CN102909668B - 偶件对称度零误差定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种偶件对称度零误差定位装置,包括有一基座、一定位组件、两夹紧调节组件和两气动夹紧组件；其采用螺旋式自定心压紧来固定和调节定位组件中旋转定位螺杆的位置，两夹紧调节组件和两气动夹紧组件实现同步对称夹紧、调节来限制偶件左右方向的自由度，同时利用前、后挡板及压板来限制偶件其它自由度，从而达完成对偶件的夹紧和定位；藉此，该装置利用了对中夹紧方式和同步对称运动方式的优点来避免了夹具安装误差和重复精度误差对位置定位误差的影响，从理论上实现了偶件位置定位误差为零的精度要求，其操作简单、实用性强，并且还可以根据实际需要来调节实现偶件之间的定位位置，该装置还适用于多块偶件的定位，其应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及偶件定位夹具装置领域技术，尤其是指一种偶件对称度零误差定位装置。
背景技术
偶件为相互配合且其配合要求很高的配合件，即彼此精密配合的零件，偶件间的定位精确度直接影响加工精度。通常，传统的定位夹紧方案中位置定位误差受安装误差和重复精度误差影响，其严重限制了偶件的加工精度，影响了产品品质。
如图3所示，定位误差的来源主要有基准位置误差和基准不重合误差两部分构成即：△dw＝△jw+△jb，其中：△dw—为定位误差；△jw—为基准位置误差；△jb—为基准不重合误差；因此，应该考虑如何将基准位置误差和基准不重合误差降低为零，才能有效实现定位误差为零的理想加工精度。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种偶件对称度零误差定位装置，其在理论上实现了各偶件对称中心线的位置定位误差为零的理想加工精度，且其结构简单、成本较低、通用性强，具有较强的实用性。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种偶件对称度零误差定位装置，包括有一基座、一定位组件、两夹紧调节组件和两气动夹紧组件；
该定位组件包括有旋转定位螺杆，该旋转定位螺杆具有第一螺纹部、第二螺纹部及位于第一螺纹部和第二螺纹部之间的枢转部，该第一螺纹部和第二螺纹部分别位于旋转定位螺杆左、右端位置且其螺纹方向相反，该枢转部可旋转式嵌套于基座内并第一螺纹部和第二螺纹部均露于基座外，前述基座上设置有用于限制枢转部嵌套于基座内左右方向自由度的限位机构，以及，前述第二螺纹部的外侧端一体向右延伸形成有便于驱动旋转定位螺杆的调节部；
该两夹紧调节组件分别可左右活动式位于基座两侧，每个夹紧调节组件均包括有用于定位偶件左侧或右侧的压板、用于带动压板活动的滑块及连接于滑块与压板间以用于调节两者间距的高度调节机构，该滑块内设置有贯通滑块左右端面的螺孔，并两滑块内螺孔的螺纹方向相反，前述第一螺纹部和第二螺纹部分别螺合于相应滑块的螺孔内，并前述调节部伸出右侧的滑块外；
该两气动夹紧组件分别可左右活动式位于基座两侧，每个气动夹紧组件包括有固装于基座上的气缸、自气缸一端伸出的活塞杆和连接于活塞杆自由端以用于定位偶件的压杆。
作为一种优选方案，所述基座包括有底板、自底板顶端面一体向上延伸的凸块和位于凸块两侧的滑槽，该凸块顶端面向下凹设有贯通凸块前后端的容置槽，该凸块内对应容置槽下方位置开设有贯通凸块左右端的通孔，前述旋转定位螺杆的枢转部嵌套于该通孔内，前述滑槽对应通孔沿左右方向延伸设置，前述滑块位于该滑槽内。
