中心孔抽出，使得所述顶销在所述轴孔定心装置的弹性装置的作用下与所述被定心工件的轴孔表面脱离接触。