CN113607020A - 一种内孔零件高精度定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内孔零件高精度定位装置及定位方法，包括安装轴和纠偏紧固套筒，所述安装轴的两端设置有第一定位连接装置和第二定位连接装置；同时在安装轴上还设置有锁止面，而在纠偏紧固套筒的一端设置有止推面，另一端设置有锁止头；使用时内孔零件同轴套置于安装轴上，再通过锁止面和止推面的配合夹持实现对内孔零件的固定；由于内孔零件与安装轴处于同轴状态，因此本发明通过此种同轴的位置关系将内孔定位转换为对安装轴的定位，其不但大大降低了内孔零件的定位难度，同时设备的结构简单、操作简便，能够有效提高内孔零件的检测效率和检测精度。

Description

一种内孔零件高精度定位装置及定位方法

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种内孔零件高精度定位装置及定位方法。

背景技术

飞机制造装配过程中存在着大量具有不同加工要求的刀具、工具以及零部件，其尺寸、形状、位置度要求等参数各有不同，为了保证产品质量需要对上述指标进行检测；

现有技术中对于具有回转要素特征的精加工刀具，工具以及零部件开展精密测量工作时大多选用设计或工艺基准作为检测基准(如中心孔或者圆柱外圆作为测量基准)，采用顶尖架或V型架进行定位。但对一些设计基准为内孔且具有外圆分度加工要求的盘类零件，由于其设计特点零件厚度较薄、外型通过分度加工后非整圆等因素的影响，当检验人员通过现有检测设备对盘类零件开展回转测量工作时原有的定位方式(顶尖架、V型架等)无法对盘类零件的测量基准进行快速有效的定位，只能采用配磨穿芯棒的方式，但由于盘类零件厚度薄、内孔定位面短且大小不一，针对大批量装夹以及测量过程中极易造成装夹不正，夹持不稳的情况，导致批量检测盘类零件时定位精度低、测量误差大、检测效率不高等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的定位困难，定位精度低的缺陷，本发明公开了一种内孔零件高精度定位装置及定位方法，采用本装置能够将定位困难的内孔定位转换成定位难度相对交底的轴定位，从而实现对内孔零件圆度及跳动等技术指标的检测，具有工作效率高、检测精度好等优点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种内孔零件高精度定位装置，包括：

安装轴，所述安装轴上同轴设置有锁止面；

纠偏紧固套筒，所述纠偏紧固套筒同轴套置于所述安装轴上；所述纠偏紧固套筒的一端设置有与其轴线垂直的止推面，另一端设置有用于将其固定于安装轴上的锁止头，所述止推面与内孔零件的端面贴合并将其顶压固定于锁止面上；

