CN111070142B - 一种圆环类微小零件自动对准装配夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精密装配技术领域，公开了一种圆环类微小零件自动对准装配夹具，包括夹具底板、夹具底座、中心吸附定位圆柱、弹簧、弹簧支撑底座、弹簧支撑上盖、上盖压板、螺钉。中心定位圆柱底部插入夹具底座中心孔，对准夹具底板上的通孔，可以与外部气源相连接，负压气体经定位圆柱的两个吸附孔对待装配的微小零件施加侧向力，克服其与夹持装置之间的粘附力，零件顺利从夹持装置脱离。同时，在吸附作用下，待装配零件沿合力方向与中心圆柱的切边贴紧，可以实现两个及多个内径相同的圆环类微小零件圆心自动对准，提高零件装配效率及装配质量。

Description

一种圆环类微小零件自动对准装配夹具
技术领域
本发明专利属于精密装配技术领域，涉及一种可以实现圆环类微小零件自动对准的装配夹具。
背景技术
微小型机电产品不断朝着微型化和多功能化发展，具有性能优良、工作稳定、功耗低等优点。对于微小型机电产品而言，随着现代加工技术的发展，零件的加工精度和一致性已经达到较高水平，零件装配则是决定产品质量和性能的关键过程。由于微小型零件的尺寸较小，具有较高的装配精度要求，但精密装配技术发展却相对落后，直接影响了产品的最终性能。
随着零件尺寸的不断缩小，零件的测量和操作变得越来越困难，微小零件的装配也因此变得困难。与常规的宏观零件装配不同，微小零件装配过程中不仅会受到重力及惯性等因素的影响，还会受到其他外力如范德华力、静电力、表面张力以及磁力等微观力的影响，在装配过程中零件可能会受到这些力的影响而发生位置偏移，甚至有时粘附在操作手上而装配失败，装配时需要克服这些干扰力的影响，保证装配精度。
精密装配领域中，在进行自动装配作业时需要将两个或多个内径相同的微小圆环状零件中心对准，在现有装配系统和方法中一般采用机器视觉配合高精度运动导轨实现零件的对准装配作业，对装配系统的零件图像检测质量和导轨运动精度要求较高，且装配效率不高。随着智能装备技术的发展，在保证装配精度的同时也开始关注装配效率，装配效率越高，企业受益越大，如何高效且高质量地完成微小零件的装配作业成为相关领域研究人员关注的重点，因此设计一种结构简单且能够解决上述问题的圆环类微小零件自动对准装配夹具是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，旨在提出一种结构简单且能够用于圆环类微小零件自动对准的装配夹具。使用时能克服微小零件与夹持装置之间的粘附力，零件顺利从夹持装置脱离，同时可以实现两个及多个内径相同的圆环类微小零件圆心自动对准，装配质量好、效率高。
本发明的技术方案：
一种圆环类微小零件自动对准装配夹具，包括上盖压板1、弹簧2、夹具底座3、夹具底板4、弹簧支撑底座5、螺钉6、弹簧支撑上盖7和中心吸附定位圆柱8；
所述的夹具底板4为金属材质，作为其余零件的装配基座，使整个夹具方便转运；夹具底板4的中间加工有通孔，实现与外部气源相接；所述的夹具底座3中心也加工有与夹具底板4中心通孔相对准的通孔，用于穿过中心吸附定位圆柱8的下半轴段B，保证气路通畅；所述的弹簧支撑底座5与中心吸附定位圆柱8的中间轴段实现轴孔配合，弹簧支撑上盖7与中心吸附定位圆柱8的上半轴段C配合，分别实现限位；弹簧2上下部分套入弹簧支撑底座5和弹簧支撑上盖7；上盖压板1的中心圆孔套装在弹簧支撑上盖7上部；两个螺钉6穿过上盖压板1的两个通孔，拧入夹具底座3上的两个螺纹孔，带动上盖压板1、弹簧支撑上盖7压缩弹簧2，在高度方向实现限位；
所述的中心吸附定位圆柱8整体为阶梯轴形式，其中上半轴段C的直径比待装配的圆环状零件内径小，方便待装配的圆环状零件套入，并在其顶部圆周面上加工出两个成一定夹角的吸附孔D，吸附孔D与圆柱中心气孔A相通，圆柱中心气孔A对准夹具底座3上的气孔，实现吸附孔D与外部气源相连接；同时，上半轴段C进行三个均布削边处理E，其中一边与两吸附孔D连线平行；
通过拧动上盖压板1与夹具底座3之间的两个连接螺钉6，上盖压板1带动弹簧支撑上盖7沿轴向运动，改变弹簧2的压缩量，进而保证中心吸附定位圆柱8的作用高度符合装配要求。
本发明的有益效果：本发明能够通过调整高度调节部分，使夹具的中心吸附定位圆柱超出弹簧支撑上盖上端面部分满足装配需求。使用时配合外部气源，可以克服微小零件与夹持装置之间的粘附力，方便放置，在待装配零件全部套入中心吸附定位圆柱后，实现两个内径相同圆环状零件的圆心自动对准，可以有效地提高微小零件装配效率及装配质量。同时，利用该夹具进行装配作业时具有一定的容错性，可适当降低对装配系统的零件图像检测质量和导轨运动精度的要求，提高装配经济性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为夹具各部分连接关系示意图。
图3为中心吸附定位圆柱示意图。
图4为圆环类零件自动对准装配示意图。
图中：1上盖压板；2弹簧；3夹具底座；4夹具底板；5弹簧支撑底座；6螺钉；7弹簧支撑上盖；8中心吸附定位圆柱。
具体实施方式
下面以两个圆环状微小零件的对准装配为例，结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
夹具中心吸附定位圆柱8上半轴段C直径要比待装配零件的内径小0.02mm，弹簧支撑上盖7的内径尺寸与待装配零件尺寸一致，在保证气密性的同时，可以在上盖压板1的带动下沿中心吸附定位圆柱8轴向进行移动，并在中心吸附定位圆柱8顶部加工出两个成120°夹角的吸附孔D。具体装配过程如下：
第一步：人工辅助拧动两个调节螺钉6，通过上压盖板1带动弹簧支撑上盖7，向下压缩弹簧2，使中心吸附定位圆柱8上端面超出弹簧支撑上盖7上端面的高度等于待装配圆环状零件1和零件2的厚度总和。
第二步：通过外部夹持和运动装置，将零件1套入中心吸附圆柱8，待零件下端面与弹簧支撑上盖7上端面接触后，松开夹持装置。
第三步：打开外部气源，负压气体由夹具底板4的通孔进入中心吸附圆柱8，经圆柱侧边两个夹角为120°的吸附孔D，对零件1提供一个侧向力，配合零件自身重力，克服零件与夹持装置之间的粘附力，零件1放置在弹簧支撑上盖7上端面，移走夹持装置，关闭气路。
第四步：重复第二步和第三步，将待装配零件2套入中心吸附圆柱8并放置在零件1上端面。
第五步：打开气路，中心吸附定位圆柱8的吸附孔D通过负压气体，使两个内径相同的圆环状零件沿气孔合力方向贴近中心定位圆柱8，并均与圆柱的切边E两点接触，实现两个内径相同的零件1和零件2的圆心对准。