作为一种优选方案，所述气动夹紧组件还包括有支撑架，该支撑架包括有前后延伸的第一横杆部、自第一横杆部两端分别一体朝向凸块弯折延伸的第二横杆部和自第二横杆部延伸尾端往外弯折延伸而成的固定部，前述气缸通过螺丝锁固于第一横杆上，该固定部通过螺丝锁固于基座的凸块上。
作为一种优选方案，所述活塞杆的自由端连接有一连接横杆，前述压杆连接于该连接横杆上，并压杆的尾端连接有便于抵压偶件的压块。
作为一种优选方案，所述底板底端面向上凹设有安装槽，该安装槽对应前述通孔位置设置与通孔相连通；前述限位机构包括有竖向设置的限位块、分别抵于限位块左右侧面上的第一调节螺丝、分别抵于相应第一调节螺丝的外侧端面上的第二调节螺丝、抵于限位块底端面上的调节板；其中，该限位块顶端面上凹设有与旋转定位螺杆的枢转部匹配的弧形凹槽，前述枢转部上沿左右方向间距设置有两个均匀式凸露于枢转部外周的凸环，该枢转部置于限位块的弧形凹槽内，并该两凸环的内侧面分别抵于限位块左、右侧面上；该两第二调节螺丝螺合于基座的底板内并其最外端分别伸出底板的左、右侧外部；该调节板上一体向上凸设有挡板，该挡板抵于限位块的前端面上；前述安装槽的截面呈凸字形结构，其包括有自底板底端面向上凹设的第一安装槽和自第一安装槽顶端面向上凹设的第二安装槽，该第二安装槽的水平面积小于第一安装槽的水平面积，前述限位块位于第二安装槽内，前述调节板位于第一安装槽内并通过调节螺栓锁固于第一安装槽的顶端面上。
作为一种优选方案，所述基座上设置有用于分别定位偶件前、后端位置的前挡板和后挡板。
作为一种优选方案，所述高度调节机构包括有双头螺柱、弹簧、第一调节螺母、圆柱头调节螺母及第二调节螺母；该双头螺柱下端螺合于滑块内并其上端螺合于压板内，该双头螺柱上端伸出压板外并通过第一调节螺母锁固，该弹簧套于双头螺柱外周，该弹簧上端抵于压板并其下端抵于滑块；该圆柱头调节螺母的螺纹部向下螺合于滑块内，第二调节螺母配合于滑块上方的螺纹部上，该圆柱头调节螺母的光杆部向上抵于压板。
作为一种优选方案，所述压板底端面向上凹设有限位槽，前述圆柱头调节螺母的光杆部抵于该限位槽内。
作为一种优选方案，所述压板的抵压面上具有用于限制偶件左右方向自由度的第一抵压面和用于限制偶件上下方向自由度的第二抵压面，同一压板上的第一抵压面和第二抵压面毗邻且彼此垂直设置。
作为一种优选方案，所述第一抵压面上凹设有让位凹槽。
本发明采用上述技术方案后，其有益效果在于，其主要系通过基座、定位组件、夹紧调节组件和气动夹紧组件等结构来实现对偶件的定位、夹紧和调节支撑，该装置利用了对中夹紧方式和同步对称运动方式的优点来避免了夹具安装误差和重复精度误差对位置定位误差的影响，从理论上实现了偶件位置定位误差为零的精度要求；
其次是，本发明之定位装置结构简单、成本较低，其还可以根据实际需要来调节实现偶件之间的定位，该装置还适用于多块偶件的定位，其应用范围广且实用性强；
以及，该装置通用性强，适用较大范围尺寸不同、多块偶件的定位，并且该装置采用一次调节多次装夹，操作简便，适用于大批量生产。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的立体组装结构示意图；
图2是本发明之较佳实施例的截面结构示意图；
图3是本发明之较佳实施例中两偶件定位误差原理分析示意图；
图4是本发明之较佳实施例的分解结构示意图；
图5是本发明之较佳实施例中夹紧和调节装置的剖视图；
图6是本发明之较佳实施例中气动夹紧装置的分解结构示意图；
图7是本发明之较佳实施例中基座的立体结构示意图；
图8是本发明之较佳实施例中定位组件的分解结构示意图。
附图标识说明：
100、第一偶件 200、第二偶件
10、基座 11、底板
12、凸块 13、滑槽
141、第一安装槽 142、第二安装槽
