CN108161497B - 一种定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，公开了一种定位装置，该定位装置包括槽形件、定位结构和芯轴；其中，槽形件的侧壁上设置有第一孔；定位结构的设置于所述第一孔内，且能够沿所述第一孔伸出或缩回；芯轴设置于所述槽形件内，且能够推动所述定位结构沿所述第一孔运动。本发明解决了现有技术中定位装置结构复杂，成本高，且定位精度不准确的问题。

Description

一种定位装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种定位装置。

背景技术

在机械加工中，工件装夹定位的快速、可靠性直接影响加工效率和零件质量。目前，筒形件的定位主要是采用三爪卡盘或通过工装用固定式定位芯轴进行定位。为了提高零件加工过程的装夹精度和效率，使用的多为液压膨胀轴或机械式弹性芯轴，但液压膨胀芯轴价格昂贵，且需要配备独立的液压站；而机械式弹性轴仅可使用于小直径孔的定位。

现有技术中提供了一种定位涨紧机构，如图1所示，包括在涨紧座1’的内孔滑动连接有顶销2’，顶销2’的上端为锥面体3’，锥面体3’顶端部设有安装凸台4’，在涨紧座1’上端面顶销的两侧开设有安装滑槽，在安装滑槽内滑动插接有第一涨紧块5’与第二涨紧块6’。第一涨紧块5’与第二涨紧块15’内侧壁形成锥度与锥面体3’配合的锥面，在第一涨紧块5’与第二涨紧块15’上端面分别开设有第一导向槽6’、第二导向槽7’，在第一导向槽6’内设有依靠在第一导向槽6’内侧壁的垫块8’，且在第一导向槽6’内部的垫块8’外设有弹簧9’。在第二导向槽7’内侧壁上的垫块16’，在第二导向槽7’内部的垫块16’外侧设置有第二弹簧17’，在第一涨紧块5’与第二涨紧块15’上方设有盖板10’，盖板10’下端设有向下伸出的第一挡柱11’与第二挡柱19’，所述第一挡柱11’和第二挡住19分部插入第一导向槽6’与第二导向槽7’内，在盖板10’内设有安装孔12’，在安装孔12’内插接有复位弹簧13’，上述复位弹簧13’下端套在安装凸台4’上。

上述结构的缺点是为了保证两个涨紧块能够顺利的滑动，上述两个涨紧块和与其对应的导向槽之间设置有间隙，在锥面体向上运动的过程中，锥面体对涨紧块的向上的作用力会导致间隙的变化，进而导致涨紧块不能顺利的滑动，同时因间隙的变化，影响定位精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定位装置，用于解决现有技术中定位装置结构复杂，成本高，且定位精度不准确的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种定位装置，包括：

槽形件，其侧壁上设置有第一孔；

定位结构，其设置于所述第一孔内，且能够沿所述第一孔伸出或缩回所述槽形件；

芯轴，其设置于所述槽形件内，且能够推动所述定位结构沿所述第一孔运动。

优选地，所述定位结构包括：

定位销，其位于所述第一孔内，能够伸出所述第一孔；

导向座，其设置于所述槽形件的外壁上，且伸入所述第一孔内；

第一弹性件，其套设于所述定位销外周，且位于所述定位销和所述导向座之间。

优选地，还包括第二弹性件，其设置于所述芯轴和所述槽形件的槽底之间。

优选地，还包括端盖，其设置于所述槽形件的开口处，所述端盖的中心位置设置有第二孔。

优选地，还包括顶紧螺栓，所述第二孔为螺纹孔，所述顶紧螺栓的一端与所述端盖通过所述螺纹孔匹配连接，且抵接于所述芯轴上，所述顶紧螺栓的另一端设置有内六角结构。

优选地，所述芯轴为锥形，沿靠近所述槽形件槽底的方向，所述芯轴的直径逐渐减小，所述芯轴与所述槽形件匹配设置，且能沿所述槽形件往复运动。

优选地，还包括定位件，其设置于所述芯轴和所述槽形件内壁之间，所述定位件用于限制所述芯轴周向运动。

优选地，所述定位销包括圆柱部和与所述圆柱部连接的圆弧部，所述圆弧部的直径大于所述圆柱部的直径，所述圆弧部与所述芯轴接触，所述圆柱部的一端能伸出所述第一孔。

优选地，还包括底座，所述槽形件和所述底座一体成型，所述端盖连接于所述槽形件。

优选地，还包括底座，所述槽形件和所述端盖一体成型，所述槽形件连接于所述底座。

本发明的有益效果：

1、本发明中通过将定位结构和芯轴设置于槽型件内，及设置于槽形件上的第一孔内的定位结构，能够实现筒形件的快速精确定位。相比现有技术中的方案，本发明解决了大直径工件装夹精度低的技术难题,具有装夹快速，定位准确，稳定性好，操作便捷，劳动强度低，适应多种高精度机械加工的工况的优点。