Claims (1)

1.一种圆环类微小零件自动对准装配夹具，其特征在于，该圆环类微小零件自动对准装配夹具包括上盖压板(1)、弹簧(2)、夹具底座(3)、夹具底板(4)、弹簧支撑底座(5)、螺钉(6)、弹簧支撑上盖(7)和中心吸附定位圆柱(8)；
所述的夹具底板(4)为金属材质，作为其余零件的装配基座，使整个夹具方便转运；夹具底板(4)的中间加工有通孔，实现与外部气源相接；所述的夹具底座(3)中心也加工有与夹具底板(4)中心通孔相对准的通孔，用于穿过中心吸附定位圆柱(8)的下半轴段B，保证气路通畅；所述的弹簧支撑底座(5)与中心吸附定位圆柱(8)的中间轴段实现轴孔配合，弹簧支撑上盖(7)与中心吸附定位圆柱(8)的上半轴段C配合，分别实现限位；弹簧(2)上下部分套入弹簧支撑底座(5)和弹簧支撑上盖(7)；上盖压板(1)的中心圆孔套装在弹簧支撑上盖(7)上部；两个螺钉(6)穿过上盖压板(1)的两个通孔，拧入夹具底座(3)上的两个螺纹孔，带动上盖压板(1)、弹簧支撑上盖(7)压缩弹簧(2)，在高度方向实现限位；
所述的中心吸附定位圆柱(8)整体为阶梯轴形式，其中上半轴段C的直径比待装配的圆环状零件内径小，方便待装配的圆环状零件套入，并在其顶部圆周面上加工出两个成一定夹角的吸附孔D，吸附孔D与圆柱中心气孔A相通，圆柱中心气孔A对准夹具底座(3)上的气孔，实现吸附孔D与外部气源相连接；同时，上半轴段C进行三个均布削边处理E，其中一边与两吸附孔D连线平行；
通过拧动上盖压板(1)与夹具底座(3)之间的两个连接螺钉(6)，上盖压板(1)带动弹簧支撑上盖(7)沿轴向运动，改变弹簧(2)的压缩量，进而保证中心吸附定位圆柱(8)的作用高度符合装配要求。
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