阅读说明：本技术 一种夹紧力可控制的定心方法及工装 (Clamping force controllable centering method and tool ) 是由 朱祥龙 康仁科 董志刚 方轲 高振铭 莫宇博 罗女杰 于 2020-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种夹紧力可控制的定心方法及工装,所述工装包括定位部件和驱动夹紧部件；所述定位部件包括定位座、钢球、钢带、压板、弹簧A、短导杆、螺母和定位柱,所述驱动夹紧部件包括圆螺母A、滑动盘、圆螺母B、弹簧B、长导杆和导向键。本发明通过调节圆螺母A,使滑动盘沿定位柱下滑,从而使弹簧B的弹力发生变化,弹簧B与弹簧A两者弹力差发生变化使压板下移,进而带动钢球沿定位座圆锥面下移直至涨紧工件,使得工件完成定心,并且可微圆螺母B的位置实现对压板位置的微调,进而调整钢球的涨出程度。本发明有效地保证了薄壁筒体工件的定心装夹,使得筒体零件不易变形,提高了薄壁筒体工件的加工精度,整个装置操作简单,性能可靠。(The invention discloses a centering method and a tool with controllable clamping force, wherein the tool comprises a positioning component and a driving clamping component; the positioning component comprises a positioning seat, a steel ball, a steel belt, a pressing plate, a spring A, a short guide rod, a nut and a positioning column, and the driving clamping component comprises a round nut A, a sliding disc, a round nut B, a spring B, a long guide rod and a guide key. According to the invention, the round nut A is adjusted to enable the sliding disc to slide downwards along the positioning column, so that the elasticity of the spring B is changed, the elasticity difference between the spring B and the spring A is changed to enable the pressing plate to move downwards, and further the steel ball is driven to move downwards along the conical surface of the positioning seat until the workpiece is tensioned, so that the workpiece is centered, and the fine adjustment of the position of the pressing plate can be realized by slightly adjusting the position of the round nut B, and further the expansion degree of the steel ball is adjusted. The invention effectively ensures the centering and clamping of the thin-wall cylinder workpiece, ensures that the cylinder part is not easy to deform, improves the processing precision of the thin-wall cylinder workpiece, and has simple operation and reliable performance.)

一种夹紧力可控制的定心方法及工装

技术领域

本发明涉及薄壁筒类零件加工领域，尤其是一种夹紧力可控制的定心方法及工装。

背景技术

目前，薄壁筒体零件广泛应用在机械制造领域，尤其是航空航天等精密制造领域。但薄壁筒体零件刚性差、容易变形，因此，薄壁筒体零件的装夹、定心就变得十分困难，使得薄壁筒体零件的加工加大了难度，从而难以达到设计图纸要求的精度。

而现有的夹持定心方法是采用夹持定心装置从筒体外侧进行装夹定心的方法，该方法因装置的夹持力不易控制，易导致零件变形，定心精度受到影响，进而影响零件加工精度。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种夹紧力可控制的定心方法及工装，可在回转工作台或机床工作台上进行可靠夹紧定位，操作简单，性能可靠，且在装夹定心过程中薄壁筒体零件不易变形，能有效提高薄壁筒体零件的加工精度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种夹紧力可控制的定心工装，包括定位部件和驱动夹紧部件；所述定位部件包括定位座、钢球、钢带、压板、弹簧A、短导杆、螺母和定位柱，所述定位柱通过螺栓固定安装在定位座上，所述压板嵌套定位柱上并与定位柱滑动接触，所述钢带点焊在压板的周边，所述钢球安装在钢带的孔内；所述短导杆有多根，沿环向均布安装在定位柱的周边；所述短导杆两端均有螺纹，下端通过螺纹连接固定在定位座上，上端穿过压板上的通孔、安装两个螺母进行锁紧；所述弹簧A嵌套在短导杆上，上端与压板接触、下端与定位座接触；

所述驱动夹紧部件包括圆螺母A、滑动盘、圆螺母B、弹簧B、长导杆和导向键；所述滑动盘通过中心孔和导向键嵌套在定位柱上并与定位柱滑动接触；所述长导杆有多根，沿环向均布安装在定位柱的周边；所述长导杆的下端穿过压板上的通孔、上端固定在滑动盘上；所述长导杆上嵌套弹簧B，弹簧B的上端与圆螺母B接触、下端与压板接触，圆螺母B安装在长导杆上、并位于滑动盘的下方；

所述圆螺母A安装在定位柱上，圆螺母A的下端面与滑动盘接触，旋转圆螺母A使滑动盘在圆螺母A的作用下沿定位柱外圆面上下移动。

进一步的，所述压板由外圆筒、圆环和内圆筒组成，所述外圆筒通过圆环与内圆筒构成同轴双圆筒结构；所述内圆筒内壁与定位柱滑动接触所述圆环环面沿环向开有多个安装短导杆、长导杆的通孔。