2、因本发明中的定位装置适用于低速轻载的工作场合，设置的芯轴采用锥形芯轴，利用锥面作用于定位结构上，对定位结构进行定位，能很好地保证加工件的同轴关系。同时，由于端盖上设置有螺纹孔，顶紧螺栓通过螺纹与端盖连接，因此，可以使工件轴向锁紧，与固定式定位芯轴相比，芯轴能更好的保证工件的同轴度。

3、通过锥形芯轴的轴向运动推动定位结构的径向运动，以消除定位销与工件间隙，实现准确定位。芯轴与定位销均施加了弹性预紧力，顶紧螺栓向靠近槽形件槽底的方向运动时，第二弹性件的作用力增大，以消除配合件的间隙；顶紧螺栓远离槽形件槽底的方向运动时，在第二弹性件的作用下，保证锥度芯轴与定位销能快速回位。

附图说明

图1是现有技术中的定位涨紧机构的结构示意图；

图2是实施例一的定位装置的俯视图；

图3是实施例一的A-A向剖视图；

图4是实施例一的定位装置的侧视图；

图5是实施例一中图3的I处的结构放大图；

图6是实施例一中图3的II处的结构放大图。

图中：

1’、涨紧座；2’、顶销；3’、锥面体；4’、安装凸台；5’、第一涨紧块；6’、第一导向槽；7’、第二导向槽；8’、垫块；9’、第一弹簧；10’、盖板；11’、第一挡柱；12’、安装孔；13’、复位弹簧；15’、第二涨紧块；16’、垫块；17’、第二弹簧；19’第二挡柱。

1、底座；2、槽形件；21、第一孔；3、定位结构；31、定位销；311、圆柱部；312、圆弧部；32、导向座；33、第一弹性件；4、芯轴；5、第二弹性件；6、端盖；61、第二孔；7、顶紧螺栓；71、内六角结构；8、定位件。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例中为了解决现有技术中液压膨胀轴存在的生产成本高，结构复杂的问题，同时也解决了机械式弹性芯轴仅可使用于小直径的定位的问题，及现有技术中定位涨紧机构中存在的涨紧块的定位精度不准确的问题。

如图2-4所示，本实施例中提供了一种定位装置，该定位装置包括底座1、定位结构3、芯轴4、端盖6、顶紧螺栓7、第二弹性件5和定位件8。其中，底座1上设置有槽形件2，槽形件2的侧壁上设置周向均布有第一孔21，优选地，上述槽形件2为圆形，第一孔21的数量为四个，且沿槽形件2周向均匀设置，上述第一孔21用于装配定位结构3。上述第一孔21的数量可以根据实际工作情况需要确定，可以为四个，也可以是六个，八个，或者其他的数目。

上述底座1和槽形件2为一体成型，可以通过锻造或铸造工艺进行加工成形，是为了方便定位结构安装在机床的工作台上使用。定位结构3设置于第一孔21内，且能够沿第一孔21伸出或缩回槽形件2，通过定位结构3对套设安装在槽形件2外部的筒形件进行定位。上述芯轴4设置于槽形件2内，且能够推动定位结构3沿第一孔21运动。通过芯轴4的轴向运动，带动定位结构3进行径向运动。

上述芯轴4为锥形，沿靠近底座1的方向，芯轴4的直径逐渐减小，芯轴4与槽形件2匹配设置，且能沿槽形件2往复运动，即芯轴4带有锥度，槽形件2为锥度孔。利用锥面作用于定位结构3上，对定位结构3进行定位，能很好地保证加工件的同轴关系。同时，由于端盖6上设置有螺纹孔，顶紧螺栓7通过螺纹与端盖连接，通过螺纹对顶紧螺栓7固定，因此，也可以使工件轴向锁紧，与固定式定位芯轴相比，芯轴4能更好的保证工件的同轴度。芯轴4在槽形件2内轴向运动，保证了槽形件2的内壁和芯轴4的外壁之间的间隙均匀，使整体结构在运动过程中，更平稳，不会产生晃动。