第一定位连接装置和第二定位连接装置，所述第一定位连接装置和第二连接装置分别设置于安装轴的两端，并保证安装轴与外部回转检测装置同轴相连。

优选的，纠偏紧固套筒与锁止头通过滚动轴承转动相连，所述锁止头上设置有连接螺孔，安装轴上设置有与连接螺孔适配的连接螺纹。

优选的，安装轴上还同轴设置有定心套，所述定心套的外周面为锁止面，且所述锁止面为圆锥面。

优选的，安装轴与定心套之间通过相互配合的自锁锥面固定相连，所述定心套上还设置有拆卸孔。

优选的，锁止面的两侧分别设置有第一偏差检测槽和第二偏差检测槽。

优选的，安装轴与纠偏紧固套筒之间设置有用于防止纠偏紧固套筒发生轴线偏转的导向杆和导向孔。

优选的，纠偏紧固套筒上设置有用于避免其与定心套发生干涉的避让孔，所述避让孔与导向孔同轴连通。

优选的，第一定位连接装置和第二定位连接装置为定位杆或中心孔。

相应的，本发明还公开了一种基于上述内孔零件高精度定位装置的定位方法，包括以下步骤：

S1、选择与待测内孔零件适配的定心套，并将定心套固定套设到安装轴上；

S2、将待测内孔零件套置于定心套上；

S3、将纠偏紧固套筒套置于安装轴上，转动锁止头带动纠偏紧固套筒沿轴线方向向待测内孔零件靠拢直至止推面与内孔零件端面贴合并将内孔零件固定为止；

S4、通过第一定位连接装置和第二定位连接装置将安装轴与外部检测设备相连。

优选的，步骤S2中还包括内孔零件合格判定，其包括以下步骤：

S1、将待测内孔零件套置于定心套上，内孔零件与定心套同轴，观测内孔零件与定心套的接触位置是否在第一偏差检测槽和第二偏差检测槽之间，若是则合格；

S2、步骤S1判定零件合格后，将内孔零件翻转180°后重复上述步骤S1，若再次合格则确认内孔零件符合加工要求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明包括安装轴和纠偏紧固套筒，所述安装轴的两端设置有第一定位连接装置和第二定位连接装置；同时在安装轴上还设置有锁止面，而在纠偏紧固套筒的一端设置有止推面，另一端设置有锁止头；

本发明所述定位装置使用时，首先通过待测内孔零件的内孔将其套置于安装轴上，待测内孔零件的端面与锁之间接触，从而实现在轴线方向上的单方向止推限位固定；再通过纠偏紧固套筒的止推面从另一侧顶推待测内孔零件，并实现对内孔零件在轴向另一侧的止推限位，进而实现对整个内孔零件的固定；安装完成后的安装轴连同内孔零件通过第一定位连接装置和第二定位连接装置与外部检测设备相连；

由于本发明的锁止面与安装轴同轴设置，纠偏紧固套筒与安装轴同轴设置，且止推面与纠偏紧固套筒轴线垂直，同时通过锁止面和止推面配合夹持固定内孔零件，因此在装配完成后，内孔零件、安装轴和纠偏紧固套筒处于同轴状态；因此本发明的实质是通过巧妙地设置各个零部件之间的位置关系配合，将外部检测设备与安装轴的同轴相连间接的转化外部检测设备与内孔零件的同轴相连，进而对难以定位的内孔零件的精确定位；

与现有技术相比，本发明所述定位装置通过巧妙的位置关系配合即实现了上述技术目的，同时通过提高安装轴和纠偏紧固套筒等各个部件的加工误差即可有效控制装配后的累计误差，从而保证其检测精度，同时与增加其他检测设备相比，其成本更低；

其次，本发明的整体结构简单，整套设备的硬件成本得到有效控制，有利于检测装置的推广，且其简单的结构能够最大限度的简化各个部件的装配方法和步骤，进而提高检测效率，满足生产现场大批量零件的快速检测需求；

最后，本发明通过巧妙的技术手段将内孔定位转化为了安装轴的定位，而安装轴的定位检测是现有技术中的常规定位检测方式，即本发明通过现有技术中的常规检测设备即可实现复杂的内孔零件定位检测，而不需要增加额外的检测设备，因此其能够实现对现有设备的有效利用，降低检测成本，提高经济效率，有利于相关技术的推广。

2、本发明的纠偏紧固套筒通过滚动轴承与锁止头相连，同时在安装轴与锁止头之间设置有相互配合的连接螺纹和连接螺孔，使用时通过连接螺纹和连接螺孔的配合实现纠偏紧固套筒与安装轴的固定连接，其连接结构简单、连接可靠；

同时由于纠偏紧固套筒与锁止头之间通过滚动轴承相连，因此在使用时可以保证仅有锁止头转动，纠偏紧固套筒将沿轴向方向做直线移动，而锁止头在做旋转运动的同时还将沿轴线方向直线移动；上述工作状态的优势在于一方面只做直线运动的纠偏套筒能够有效避免其在于内孔零件端面接触后因旋转而刮伤内孔零件端面，从而保护零件；另一方面只做直线运动的纠偏紧固套筒，能够有效保证其沿轴线方向做直线运动的直线度，进而保证止推面与轴线之间的垂直度，从而保证止推面的纠偏精度，提高内孔零件与安装轴的同轴度，进而提高设备的检测精度。