进一步的，所述滑动盘为同轴的阶梯状圆柱体，中心开有通孔及与导向键对应的键槽，上部圆柱体环面沿环向开有多个安装长导杆的螺纹通孔。

进一步的，所述定位座为同轴阶梯圆筒体，阶梯圆筒体外壁从上到下依次为圆锥面、小圆柱面、中圆柱面和大圆柱面，阶梯圆筒体内壁从上到下依次为大圆孔和小圆孔两个阶梯孔，小圆孔底部沿圆周开有多个螺纹孔，用以定位安装定位柱，大圆孔与小圆孔之间的环面沿圆周开有多个安装短导杆的螺纹孔及与工作台连接的螺纹孔。

进一步的，所述钢带上部固定在压板的外圆筒外壁、下部沿周向均布4-16个圆孔，每个圆孔内安装钢球，钢球与压板的的外圆筒下表面、定位座的圆锥面及工件的内壁接触，钢球在压板作用下沿定位座的圆锥面滑动。

进一步的，所述长导杆与短导杆数量相同，长导杆与短导杆沿圆周方向错开角度安装，且长导杆轴线所在圆环直径大于短导杆轴线所在圆环直径，长导杆与相邻两根短导杆的距离相等。

进一步的，所述定位座通过螺钉连接安装在工作台上。

一种夹紧力可控制的定心工装的使用方法，包括步骤如下：

A、将定位座通过螺钉固定安装在作为基座的工作台上；

B、将定位柱通过螺钉连接固定安装在定位座上，然后将4根短导杆通过螺纹连接安装在定位座上，再将弹簧A嵌套在短导杆上；

C、将钢带点焊在压板上，点焊完成后将压板嵌套在定位柱上，并使得定位柱和多根短导杆同时穿过压板，压板安装完成后在4根短导杆上端上紧螺母，以此限制压板的移动，并将多个钢球安装在钢带上对应圆孔内，使得钢球接触压板外圆筒下表面及定位座圆锥面。

D、将长导杆通过螺纹连接安装在滑动盘上，并将圆螺母B、弹簧B安装在长导杆上，圆螺母B在靠近滑动盘的一侧。再将导向键安装在定位柱的导向键槽内，然后将安装好的滑动盘、圆螺母B、弹簧B、长导杆整体套装在定位柱上，使导向键穿过滑动盘上的通槽，且多根长导杆穿过压板上的通孔，最后将圆螺母A安装在定位柱顶部。

E、初始时，圆螺母A安装在定位柱顶部，钢球处于未涨出状态，直接将工件安装在定位座上，调节圆螺母A，弹簧B弹力变化，弹簧B与弹簧A两者弹力差使得压板下移，带动钢球沿定位座斜面下移实现外涨，从而完成工件的定心；

F、实施中，若需微调钢球涨出状态，调整圆螺母B的位置，实现对压板位置的微调，从而调整钢球的涨出程度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过调节圆螺母A，使滑动盘沿定位柱下滑，从而使弹簧B的弹力发生变化，弹簧B与弹簧A两者弹力差发生变化使压板下移，进而带动钢球沿定位座圆锥面下移直至涨紧工件，使得工件完成定心，并且可微圆螺母B的位置实现对压板位置的微调，进而调整钢球的涨出程度。这种结构有效保证薄壁筒体工件的定心装夹，并能通过调节圆螺母A、圆螺母B的位置实现夹紧力大小有效控制。夹紧力大小的有效调整使得薄壁筒体零件的定心装夹对零件精度影响更小。

2.本发明以薄壁筒体工件的底部端面和内侧壁作为定位基准，由定位座支撑工件底部端面，工件内侧壁通过圆周均布的钢球与内侧壁的点接触进行定位夹紧，完成从筒体零件内侧进行心装夹的任务，使得筒体零件不易变形，提高了薄壁筒体工件的加工精度，整体装置操作简单，性能可靠。

附图说明

图1为本发明的装置主体机构示意图。

图2为本发明实施例的工作示意图。

图中：1-定位座、2-钢球、3-钢带、4-压板、5-弹簧A、6-短导杆、7-螺母、8-定位柱、9-圆螺母A、10-滑动盘、11-圆螺母B、12-弹簧B、13-长导杆、14-导向键、15-工件、16-工作台。

具体实施方式

下面结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施。

如图1-2所示，一种夹紧力可控制的定心工装，包括定位部件和驱动夹紧部件；所述定位部件包括定位座1、钢球2、钢带3、压板4、弹簧A5、短导杆6、螺母7和定位柱8，所述定位柱8通过螺栓固定安装在定位座1上，所述压板4嵌套定位柱8上并与定位柱8滑动接触，所述钢带3点焊在压板4的周边，所述钢球2安装在钢带3的孔内；所述短导杆6有多根，沿环向均布安装在定位柱8的周边；所述短导杆6两端均有螺纹，下端通过螺纹连接固定在定位座1上，上端穿过压板4上的通孔、安装两个螺母7进行锁紧；所述弹簧A5嵌套在短导杆6上，上端与压板4接触、下端与定位座1接触；