上述第二弹性件5设置于芯轴4和槽形件2的槽底之间，第二弹性件5设置于芯轴4和槽形件2的槽底之间，优选地，上述第二弹性件5为碟簧。

上述定位件8设置于芯轴4和槽形件2内壁之间，定位件8是平键，槽形件2的内部侧壁上设置有键槽，在芯轴4和槽形件2之间设置平键的目的是，当顶紧螺栓7旋进时，推动芯轴4做轴向运动，同时，限制芯轴4自身沿轴线转动。

由图3和图5可以看出，上述定位结构3包括定位销31、导向座32和第一弹性件33，其中，第一弹性件33优选的为弹簧，定位销31位于第一孔21内，且能够伸出第一孔21。导向座32设置于槽形件2的外壁上，且伸入第一孔21内，导向座32和第一孔21的连接部分设置有螺纹结构，定位销31在第一孔21的活动的行程范围内的部分为通孔。弹簧套设于定位销31外周，且位于定位销31和导向座32之间。

具体的，如图5所示，上述定位销31为“T”字型，包括圆柱部311和与其连接的圆弧部312，圆弧部312的直径大于圆柱部311的直径，圆弧部312与芯轴4接触，圆柱部311的一端能伸出第一孔21。弹簧设置于圆弧部312和导向座32伸入第一孔21的端部之间，将弹簧固定于上述两者之间，弹簧的预紧力的大小通过导向座32与第一孔21的螺纹进行调节。

如图3和图6所示，端盖6设置于槽形件2的开口处，且连接于槽形件2，端盖6的中心位置设置有第二孔61，本实施例中第二孔61为螺纹孔。顶紧螺栓7的一端与端盖6通过螺纹孔匹配连接，且抵接于芯轴4上，端盖6的另一端设置有内六角结构71。当带有内孔的工件安装在上述定位结构3上时，通过人工或者电动工具通过内六角扳手驱动内六角结构71旋转，进而带动顶紧螺栓7旋进和旋出。

本实施例中通过芯轴4的轴向运动推动定位销31沿径向运动，碟簧对芯轴4，以及弹簧对定位销31均施加了弹簧预紧力，顶紧螺栓7沿轴向靠近槽形件2的槽底运动时，弹簧对定位销31的压力增大，能够消除与带有内孔的工件之间的间隙，实现准确定位。

上述顶紧螺栓7沿轴向远离槽形件2的槽底运动时，在碟簧的作用力的作用下，保证芯轴4能快速回位，同时通过弹簧的作用，使定位销31也能够快速回位。本实施例中的定位装置解决了大直径工件装夹精度低的技术难题,具有装夹快速，定位准确，稳定性好，操作便捷，劳动强度低，适应多种高精度机械加工的工况的优点。

具体的，底座1和机床的工作台通过螺栓连接为一体，底座1上的槽形件2为锥形，内孔内设有键槽，端盖6和底座1通过螺栓连接，顶紧螺栓7与端盖6通过螺纹连接，顶紧螺栓7通过螺纹进行旋进旋出，从而推动芯轴4沿底座1的槽形件2做轴向运动。当顶紧螺栓7旋出时，在碟簧的作用力下，碟簧推动芯轴4沿轴向运动。定位销31沿槽形件2的圆周均布为四个，导向座32通过螺纹进行调整，使弹簧有一定的预紧力，使定位销31抵压于芯轴4上，进而保证定位销31在芯轴4的作用下，能够推动定位销31沿径向运动，消除定位销31和待定位工件(即带有内孔的工件)之间的间隙，实现工件的准确定位。平键8和槽形件2之间为过渡配合，平键8与芯轴4槽为小间隙配合,平键8能够限定芯轴4的圆周方向的运动，但不会阻碍芯轴4的轴向运行，平键8定位底座1和芯轴4的相对位置，保证顶紧螺栓7旋进和旋出时，芯轴4不沿自身的轴线做圆周运动。

本实施例中的定位装置的具体工作原理如下：本实施例中的定位装置适用于车床、磨床等设备的筒形件的切削加工的定位，适合于低速轻载的工作场合，是因芯轴4带有锥度，依靠锥面产生摩擦力来传递扭矩，因此芯轴4不能传递太大的扭矩，过大的扭矩会导致芯轴4和定位销磨损严重。

因端盖6与顶紧螺栓7通过端盖6上设置的螺纹连接，及导向座32通过螺纹与第一孔21连接，且同时因定位销31和导向座32之间的相对滑动的间隙很小，相当于通过端盖6和导向座32能够将芯轴4，第二弹性件5、第一弹性件33和定位销31的圆弧部312和部分圆柱部311封闭在槽形件2内。在实际加工过程中，例如在车削加工过程，产生的铁屑和杂质不会进入到定位装置的内部结构中。