同时仅做直线运动的纠偏紧固套筒能够有效消除内外螺纹旋合间隙以及螺纹同心度带来的装夹误差，提高设备的检测精度。

3、本发明在安装轴上还同轴设置有定心套，定心套外周面为锁止面，同时所述锁止面为锥面；同时所述安装轴与定心套之间设置有相互配合的自锁锥面，同时在定心套上还设置有拆卸孔，首先，通过自锁锥面和拆卸孔能够实现定心套的快速、稳定安装和拆卸，大大简化了设备的装配工序，提高了装配效率；

同时可拆卸结构的定心套使工作人员能够根据内孔零件的规则进行适配，从而快速满足不同的检测需求，大大拓展了设备的适用范围；

最后，由于本发明的锁止面为圆锥面，且其入口端小，而出口端大，因此其一方面内孔零件的安装更加简单、容易；另一方面，由于加工误差的存在，同一规格下的内孔零件的内孔孔径始终存在一定的加工误差，圆柱形结构将可能导致部分内孔零件无法正常装配或装配难度较大，而圆锥面结构则能够有效解决上述问题，满足同一规格下的不同内孔零件的装夹要求，大大降低了零件的装夹难度。

4、本发明在锁止面的两侧分别设置有第一偏差检测槽和第二偏差检测槽，两偏差键槽分别对应内孔孔径允许的极大值和极小值，即位于两槽之间的为合格零件，位于两槽之外的为不合格零件，因此通过上述方式能够在实现对内孔零件跳动检测的同时快速实现对内孔孔径的检测，即一道工序实现两个不同检测指标的检测，大大简化了检测工序，提高检测效率；

5、本发明在安装轴与纠偏紧固套筒之间设置有相互配合的导向杆和导向孔，在旋转推动纠偏紧固套筒的过程中，通过导向孔与导向杆的配合保证其始终处于直线运动状态，避免其发生轴向偏移，进而确保止推面与安装轴和内孔零件之间的垂直度，从而保证止推面的挤压与纠偏效果，提高检测精度。

6、在本发明所述装置使用的过程中，由于内孔零件可能被固定于定心套上两检测槽之间的任意位置，因此定心套的前端加工可能处于裸露状态，并与纠偏紧固套筒发生干涉，甚至导致止推面不能与内孔零件端面接触，而避让孔的设置则能够有效避免上述问题，且技术方案简单、可靠。

7、本发明的第一定位连接装置和第二定位连接装置为定位杆或中心孔，第一定位连接装置和第二连接定位装置均为现有技术中常用的轴定位装置，其能够与现有的外部检测设备配合，从而降低设备操作难度和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明爆炸示意图；

图2为本发明剖视结构示意图；

图3为本发明所述装置与检测零件装配图示意图；

图4为本发明定心套结构示意图；

图5为本发明纠偏紧固套筒与锁止头装配示意图；

图6为本发明工作状态装配示意图；

附图标记：1、安装轴，2、锁止面，3、纠偏紧固套筒，4、止推面，5、锁止头，6、第一定位连接装置，7、第二定位连接装置，8、滚动轴承，9、连接螺孔，10、定心套，11、自锁锥面，12、拆卸孔，13、第一偏差检测槽，14、第二偏差检测槽，15、导向杆，16、导向孔，17、避让孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施方式1

本实施方式作为本发明的一个基本实施方式，其公开了一种内孔零件高精度定位装置，具体结构如图1到图6所示，包括安装轴1的两端分别设置有第一定位连接装置6和第二定位连接装置7，所述第一定位连接装置6为定位杆或中心孔，第二定位连接装置7也可以选择定位杆或中心孔；

所述安装轴1中部设置有呈锥形的自锁锥面11，同时在安装轴1上还套置有定心套10，所述定心套10上设置有连接孔，连接孔的内壁为与自锁锥面11配合的圆锥面，通过两所述自锁锥面10的配合实现定心套10与安装轴1的自锁固定连接；所述定心套10的外圆周为用于固定内孔零件的锁止面2，所述锁止面2为圆锥面，其小头端为入口端；在所述锁止面2的两侧分别设置有第一偏差检测槽13和第二偏差检测槽14，同时在定心套10的大头端还设置有拆卸孔12；