15、容置槽 16、通孔
21、旋转定位螺杆 211、第一螺纹部
212、第二螺纹部 213、枢转部
214、调节部 215、凸环
22、限位块 221、弧形凹槽
23、第一调节螺丝 24、第二调节螺丝
25、调节板 251、挡板
26、调节螺栓 27、手柄
31、压板 311、限位槽
312、第一抵压面 313、第二抵压面
314、让位凹槽 32、滑块
321、螺孔 33、双头螺栓
34、第一调节螺母 35、弹簧
36、垫片 37、圆柱头调节螺母
371、螺纹部 372、光杆部
38、第二调节螺母 41、气缸
42、活塞杆 43、压杆
431、压块 44、支撑架
441、第一横杆部 442、第二横杆部
443、固定部 45、螺母
46、连接横杆 51、第一前挡板
52、第一后挡板 61、第二前挡板
62、第二后挡板
具体实施方式
请参见图1至图8所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，其包括有一基座10、一定位组件、两夹紧调节组件和两气动夹紧组件。
如图8所示，该定位组件包括有旋转定位螺杆21，该旋转定位螺杆21具有第一螺纹部211、第二螺纹部212及位于第一螺纹部211和第二螺纹部212之间的枢转部213，该第一螺纹部211和第二螺纹部212分别位于旋转定位螺杆21左、右端位置且其螺纹方向相反，该枢转部213可旋转式嵌套于基座10内并第一螺纹部211和第二螺纹部212均露于基座外，前述基座10上设置有用于限制枢转部213嵌套于基座10内左右方向自由度的限位机构，以及，前述第二螺纹部212的外侧端一体向右延伸形成有便于驱动旋转定位螺杆21的调节部214。
如图5所示，该两夹紧调节组件分别可左右活动式位于基座10两侧，每个夹紧调节组件均包括有用于定位偶件左侧或右侧的压板31、用于带动压板31活动的滑块32及连接于滑块32与压板31间以用于调节两者间距的高度调节机构，该滑块32内设置有贯通滑块32左右端面的螺孔321，并两滑块32内螺孔321的螺纹方向相反，前述第一螺纹部211和第二螺纹部212分别螺合于相应滑块32的螺孔321内，并前述调节部214伸出右侧的滑块32外；
前述高度调节机构包括有双头螺柱33、弹簧35、第一调节螺母34、圆柱头调节螺母37及第二调节螺母38；该双头螺柱33下端螺合于滑块32内并其上端螺合于压板31内，该双头螺柱33上端伸出压板31外并通过第一调节螺母34锁固，该弹簧35套于双头螺柱33外周，该弹簧35上端抵于压板31并其下端抵于滑块32(该弹簧35与压板31及滑块32之间均夹设有垫片36)；该圆柱头调节螺母37的螺纹部371向下螺合于滑块32内，第二调节螺母38配合于滑块32上方的螺纹部371上，前述压板31底端面向上凹设有限位槽311，前述圆柱头调节螺母37的光杆部372抵于该限位槽311内；
前述压板31的抵压面上具有用于限制偶件左右方向自由度的第一抵压面312和用于限制偶件上下方向自由度的第二抵压面313，同一压板31上的第一抵压面312和第二抵压面313毗邻且彼此垂直设置；以及，前述第一抵压面312上凹设有让位凹槽314。
如图6所示，该两气动夹紧组件分别可左右活动式位于基座10两侧，每个气动夹紧组件包括有固装于基座10上的气缸41、自气缸41一端伸出的活塞杆42和连接于活塞杆42自由端以用于定位偶件的压杆43；具体于本实施例中，气动夹紧组件还包括有支撑架44，该支撑架44包括有前后延伸的第一横杆部441、自第一横杆441部两端分别一体朝向凸块弯折延伸的第二横杆部442和自第二横杆部442延伸尾端往外弯折延伸而成的固定部443，前述气缸41通过螺母45锁固于第一横杆441上，该固定部443通过螺母45锁固于基座10的凸块12上；以及，活塞杆42的自由端连接有一连接横杆46，两压杆43间距式连接于该连接横杆46上，并压杆43的尾端连接有便于抵压偶件的压块431，该压杆43于活塞杆42的推动下可活动式伸入基座10凸块12之容置槽15内。
