可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位裝置及定位方法

2023-06-30 08:20:11

專利名稱：可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位裝置及定位方法
技術領域：
本發明涉及精密機械製造中工具機與工件間的定位夾持的技術領域，具體涉及一種
可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位裝置及定位方法。
背景技術：
連接裝置最常用於夾緊帶有一個或多個工件的連接件，工件位於工具機加工區的精 確位置，帶有工件的連接件為工件的載體或託板，固定到工具機加工區的連接件為卡盤。
中國專利CN1443620A公開了一種連接裝置。該裝置包括卡盤和連接在卡盤上的 可拆卸的工件架夾具。將具有夾緊銷的工件架固定在卡盤的夾具中，卡盤設有中心孔和夾 緊機構，前者用於容納夾緊銷，後者將夾緊銷牢固地保持在中心孔中。中心孔具有錐形插入 部分，夾緊銷具有與所述的錐形插入部分貼合的對準錶面，用於對工件架的X或Y向定位。 卡盤頂面上設有Z向止動面，用於對工件架的Z向定位。該連接裝置存在的問題在於，只能 對X或Y向中的一個向進行定位，如需X、Y向同時定位，就必需組合兩個或兩個以上的連接 裝置一起使用，且組合裝置的安裝要求高。且只適用於精度較低的中大型零件其次由於上 述的定位是剛性定位，夾緊銷與中心孔磨損大，沒有自適應功能，故定位精度不高，使該裝 置不適合用作精密機械加工。 中國專利CN92102935. 7公開了一種連接裝置。該發明提供一種以高精度將工件
連接到加工設備上的裝置。該裝置包括相對於同一中心軸線同心安裝的第一和第二連接
件。 一個驅動件連到兩個連接件之一上。另一個連接件上至少有兩個由它的表面向所說驅
動件突出的驅動銷。驅動件被傳遞扭矩地固定在另一個連接件，亦即無驅動銷的連接件上，
驅動件也可以與另一連接件做成一體。驅動件上設置有許多與第一連接件上的驅動銷對應
設置的小？L。驅動銷的外表面至少部分圓錐形，從而當連接裝置接合時，驅動件上小孔的邊
至少局部接合或環繞驅動銷的錐形外表面部分。該發明由於無驅動銷的連接件往往剛性非
常低，只可加工較小的零件，同時，由於摩擦造成的磨損，使驅動銷非常容易磨損。 綜上，已有的連接裝置的缺點是，難以實現大小零件同時在一套萬用夾具上的使
用，且同時保證較高的剛性以及耐久度，尤其是重複定位以及流轉重複定位的精度更是很
難保證的。