所述定位装置还包括纠偏紧固套筒3，纠偏紧固套筒3上设置有相互连通的避让孔17和导向孔16，且避让孔17与导向孔16的孔径比为1.2-1.5；所述设置有避让孔17的一端端面为止推面4，且止推面4与纠偏紧固套筒3的轴线相互垂直，所述纠偏紧固套筒3的另一端设置有安装台阶，并通过安装台阶连接有滚动轴承8，滚动轴承8的外环固定连接有锁止头5，通过滚动轴承8的旋转作用保证锁止头5能够相对于纠偏紧固套筒3发生旋转；同时在锁止头5上还设置有连接螺孔9，所述安装轴1上则设置有与连接螺孔9适配的连接螺纹；

所述连接螺纹与定心套10之间的安装轴1则为与导向孔16适配的导向杆15。

实施方式2

本实施方式作为本发明的一个基本实施方式，其公开了一种基于内孔零件高精度定位装置的定位方法，包括以下步骤：

S1、选择与待测内孔零件适配的定心套，将定心套套置于安装轴上，同时通过自锁锥面保证定心套与安装轴的稳定连接；

S2、将待测内孔零件套入到定心套上，再将纠偏紧固套筒套置于安装轴上；

S3、转动锁止头，同时保证纠偏紧固套筒紧做安装轴轴线方向的直线运动；通过锁止头带动纠偏紧固套筒向内孔另外一侧运动，并保证止推面以与安装轴轴线垂直的状态内孔零件端面贴合；

S4、继续转动锁止头，带动纠偏紧固套筒顶压内孔零件，并将内孔零件稳定的固定于定心套上为止；

S5、通过第一定位连接装置和第二定位连接装置将安装轴与外部检测设备相连，同时保证安装轴的轴线与外部检测设备的旋转轴线重合；

实施方式3

本实施方式作为本发明的一较佳实施方式，其在实施方式2的基础上公开了一种基于内孔零件高精度定位装置的定位方法，包括以下步骤：

S1、选择与待测内孔零件适配的定心套，将定心套套置于安装轴上，同时通过自锁锥面保证定心套与安装轴的稳定连接；

S2、将待测内孔零件套入到定心套上，同时保证内孔零件安装轴同轴，观测内孔零件与定心套的接触位置是否在第一偏差检测槽和第二偏差检测槽之间，若是则合格，否则该内孔零件内孔加工不合格；

S3、若步骤S2判定为合格，则将零件取下，翻转180°后重复步骤S2，再次判定内孔加工是否合格，如合格则该零件加工合格；再将纠偏紧固套筒套置于安装轴；

S4、转动锁止头，同时保证纠偏紧固套筒紧做安装轴轴线方向的直线运动；通过锁止头带动纠偏紧固套筒向内孔另外一侧运动，并保证止推面以与安装轴轴线垂直的状态内孔零件端面贴合；

S5、继续转动锁止头，带动纠偏紧固套筒顶压内孔零件，并将内孔零件稳定的固定于定心套上为止；

S6、通过第一定位连接装置和第二定位连接装置将安装轴与外部检测设备相连，同时保证安装轴的轴线与外部检测设备的旋转轴线重合。

本发明所述定位装置使用时，首先通过待测内孔零件的内孔将其套置于安装轴上，待测内孔零件的端面与锁之间接触，从而实现在轴线方向上的单方向止推限位固定；再通过纠偏紧固套筒的止推面从另一侧顶推待测内孔零件，并实现对内孔零件在轴向另一侧的止推限位，进而实现对整个内孔零件的固定；安装完成后的安装轴连同内孔零件通过第一定位连接装置和第二定位连接装置与外部检测设备相连；

由于本发明的锁止面与安装轴同轴设置，纠偏紧固套筒与安装轴同轴设置，且止推面与纠偏紧固套筒轴线垂直，同时通过锁止面和止推面配合夹持固定内孔零件，因此在装配完成后，内孔零件、安装轴和纠偏紧固套筒处于同轴状态；因此本发明的实质是通过巧妙地设置各个零部件之间的位置关系配合，将外部检测设备与安装轴的同轴相连间接的转化外部检测设备与内孔零件的同轴相连，进而对难以定位的内孔零件的精确定位；