如图7所示，该基座10包括有底板11、自底板11顶端面一体向上延伸的凸块12和位于凸块12两侧的滑槽13，该凸块12顶端面向下凹设有贯通凸块12前后端的容置槽15，该凸块12内对应容置槽15下方位置开设有贯通凸块12左右端的通孔16，前述旋转定位螺杆21的枢转部213嵌套于该通孔16内，前述滑槽13对应通孔16沿左右方向延伸设置，前述滑块32位于该滑槽13内；
该底板11底端面向上凹设有安装槽，该安装槽对应前述通孔16位置设置与通孔16相连通；前述限位机构包括有竖向设置的限位块22、分别抵于限位块22左右侧面上的第一调节螺丝23、分别抵于相应第一调节螺丝23的外侧端面上的第二调节螺丝24、抵于限位块22底端面上的调节板25；其中，该限位块22顶端面上凹设有与旋转定位螺杆21的枢转部213匹配的弧形凹槽221，前述枢转部213上沿左右方向间距设置有两个均匀式凸露于枢转部213外周的凸环215，该枢转部213置于限位块22的弧形凹槽221内，并该两凸环215的内侧面分别抵于限位块22左、右侧面上；该两第二调节螺丝24螺合于基座10的底板11内并其最外端分别伸出底板11的左、右侧外部；该调节板25上一体向上凸设有挡板251，该挡板251抵于限位块22的前端面上；前述安装槽的截面呈凸字形结构，其包括有自底板11底端面向上凹设的第一安装槽141和自第一安装槽141顶端面向上凹设的第二安装槽142，该第二安装槽142的水平面积小于第一安装槽141的水平面积，前述限位块22位于第二安装槽142内，前述调节板25位于第一安装槽141内并通过调节螺栓26锁固于第一安装槽141的顶端面上；
以及，基座10上设置有用于分别定位偶件前、后端位置的第一、第二前挡板(如图中51、61)和第一、第二后挡板(如图中52、62)。
装配前述各组件时，首先将滑块32和旋转定位螺杆21固定基座10上，接着将限位块22通过调节板25和基座10固定使旋转定位螺杆21刚好和配合于弧形凹槽221内，同时旋入第一调节螺丝23，通过第一调节螺丝23来调节限位块22的位置后，在旋入第二调节螺丝24，将旋转定位螺杆21的位置固定；然后安装夹紧调节组件，利用高度调节机构调节压板31与滑块32间的间距，然后，通过调节第一调节螺母34将压板31固定；最后将气动组件安装在基座10上即完成装配过程。
定位夹紧偶件时，先将第一偶件100放入基座10上部的容置槽15内，接着通过手柄27带动旋转定位螺杆21旋转调节左右滑块32使两压板31的第一抵压面312同时接触到第一偶件100的左右侧面直到压紧，然后利用气缸41的活塞杆42带动压块431将第一偶件100夹紧定位，同时通过第一前挡板61、第二后挡板62对第一偶件100前后端进行夹紧定位，然后反转手柄27使两压板31同时退出，让出足够的空间后，接着再把第二偶件200放在第一偶件100上，再次旋转手柄27使两压板31的第一抵压面312压紧第二偶件200，同时调节第一调节螺母34、第二调节螺母38使压板31的第二抵压面313也压紧第二偶件200的上端，接着用第一前挡板51、第一后挡板52将第二偶件200的前后端固定，即完成夹紧过程，这时第一偶件100和第二偶件200的定位完成。
