CN1035458A - 组合夹具建立固定角度的方法及元件 - Google Patents

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Abstract

一种使用孔系组合夹具建立固定角度的方法，其要点是选用具有三元组孔定位联接要素的七种角度垫板中的一块至四块角度垫板，就可以在基础板上直接建立起任意的固定角度。本发明与已有技术相比，具有可用较少的夹具元件、不依据测量工具而快速准确地组装出任意角度的优点。

Description

本发明涉及孔系组合夹具建立固定角度的方法及用于该方法的夹具元件的结构。
一个未受限制的工件共有六个空间自由度，见图13，即沿三个座标轴的平行移动和旋转运动。夹具的作用就是要限制工件的有关自由度，见图14，如果要用组合夹具来加工任意的工件，则组合夹具的定位联接要素必须在三个座标轴方向上能任意地连续平移和旋转，以便把这些要素调整到组装夹具结构和安装定位夹紧元件所需要的任何理想位置，也就是说组合夹具必须具备平移及旋转的可调性。在解决组合夹具的旋转可调性方面，有许多种解决办法，例如美国专利US3，165，840中介绍的一种用带有游标尺的分度合件与块规配合使用，进行旋转调整的方法。又如美国专利US3，736，666中公开的一种利用固定分度元件结合块规进行旋转调整的方法。这些方法都使用了分度合件、块规，并通过角度测量和数学换算。也有一些其它的依据角度样板或正弦规的调整方法，所有现行的方法使用起来不仅麻烦，而且不能进行快速组装调整。
本发明的目的在于提供一种孔系组合夹具建立固定角度的方法及其元件，使用该方法可以不经测量及依据样板调整，而直接将选用的元件组装到一起，就可获得装卡工件所需的固定角度。
本发明的方法是：依照说明书开头所说的理论，选用具有三元组孔定位联接要素的角度垫板中的一块或二块角度垫板，就可以在基础板上直接建立起精确到半度的任意的固定角度，继续选用其余的角度垫板中的一块或二块角度垫板参与组合，就可以在基础板上直接建立起精确到半分的任意的固定角度，参与组合的角度垫板沿同一轴线依次叠放，相邻的两块角度垫板之间通过柱销定位。最多有七种分度规律的角度垫板参与组合，所建立的角度是与基础板平行的平面内的角度所使用的基础板，最好是带有三元组孔定位联接要素的孔系基础板，有利于角度垫板与之安装固定。由角度垫板建立的相对于基础板的固定角度是由夹具元件本身组合而直接构成的，而不需依据任何测量、换算及样板进行调整。
由以上组合所得的角度仅限于一个平面内的角度，若要获得三维空间的固定角度，需要引入一个具有三元组定位联接要素的板度支承与角度垫板组合，角度垫板与板度支承之间由柱销定位。
由于七种角度垫板是依据预先设计的分度规则加工而成，对于每一种角度垫板，板上的每一组分度孔都设有识别标记，针对每一个确定的角度，应使用哪一块角度垫板与组合都有固定的选择，各种选择方案可以事先编制成表格，便于使用时查找，也可以将其表格编入计算机，对于不同的固定角度由计算机提供夹具元件细表，操作者可按照细表进行组装。
本发明所使用的角度垫板共分七种，都具有三元组孔定位联接要素，是具有一定厚度的圆形元件，在角度垫板上设有定位销孔，每组定位销孔位于同一节圆与直径线的两个交点上，角度垫板中心设有中心孔。角度垫板上有两组以上的定位销孔，其中有一组基准销孔，其余的每组销孔的中心连线都与基准销孔的中心连线保持一个夹角，根据这些夹角的分度规律，可以设计出30″角度垫板30′角度垫板等七种角度垫板。
本发明与已有技术相比，具有可用较少的夹具元件，不依据测量工具而快速准确地旋转组合出任意的固定角度的优点。由此可以减少加工机床昂贵的停机时间，提高机床利用率。由于本发明涉及的元件少，重复使用率高，可以降低组合夹具元件的成本。
为了说明本发明，附图中公开了一种实施方案，然而，应该理解，本发明并不仅仅限于附图所显示的方案。
图1    角度垫板在基础板上旋转调整图
图2    三元组定位联接要素
图3    1°角度垫板（可以简称1板，以下类推）
图4    5°角度垫板
图5    10°角度垫板
图6    1′角度垫板
图7    5′角度垫板
图8    30′角度垫板
图9    30″角度垫板
图10板度支承示意图
图11板度结构
图12水平旋转结构
图13工件的六个自由度
图14夹具的六个定位点
参见图2～图9所示的七种角度垫板，每种角度垫板上都有若干组定位销孔，每组定位销孔有两个定位销孔，两孔分别位于同一节圆与直径线的两个交点上。其中有一组定位销孔的中心连线为基准线a，其余的各组定位销孔中心连线依次为b线、c线、e线、f线等。角度垫板的中心孔5用做轴向定位，中心孔周围的定位销孔6用做周向定位。七种角度垫板中每种角度垫板上的定位销孔都有各自的分度规律，首先，各组定位销孔的中心连线都与基准线a有一夹角，其次是相邻的两组定位销孔的中心联线之间也构成固定角度。例如5角度垫板上的b线与a线、c线与b线、d线与c线、e线与d线、e线与a线之间的角度依次按30°、35°、30°、40°、45°、的顺序排列。这种分度规律可以使角度垫板绕其对称中心相对一个90°的基准线旋转调整出90°范围内的以5°为级差的15个角度。
图2是图3的A-A剖面图，该图显示了角度垫板的三元组孔定位联接要素的一种形式，在孔系组合夹具的基础板上，三元组定位联接要素中间的孔可以是螺纹孔4。
参见图1，角度垫板2上有a、b、c、d四条线，其中b、c、d分别与a线有α、（α+β）、（α+β+γ）夹角，若要获得相对基础板α角度，只需将b线与x轴重合，用柱销3将角度垫板与基础板1定位，用螺栓将角度垫板固定在螺纹孔4上，就实现了α角的旋转调整。如果装卡工件所需的角度由一块角度垫板不能满足，则需要选用二块或三块甚至四块参与组合而成。例如一个具体的角度为15°5′30″，则需选用5′角度垫板一块，10°角度垫板二块，30″角度垫板一块，进行旋转调整，首先将5′板放在基础板上，将10°板叠放在5′板上旋转调整，使10°板的a线与5'板b线重合，再将另一块10°板b线与第一块10°板a线重合，最后将30″板依次叠放在最上面，将该板的d线与10°板a线重合，就可由30″板的a线与5'板的d线构成一个15°5′30″的固定夹角。除此以外还可以有其它组合方式，在此不做一一详述。
参见图10，图中显示了板度支承的一个剖视图及三元组定位联接要素。在图11中利用板度支承7和角度垫板8建立了一个板度结构，由过渡板9和10构成一个装卡平面11，该平面与基础板12有一固定角度，板度结构由柱销及螺栓13定位固定。如果在板度支承7下面继续使用角度垫板，则可使整个板度结构相对基础板水平旋转任意固定角度。
参见图12，图中α是最终需要建立的角度，β是为建立α而利用角度垫板14建立的角度。实际上，建立同一α还可以把角度垫板装在其它不同的位置上。