与现有技术相比，本发明所述定位装置通过巧妙的位置关系配合即实现了上述技术目的，同时通过提高安装轴和纠偏紧固套筒等各个部件的加工误差即可有效控制装配后的累计误差，从而保证其检测精度，同时与增加其他检测设备相比，其成本更低；

其次，本发明的整体结构简单，整套设备的硬件成本得到有效控制，有利于检测装置的推广，且其简单的结构能够最大限度的简化各个部件的装配方法和步骤，进而提高检测效率，满足生产现场大批量零件的快速检测需求；

最后，本发明通过巧妙的技术手段将内孔定位转化为了安装轴的定位，而安装轴的定位检测是现有技术中的常规定位检测方式，即本发明通过现有技术中的常规检测设备即可实现复杂的内孔零件定位检测，而不需要增加额外的检测设备，因此其能够实现对现有设备的有效利用，降低检测成本，提高经济效率，有利于相关技术的推广。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于，包括：

安装轴(1)，所述安装轴(1)上同轴设置有锁止面(2)；

纠偏紧固套筒(3)，所述纠偏紧固套筒(3)同轴套置于安装轴(1)上；所述纠偏紧固套筒(3)的一端设置有与其轴线垂直的止推面(4)，另一端设置有用于将其固定于安装轴(1)上的锁止头(5)，所述止推面(4)与内孔零件的端面贴合并将其顶压固定于锁止面(2)上；

第一定位连接装置(6)和第二定位连接装置(7)，所述第一定位连接装置(6)和第二连接装置(7)分别设置于安装轴(1)的两端，并保证安装轴(1)与外部回转检测装置同轴相连。

2.根据权利要求1所述的一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于：所述纠偏紧固套筒(3)与锁止头(5)通过滚动轴承(8)转动相连，所述锁止头(5)上设置有连接螺孔(9)，安装轴(1)上设置有与连接螺孔(9)适配的连接螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于：所述安装轴(2)上还同轴设置有定心套(10)，所述定心套(10)的外周面为锁止面(2)，且所述锁止面(2)为圆锥面。

4.根据权利要求1所述的一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于：所述安装轴(1)与定心套(10)之间通过相互配合的自锁锥面(11)固定相连，所述定心套(10)上还设置有拆卸孔(12)。

5.根据权利要求3所述的一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于：所述锁止面(2)的两侧分别设置有第一偏差检测槽(13)和第二偏差检测槽(14)。

6.根据权利要求1所述的一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于：所述安装轴(1)与纠偏紧固套筒(3)之间设置有用于防止纠偏紧固套筒(3)发生轴线偏转的导向杆(15)和导向孔(16)。

7.根据权利要求1所述的一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于：所述纠偏紧固套筒(3)上设置有用于避免其与定心套(10)发生干涉的避让孔(17)，所述避让孔(17)与导向孔(16)同轴连通。

8.根据权利要求1所述的一种内孔零件高精度定位装置，其特征在于：所述第一定位连接装置(6)和第二定位连接装置(7)为定位杆或中心孔。

9.一种基于权利要求1到8中任意一项所述的内孔零件高精度定位装置的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选择与待测内孔零件适配的定心套，并将定心套固定套设到安装轴上；

S2、将待测内孔零件套置于定心套上；

S3、将纠偏紧固套筒套置于安装轴上，转动锁止头带动纠偏紧固套筒沿轴线方向向待测内孔零件靠拢直至活动顶推面与内孔零件端面贴合并将内孔零件固定为止；

S4、通过第一定位连接装置和第二定位连接装置将安装轴与外部检测设备相连。

10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括内孔零件合格判定，其包括以下步骤：

A1、将待测内孔零件套置于定心套上，内孔零件与定心套同轴，观测内孔零件与定心套的接触位置是否在第一偏差检测槽和第二偏差检测槽之间，若是则合格；

A2、步骤S1判定零件合格后，将内孔零件翻转180°后重复上述步骤S1，若再次合格则确认内孔零件符合加工要求。

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