由上述装夹过程可以看出，先使压板31夹紧第一偶件100，再利用气动夹紧装置夹紧第一偶件100，然后紧接着又用同一夹紧装置再次夹紧第二偶件200，这样就避免了夹紧装置安装误差带来的影响，同时由于本夹紧装置采用了同步对称结构则夹具的重复精度误差可以左右相互抵消，进一步保证了两偶件焊接时的定位误差为零。
同时，我们结合图3来分析误差：
第一偶件100的中心对称线为O1O1，第二偶件200的中心对称线为O2O2，在第一偶件100被夹紧之后O1O1的位置即已确定，然后将其作为第二偶件200的定位基准，因为本夹紧装置采用同一结构来分别夹紧第一偶件100、第二偶件200，所以第一偶件100的中心对称线就是第二偶件200的对称中心线，即△jw＝0。
第一偶件100的宽度为b，第二偶件200的宽度为a，将第一偶件100、第二偶件200的夹紧位置基准分别设为B和A，因为以第一偶件100的对称中心线为第二偶件200的定位基准，所以因为本装置采用同一机构夹紧偶件，所以△c的大小跟机构的重复精度误差有关，也即旋转定位螺杆21的重复精度误差△s，因为本夹紧装置采用了同步对称的机构，并且要求采用相同的加工方法和加工精度来加工旋转定位螺杆21，由于旋转定位螺杆21两端的重复精度误差可以起到抵消的作用，所以旋转定位螺杆21的重复精度误差可以看做△s＝0，则△jb＝△c＝0。
综上分析可知：△dw＝△jw+△jb＝0，即在理论上可保证第一偶件100和第二偶件200的对称度误差为零。
上述实施例仅以第一偶件和第二偶件的组装定位为例作说明，实际上，本发明的技术方案还可应用于两个以上的偶件的定位，其结构及原理基本相同，在此不再作赘述。
本发明的设计重点在于，主要系通过基座、定位组件、夹紧调节组件和气动夹紧组件等结构来实现对偶件的定位、夹紧和调节支撑，该装置采用了对中夹紧方式和同步对称运动方式的优点避免了夹具安装误差和重复精度误差对位置定位误差的影响，从理论上实现了偶件位置定位误差为零的精度要求；其次是，本发明之定位装置结构简单、成本较低，其还可以根据实际需要来调节实现偶件之间的定位，该装置还适用于多块偶件的定位，其应用范围广且实用性强；以及，该装置通用性强，适用较大范围尺寸不同、多块偶件的定位，并且该装置采用一次调节多次装夹，操作简便，适用于大批量生产。
以上所述，仅是本发明的第一种实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：包括有一基座、一定位组件、两夹紧调节组件和两气动夹紧组件；
该定位组件包括有旋转定位螺杆，该旋转定位螺杆具有第一螺纹部、第二螺纹部及位于第一螺纹部和第二螺纹部之间的枢转部，该第一螺纹部和第二螺纹部分别位于旋转定位螺杆左、右端位置且其螺纹方向相反，该枢转部可旋转式嵌套于基座内并第一螺纹部和第二螺纹部均露于基座外，前述基座上设置有用于限制枢转部嵌套于基座内左右方向自由度的限位机构，以及，前述第二螺纹部的外侧端一体向右延伸形成有便于驱动旋转定位螺杆的调节部；
该两夹紧调节组件分别可左右活动式位于基座两侧，每个夹紧调节组件均包括有用于定位偶件左侧或右侧的压板、用于带动压板活动的滑块及连接于滑块与压板间以用于调节两者间距的高度调节机构，该滑块内设置有贯通滑块左右端面的螺孔，并两滑块内螺孔的螺纹方向相反，前述第一螺纹部和第二螺纹部分别螺合于相应滑块的螺孔内，并前述调节部伸出右侧的滑块外；
该两气动夹紧组件分别可左右活动式位于基座两侧，每个气动夹紧组件包括有固装于基座上的气缸、自气缸一端伸出的活塞杆和连接于活塞杆自由端以用于定位偶件的压杆。
