CN104708460B - 高精度加工定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高精度加工定位装置，包括下支承板，在下支承板上设置中支承板，中支承板两端安装立支承板，立支承板上端安装上定位板；其特征是：在所述上定位板上设置两个膨胀销，膨胀销包括膨胀销销体和拉杆，膨胀销销体的内表面为内锥面，拉杆的外表面为与内锥面相配合的外锥面，膨胀销销体上等间距设置膨胀槽，拉杆的下端与动力缸的动力输出端连接；在所述两个膨胀销的内侧设置压力传感器，压力传感器包括警报红灯和两个压力传感器本体，压力传感器本体设置在压力传感器螺纹孔中，压力传感器本体在压力传感器螺纹孔中的上下高度可调，在压力传感器的下端设置压力调整螺钉。本发明能够实现高精度快速定位夹紧，有效提高重复定位精度。

Description

高精度加工定位装置
技术领域
本发明涉及一种高精度加工定位装置，尤其是一种机械行业加工零件用的高精度加工定位装置。
背景技术
加工中心加工机械零件时，大多需要对机加工零件进行精确加工快速定位。目前采用的一面二销方式中的二个定位销，一个是圆柱销，另一个是菱形销。原理是用第一个销子加上一个定位面限制5个自由度，只有一个绕销旋转的自由度未限制，如果第二个销仍然用圆销，两销间距离一定，就多限制了一次两销连线方向的自由度，形成过定位，故改用菱形销后只限制了角向选转的自由度，符合6点定位原则。但是注意，由于零件与第一个定位销、第二个菱形销相配的孔是有公差的，圆柱销、菱形销与零件上的定位孔之间很难做到无间隙配合，对于需要高精度定位的零件加工，这个间隙虽然很小，但也会对零件的加工精度产生大的影响。零件定位后，在加工前需要对零件进行零点坐标校正，目前多采用通过寻边器对工装的一面二销进行零点坐标校正，时间长，效率低。
目前一些高精度的零件，如汽车、航空发动机上的高精度阀类零件、高精度机器人用零件，这些零件上的加工特征位置度大多超过了0.02mm，甚至更高，即使采用先进的五轴联动加工中心加工，也需要采用一面二销的定位方式对零件第一加工面与孔进行定位。由于零件与二个定位销相配的孔是有公差的，圆柱销、菱形销与零件上的定位孔之间很难做到无间隙配合。因此零件经一面二销定位后，零件还是会有较大的定位误差在其中；另外加工时由于会产生很多铁屑，这些铁屑在定位基准面上会影响零件的定位精度，本发明就是针对这些问题提出了一种高精度加工快速定位装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高精度加工定位装置，用于需要一面二销定位的加工零件，实现高精度快速定位夹紧，能有效提高零件在加工中的重复定位精度，防止零件因装夹不到位产生定位误差，缩短定位调整时间。
按照本发明提供的技术方案，所述高精度加工定位装置，包括下支承板，在下支承板上设置中支承板，中支承板两端安装立支承板，立支承板上端安装上定位板；其特征是：在所述上定位板上设置两个膨胀销，上定位板的上表面为基准定位平面，基准定位平面和两个膨胀销形成一面二销的结构；所述膨胀销包括膨胀销销体和设置在膨胀销销体内的拉杆，膨胀销销体的内表面为上大下小的内锥面，拉杆的外表面具有与内锥面角度相等的外锥面，在膨胀销销体上等间距设置膨胀槽；所述拉杆的下端与动力缸的动力输出端连接，动力缸安装在中支承板上；在所述两个膨胀销的内侧分别设置压力传感器，压力传感器包括警报红灯和两个压力传感器本体，两个压力传感器本体分别设置在两个膨胀销内侧的两个压力传感器螺纹孔中，压力传感器本体在压力传感器螺纹孔中的上下高度可调，在压力传感器的下端设置压力调整螺钉。
进一步的，所述中支承板和下支承板的一端设置回转中心固定螺钉，中支承板可以回转中心固定螺钉为中心实现旋转；在所述下支承板远离回转中心固定螺钉一端的两侧分别设置安装侧板，安装侧板上设置定位调整螺钉，定位调整螺钉的一端顶住中支承板，定位调整螺钉上设置锁紧螺母。
进一步的，在所述中支承板的一侧分别设置两个侧面定位凸台，在上定位板的一侧安装用于检测侧面定位凸台位置的位置检测器。
进一步的，所述拉杆的下端与动力缸的动力输出端通过定位套固定销连接。
进一步的，所述立支承板上端通过固定螺钉与上定位板固定。
本发明具有以下优点：（1）本发明采用气动或液压动力，通过用内涨销替换传统的圆柱销+菱形销对加工零件精确定位与夹紧，定位精度由位置度误差由0.05mm减少到0.01mm，减少了由于定位误差产生的位置尺寸不合格率；（2）本发明同时利用安置在基准定位面上的压力传感器，对基准面的定位精度进行监控，利用位置检测传感器，快速测定加工的零点坐标。
附图说明
图1为本发明的轴测图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的侧视图。
图5为所述膨胀销的结构示意图。
图6为所述上定位板的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1～图6所示：所述高精度加工定位装置包括基准定位平面1、拉杆2、膨胀销销体3、上定位板4、回转中心固定螺钉5、定位套固定销6、动力缸7、中支承板8、安装侧板9、立支承板10、定位调整螺钉11、下支承板12、锁紧螺母13、固定螺钉14、膨胀槽15、压力传感器螺纹孔16、压力传感器本体17、压力调整螺钉18、警报红灯19、位置检测器20、侧面定位凸台21等。
如图1、图2所示，本发明包括下支承板12，在下支承板12上设置中支承板8，中支承板8两端安装立支承板10，立支承板10上端通过固定螺钉14安装上定位板4；在所述上定位板4上设置两个膨胀销，上定位板4的上表面为基准定位平面1，基准定位平面1和两个膨胀销形成一面二销的结构；如图5所示，所述膨胀销包括膨胀销销体3和设置在膨胀销销体3内的拉杆2，膨胀销销体3的内表面为上大下小的内锥面，拉杆2的外表面具有与内锥面角度相等的外锥面，在膨胀销销体3上等间距设置膨胀槽15；所述拉杆2的下端通过定位套固定销6与动力缸7的动力输出端连接，动力缸7安装在中支承板8上；从而两组膨胀销销体3、拉杆2和动力缸7组成了零件的定位夹紧机构；在所述两个膨胀销的内侧分别设置压力传感器，压力传感器包括警报红灯19和两个压力传感器本体17，如图6所示，两个压力传感器本体17分别设置在两个膨胀销内侧的两个压力传感器螺纹孔16中，压力传感器本体17在压力传感器螺纹孔16中的上下高度可调，在压力传感器17的下端设置压力调整螺钉18，压力调整螺钉18用于调整压力传感器本体17，以增加压力；
如图2所示，所述中支承板8和下支承板12的一端设置回转中心固定螺钉5，中支承板8可以回转中心固定螺钉5为中心实现旋转；如图1～图4所示，在所述下支承板12远离回转中心固定螺钉5一端的两侧分别设置安装侧板9，安装侧板9上设置定位调整螺钉11，定位调整螺钉11的一端顶住中支承板8，定位调整螺钉11上设置锁紧螺母13；如图1、图2、图3所示，在所述中支承板8的一侧部分别设置两个侧面定位凸台21，在上定位板4的一侧安装用于检测侧面定位凸台21位置的位置检测器20。
本发明的工作过程：加工零件时，将零件的下端面与上定位板4的基准定位平面1紧密贴合，零件的二个定位孔分别与两个膨胀销相配合。此时，被加工零件的下表面与两个压力传感器本体17贴合，调整压力调整螺钉16增加压力，保证压力传感器的警报红灯19处于关闭状态的临界值，当零件的下表面在安装定位时由于下表面有铁屑、装夹不到位等原因导致没有与定位基准面1贴合时，压力传感器的触发压力变小，警报红灯19报警，提示要重新检查安装定位零件。零件安装完毕时，打开两个动力缸7的开关，动力缸7动力将带有外锥面的拉杆2向下拉动，从而带有内锥面的膨胀销销体3被涨开，与零件定位孔紧密配合，消除了定位间隙，提高了零件定位的精度。再利用位置检测器20的位置检测探头对中支承板8侧面的两个侧面定位凸台9进行X轴方向校正，通过回转中心固定螺钉5调整中支承板8，使工装侧面与工作台X轴平行；同时两个膨胀销的连线也与工作台X轴平行。再利用位置检测器20检测膨胀销的坐标，找到零件的零点坐标，此时可以对零件进行编程加工。
本发明与现有技术在定位零件时，都利用了一面二销的方式，现有技术采用的是圆柱销+菱形销的方式，本发明采用的是内涨销+内涨销+二个压力传感器的方式。