Claims (4)

1、一种组合夹具建立固定角度的方法，其特征在于，选用具有三元组孔定位联接要素的角度垫板中的一块或二块角度垫板，就可以在基础板上直接建立起精确到半度的任意的固定角度，继续选用其余的角度垫板中的一块或二块角度垫板参与组合，就可以在基础板上直接建立起精确到半分的任意的固定角度，参与组合的角度垫板沿同一轴线依次叠放，相邻的两块角度垫板之间通过柱销定位，最多有七种分度规律的角度垫板参与组合，所建立的角度是与基础板平行的平面内的角度。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选用具有三元组孔定位联接要素的板度支承参与组合，就可以在基础板上建立起三维空间内任意的固定角度，角度垫板与板度支承之间由柱销定位。
3、一种用于组合夹具建立固定角度的方法的组合夹具元件，其特征在于，该元件是具有三元组孔定位联接要素的角度垫板，角度垫板上设有定位销孔，每组定位销孔位于同一节圆与直径线的两个交点上，角度垫板中心设有中心孔。
4、根据权利要求3所述的组合夹具元件，其特征在于：角度垫板上相邻的两组定位销孔的中心联线之间构成固定角度，该固定角度按30°、35°、30°、40°、45°、的顺序排列，由此构成以5°为级差的5°角度垫板。
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