所述驱动夹紧部件包括圆螺母A9、滑动盘10、圆螺母B11、弹簧B12、长导杆13和导向键14；所述滑动盘10通过中心孔和导向键14嵌套在定位柱8上并与定位柱8滑动接触；所述长导杆13有多根，沿环向均布安装在定位柱8的周边；所述长导杆13的下端穿过压板4上的通孔、上端固定在滑动盘10上；所述长导杆13上嵌套弹簧B12，弹簧B12的上端与圆螺母B11接触、下端与压板4接触，圆螺母B11安装在长导杆13上、并位于滑动盘10的下方；

所述圆螺母A9安装在定位柱8上，圆螺母A9的下端面与滑动盘10接触，旋转圆螺母A9使滑动盘10在圆螺母A9的作用下沿定位柱8外圆面上下移动。

进一步的，所述压板4由外圆筒、圆环和内圆筒组成，所述外圆筒通过圆环与内圆筒构成同轴双圆筒结构；所述内圆筒内壁与定位柱8滑动接触所述圆环环面沿环向开有多个安装短导杆6、长导杆13的通孔。

进一步的，所述滑动盘10为同轴的阶梯状圆柱体，中心开有通孔及与导向键对应的键槽，上部圆柱体环面沿环向开有多个安装长导杆13的螺纹通孔。

进一步的，所述定位座1为同轴阶梯圆筒体，阶梯圆筒体外壁从上到下依次为圆锥面、小圆柱面、中圆柱面和大圆柱面，阶梯圆筒体内壁从上到下依次为大圆孔和小圆孔两个阶梯孔，小圆孔底部沿圆周开有多个螺纹孔，用以定位安装定位柱8，大圆孔与小圆孔之间的环面沿圆周开有多个安装短导杆6的螺纹孔及与工作台16连接的螺纹孔。

进一步的，所述钢带3上部固定在压板4的外圆筒外壁、下部沿周向均布4-16个圆孔，每个圆孔内安装钢球2，钢球2与压板4的的外圆筒下表面、定位座1的圆锥面及工件15的内壁接触，钢球2在压板4作用下沿定位座1的圆锥面滑动。

进一步的，所述长导杆13与短导杆6数量相同，长导杆13与短导杆6沿圆周方向错开角度安装，且长导杆13轴线所在圆环直径大于短导杆6轴线所在圆环直径，长导杆13与相邻两根短导杆6的距离相等。

进一步的，所述定位座1通过螺钉连接安装在工作台16上。

一种夹紧力可控制的定心工装的使用方法，包括步骤如下：

A、将定位座1通过螺钉固定安装在作为基座的工作台16上；

B、将定位柱8通过螺钉连接固定安装在定位座1上，然后将4根短导杆6通过螺纹连接安装在定位座1上，再将弹簧A5嵌套在短导杆6上；

C、将钢带3点焊在压板4上，点焊完成后将压板4嵌套在定位柱8上，并使得定位柱8和多根短导杆6同时穿过压板4，压板4安装完成后在4根短导杆6上端上紧螺母7，以此限制压板4的移动，并将多个钢球2安装在钢带3上对应圆孔内，使得钢球2接触压板外圆筒下表面及定位座1圆锥面。

D、将长导杆13通过螺纹连接安装在滑动盘10上，并将圆螺母B11、弹簧B12安装在长导杆13上，圆螺母B11在靠近滑动盘10的一侧。再将导向键14安装在定位柱8的导向键槽内，然后将安装好的滑动盘10、圆螺母B11、弹簧B12、长导杆13整体套装在定位柱8上，使导向键14穿过滑动盘10上的通槽，且多根长导杆13穿过压板4上的通孔，最后将圆螺母A9安装在定位柱8顶部。

E、初始时，圆螺母A9安装在定位柱8顶部，钢球2处于未涨出状态，直接将工件15安装在定位座1上，调节圆螺母A9，弹簧B12弹力变化，弹簧B12与弹簧A5两者弹力差使得压板4下移，带动钢球2沿定位座1斜面下移实现外涨，从而完成工件15的定心；

F、实施中，若需微调钢球涨出状态，调整圆螺母B11的位置，实现对压板4位置的微调，从而调整钢球2的涨出程度。

本发明能有效保证薄壁筒体工件的定位夹紧，并能实现夹紧力大小调整。整体装置操作简单，性能可靠，装夹定心中工件不易变形，提高了薄壁筒体工件的加工精度。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。