Claims (3)

1.一种高精度加工定位装置，包括下支承板（12），在下支承板（12）上设置中支承板（8），中支承板（8）两端安装立支承板（10），立支承板（10）上端安装上定位板（4）；其特征是：在所述上定位板（4）上设置两个膨胀销，上定位板（4）的上表面为基准定位平面（1），基准定位平面（1）和两个膨胀销形成一面二销的结构；所述膨胀销包括膨胀销销体（3）和设置在膨胀销销体（3）内的拉杆（2），膨胀销销体（3）的内表面为上大下小的内锥面，拉杆（2）的外表面具有与内锥面角度相等的外锥面，在膨胀销销体（3）上等间距设置膨胀槽（15）；所述拉杆（2）的下端与动力缸（7）的动力输出端连接，动力缸（7）安装在中支承板（8）上；在所述两个膨胀销的内侧分别设置压力传感器，压力传感器包括警报红灯（19）和两个压力传感器本体（17），两个压力传感器本体（17）分别设置在两个膨胀销内侧的两个压力传感器螺纹孔（16）中，压力传感器本体（17）在压力传感器螺纹孔（16）中的上下高度可调，在压力传感器（17）的下端设置压力调整螺钉（18）；
所述中支承板（8）和下支承板（12）的一端设置回转中心固定螺钉（5），中支承板（8）可以回转中心固定螺钉（5）为中心实现旋转；在所述下支承板（12）远离回转中心固定螺钉（5）一端的两侧分别设置安装侧板（9），安装侧板（9）上设置定位调整螺钉（11），定位调整螺钉（11）的一端顶住中支承板（8），定位调整螺钉（11）上设置锁紧螺母（13）；
在所述中支承板（8）的一侧分别设置两个侧面定位凸台（21），在上定位板（4）的一侧安装用于检测侧面定位凸台（21）位置的位置检测器（20）。
2.如权利要求1所述的高精度加工定位装置，其特征是：所述拉杆（2）的下端与动力缸（7）的动力输出端通过定位套固定销（6）连接。
3.如权利要求1所述的高精度加工定位装置，其特征是：所述立支承板（10）上端通过固定螺钉（14）与上定位板（4）固定。
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