2.根据权利要求1所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述基座包括有底板、自底板顶端面一体向上延伸的凸块和位于凸块两侧的滑槽，该凸块顶端面向下凹设有贯通凸块前后端的容置槽，该凸块内对应容置槽下方位置开设有贯通凸块左右端的通孔，前述旋转定位螺杆的枢转部嵌套于该通孔内，前述滑槽对应通孔沿左右方向延伸设置，前述滑块位于该滑槽内。
3.根据权利要求2所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述气动夹紧组件还包括有支撑架，该支撑架包括有前后延伸的第一横杆部、自第一横杆部两端分别一体朝向凸块弯折延伸的第二横杆部和自第二横杆部延伸尾端往外弯折延伸而成的固定部，前述气缸通过螺丝锁固于第一横杆上，该固定部通过螺丝锁固于基座的凸块上。
4.根据权利要求3所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述活塞杆的自由端连接有一连接横杆，前述压杆连接于该连接横杆上，并压杆的尾端连接有便于抵压偶件的压块。
5.根据权利要求2所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述底板底端面向上凹设有安装槽，该安装槽对应前述通孔位置设置与通孔相连通；前述限位机构包括有竖向设置的限位块、分别抵于限位块左右侧面上的第一调节螺丝、分别抵于相应第一调节螺丝的外侧端面上的第二调节螺丝、抵于限位块底端面上的调节板；其中，该限位块顶端面上凹设有与旋转定位螺杆的枢转部匹配的弧形凹槽，前述枢转部上沿左右方向间距设置有两个均匀式凸露于枢转部外周的凸环，该枢转部置于限位块的弧形凹槽内，并该两凸环的内侧面分别抵于限位块左、右侧面上；该两第二调节螺丝螺合于基座的底板内并其最外端分别伸出底板的左、右侧外部；该调节板上一体向上凸设有挡板，该挡板抵于限位块的前端面上；前述安装槽的截面呈凸字形结构，其包括有自底板底端面向上凹设的第一安装槽和自第一安装槽顶端面向上凹设的第二安装槽，该第二安装槽的水平面积小于第一安装槽的水平面积，前述限位块位于第二安装槽内，前述调节板位于第一安装槽内并通过调节螺栓锁固于第一安装槽的顶端面上。
6.根据权利要求2所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述基座上设置有用于分别定位偶件前、后端位置的前挡板和后挡板。
7.根据权利要求1所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述高度调节机构包括有双头螺柱、弹簧、第一调节螺母、圆柱头调节螺母及第二调节螺母；该双头螺柱下端螺合于滑块内并其上端螺合于压板内，该双头螺柱上端伸出压板外并通过第一调节螺母锁固，该弹簧套于双头螺柱外周，该弹簧上端抵于压板并其下端抵于滑块；该圆柱头调节螺母的螺纹部向下螺合于滑块内，第二调节螺母配合于滑块上方的螺纹部上，该圆柱头调节螺母的光杆部向上抵于压板。
8.根据权利要求7所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述压板底端面向上凹设有限位槽，前述圆柱头调节螺母的光杆部抵于该限位槽内。
9.根据权利要求1所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述压板的抵压面上具有用于限制偶件左右方向自由度的第一抵压面和用于限制偶件上下方向自由度的第二抵压面，同一压板上的第一抵压面和第二抵压面毗邻且彼此垂直设置。
10.根据权利要求9所述的偶件对称度零误差定位装置，其特征在于：所述第一抵压面上凹设有让位凹槽。
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