同时也因定位销31的结构较小，重量轻，工作负荷小，在芯轴4轴向运动过程中，对定位销31的产生的摩擦力小，因此，对定位销31的磨损较小。

本实施例中的定位结构3相对于现有技术中通过涨紧块实现对筒形件进行定位的结构，具有使用周期长，磨损小，定位精确的优点。一旦定位销31磨损严重，只需将端盖6拆开，更换定位销31或芯轴4即可，相对于现有技术中的结构，具有拆卸维护方便且结构简单，可操作性强的优点。同时，上述定位装置也可应用于检测设备的工件定位中，也可以配合夹紧装置用于筒形件的机械加工中，具有应用范围广的特点。

本实施例中提及的筒形件还可以为带有内孔的工件。若待定位的工件为内孔为非圆形的工件，可以根据实际情况，对上述定位装置进行变形更改。

实施例二

在上述实施例一的基础上，与上述实施例一不同之处在于：

本实施例中的槽形件2和端盖6一体成型，将芯轴4、顶紧螺栓7、槽形件2和定位结构3安装完成后，再将第二弹性件5安装在底座1和芯轴4之间，将底座1与槽形件2和端盖6一体成型的件固定连接，即形成本实施例中的定位装置。

实施例三

在上述实施例一的基础上，与上述实施例一不同之处在于：

本实施例中的端盖6上，在端盖6的中心位置设置有第二孔，本实施例中的第二孔为通孔，通过借助外部的结构通过端盖6的通孔作用于芯轴4上，外部结构为芯轴4在槽形件2内的往复运动提供动力。上述外部结构可以是通过气缸的伸出端驱动芯轴4运动，也可以是人工通过工具穿过上述通孔推动芯轴4沿槽形件2往复运动，同时通过上述工具对芯轴4在槽形件2内的位置进行固定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种定位装置，其特征在于，包括

槽形件(2)，其侧壁上设置有第一孔(21)；

定位结构(3)，其设置于所述第一孔(21)内，且能够沿所述第一孔(21)伸出或缩回所述槽形件(2)；

芯轴(4)，其设置于所述槽形件(2)内，且能够推动所述定位结构(3)沿所述第一孔(21)运动；

定位件(8)，其设置于所述芯轴(4)和所述槽形件(2)内壁之间，所述定位件(8)为平键，所述平键和所述槽形件(2)之间为过渡配合，所述平键和所述芯轴(4)为小间隙配合，所述定位件(8)用于限制所述芯轴(4)周向运动。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位结构(3)包括：

定位销(31)，其位于所述第一孔(21)内，能够伸出所述第一孔(21)；

导向座(32)，其设置于所述槽形件(2)的外壁上，且伸入所述第一孔(21)内；

第一弹性件(33)，其套设于所述定位销(31)外周，且位于所述定位销(31)和所述导向座(32)之间。

3.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，还包括第二弹性件(5)，其设置于所述芯轴(4)和所述槽形件(2)的槽底之间。

4.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，还包括端盖(6)，其设置于所述槽形件(2)的开口处，所述端盖(6)的中心位置设置有第二孔(61)。

5.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，还包括顶紧螺栓(7)，所述第二孔(61)为螺纹孔，所述顶紧螺栓(7)的一端与所述端盖(6)通过所述螺纹孔匹配连接，且抵接于所述芯轴(4)上，所述顶紧螺栓(7)的另一端设置有内六角结构(71)。

6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述芯轴(4)为锥形，沿靠近所述槽形件(2)槽底的方向，所述芯轴(4)的直径逐渐减小，所述芯轴(4)与所述槽形件(2)匹配设置，且能沿所述槽形件(2)往复运动。

7.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述定位销(31)包括圆柱部(311)和与所述圆柱部(311)连接的圆弧部(312)，所述圆弧部(312)的直径大于所述圆柱部(311)的直径，所述圆弧部(312)与所述芯轴(4)接触，所述圆柱部(311)的一端能伸出所述第一孔(21)。

8.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，还包括底座(1)，所述槽形件(2)和所述底座(1)一体成型，所述端盖(6)连接于所述槽形件(2)。

9.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，还包括底座(1)，所述槽形件(2)和所述端盖(6)一体成型，所述槽形件(2)连接于所述底座(1)。

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