發明內容
本發明的目的在於提供一種可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位裝置，該裝 置可同時實現精確重複定位和剛性夾緊，確保機械加工過程安全可靠和被加工物的高製造 精度和高製造效率。 為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種可組合使用的柔性定位剛性夾持 重複定位裝置，包括工件託板和卡盤，工件託扳安裝有拉釘，卡盤設有拉釘孔，其特徵在於 卡盤包括至少2 4個徑向設置的定位齒，該定位齒的側面設有定位斜面，兩個相鄰定位 齒之間設有Z向止動平面，工件託扳設有與Z向止動平面相配合的定位面，拉釘包括拉釘本體，拉釘本體通過螺栓與工件託扳連接，拉釘本體的肩部設有定位平面，拉釘本體的定 位平面與工件託扳的定位面貼合安裝，卡盤的拉釘孔口設有定位圓錐面，定位圓錐面的錐 度為7° 15° ，拉釘本體側面設有與定位圓錐面相配合的定位接觸面，拉釘本體的中下 部設有夾緊面，夾緊面是一個方向朝上的圓錐面，拉釘孔內還設有鎖緊鋼珠孔，鎖緊鋼珠 孔內設有鎖緊鋼珠，鎖緊鋼珠孔的位置與夾緊面相配合，卡盤拉釘孔口的定位圓錐面的中 心與與之配合的卡盤的至少兩個定位齒的中心線交點重合，其同心度在0. 008之內，工件 託板上至少設有兩個拉釘，該至少兩個拉釘包括一個中心定位拉釘和一個角度補償拉釘， 安裝在同一平面上的卡盤的數量和位置與拉釘的數量和位置相對應，工件託板的定位面 上設有與定位齒相配合的避讓槽，位於一個平面上的至少兩個卡盤的Z軸定位面的共面度 至少在0.01mm之內，任意兩個最近相鄰卡盤的拉釘孔定位圓錐面的中心距相同，且公差在 0. 015mm之內，且任意一個卡盤本體上至少有一個定位齒的定位斜面與其他卡盤本體上的 至少一個定位齒的定位斜面的共面度在0. Olmm之內，拉釘的拉釘本體位於卡盤的拉釘孔 內，定位齒位於避讓槽內，鎖緊前，工件託板的定位面與至少兩個卡盤的Z向止動面接觸， 而拉釘本體上至少有一個面與拉釘孔口的定位圓錐面保持虛接觸，間隙大約在0. OOlmm到 0. 02mm之間；鎖緊後，拉釘本體上至少有一個定位接觸面與拉釘孔口的定位圓錐面接觸。 而拉釘本體周圍的工件託板Z向止動面產生變形，變形範圍為0. 001到0. 07mm之間釘本體 的底部設有舉升面，該舉升面是一個45度方向朝下的圓錐面，卡盤拉釘孔內於鎖緊鋼珠孔 之下設有一排舉升鋼珠孔，舉升鋼柱孔內設有舉升鋼珠。 本發明的目的在於提供一種可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位方法，該方 法可同時實現精確重複定位和剛性夾緊，確保機械加工過程安全可靠和被加工物的高製造 精度和高製造效率。 為了實現這一 目的，本發明的技術方案為一種可組合使用的柔性定位剛性夾持 重複定位方法，其特徵在於包括以下步驟A、將一個中心定位拉釘和一個角度補償拉釘以 及0 98個夾緊拉釘工件託板上，在工作檯上安裝與拉釘數量相同的卡盤；B、將拉釘放置 在相應的卡盤拉釘孔內，定位齒位於避讓槽內，工件託板的定位面與至少兩個卡盤的Z向 止動面接觸，而拉釘本體上至少有一個定位接觸面與拉釘孔口的定位圓錐面保持虛接觸， 間隙在O. OOlmm到O. 02mm之間；C、鎖緊鋼珠伸出，將拉釘更深的拉入到卡盤的拉釘孔中，拉 釘本體上至少有一個定位接觸面與拉釘孔的定位圓錐面接觸，工件託板定位面與卡盤本體 Z向止動面接觸的部分發生變形，拉釘本體周圍的工件託板Z向止動面產生變形，變形範圍 為0. 001到0. 07mm之間。該方法還包括步驟D、工件加工好後，鎖緊鋼柱縮回，舉升鋼珠可 通過舉升斜面推舉拉釘，將拉釘與卡盤拉釘孔分開，以便將工件託扳從工作檯上取下。
與背景技術相比，本發明有以下優點 1、通過在工件託扳上設置不同數量的拉釘，並配合在工作檯上設置不同數量的卡 盤，可解決大型，中型，小型工件同時批量流轉的問題。當生產小型託板時，使用單一卡盤和 小型託板的連接，形成批量生產，當生產中，大型託板時，使用多個卡盤的組合定位方式進 行連接。使用同一種夾具，無需進行更換。
2、多種不同種類和尺寸的零件可以同時生產 組合化使用同時生產提高了工具機的有效加工時間和生產柔性，工廠的製造反應速 度將更加敏捷。
5
3、重複定位精度高。 單一使用和組合使用時都具有很高的重複定位精度，高的重複定位精度使工件在 流轉中無需進行二次校準。消除人為累計誤差，提高產品精度以及一致性。
4、定位齒和Z向止動面磨損少，使用壽命長。 單一使用時定位齒與定位槽之間的柔性變形部分為面接觸。減少由於變形摩擦帶 來的定位齒磨損。且無論單一或者組合使用時，Z向止動面與凸臺頂面的接觸面積大，加上 定位齒和Z向止動面上塗有耐磨塗層，使定位過程中定位齒和Z向止動面產生的磨損小，將
磨損對精度的影響減小到最低限度，還有助於延長卡盤的使用壽命。
5、重切削力耐受能力強。 單一使用時由於卡盤和工件託板在夾緊後的剛性夾持和柔性接觸部分的面接觸， 賦予工件託板在受到大側向力和集聚力的作用時具有較強的夾緊工件的力，從而減少了側 向力和集聚力的力矩對切削加工的影響，防止工件託板震動，使工件託板能承受更大的水 平扭矩，使零件加工過程更平穩、安全，定位精度的保持性好。組合使用時多個卡盤的加緊 力的疊加使託板牢牢地貼合卡盤平面不會產生抖動而降低加工的表面質量。使夾具能夠承 受非常大的扭矩。使加工過程平穩，安全，保持高精度。
6、減少異物對接觸面的損壞，對定位精度的影響。 單一使用時凸臺頂面的淺槽減少工件託板在存放、堆疊時凸臺頂面定位部分與異 物接觸的概率，且無論單一或者組合使用，卡盤的Z向止動面和定位齒兩側傾斜面上開有 清潔氣孔，可噴出高壓氣體，清除接觸面間所有異物，減少異物對接觸面的損傷，和對定位 精度的影響。


圖1是本發明一實施例的卡盤組的俯視圖。 圖2是拉釘孔的部分剖視圖。 圖3是中心定位拉釘的側視圖。 圖4是角度補償拉釘的側視圖。 圖5是夾緊拉釘的側視圖。 圖6是本發明一實施例中的工件託板的俯視圖。 圖7是使用單個拉釘時的工件託扳的俯視圖。 圖8是安裝完一個定位拉釘，一個補償拉釘，兩個角度拉釘的工件託板。 圖9a是工件託板與卡盤組合配合，定位拉釘與定位孔未鎖緊狀態下的局部剖視圖。 圖9b是工件託板與卡盤組合配合，定位拉釘與定位孔鎖緊狀態下的局部剖視圖。 圖10a是工件託板與卡盤組合配合，補償拉釘與定位孔未鎖緊狀態下的局部剖視 圖。 圖10b是工件託板與卡盤組合配合，補償拉釘與定位孔鎖緊狀態下的局部剖視 圖。 圖lla是本發明連接未夾緊時定位齒與定位槽連接示意圖。 圖lib是本發明連接夾緊時定位齒與定位槽連接示意圖。CN 101704200 A 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。 圖1為根據本發明一實施例的卡盤組的結構示意圖。如圖所示，在該實施例中，臺 面上設置有四個圓形卡盤1，每個卡盤中心設有一拉釘孔18，拉釘孔四周設有4個徑向設置 的定位齒2、3、4、5，該4個定位齒均布在卡盤頂面，該定位齒的側面中部設有定位斜面，兩 個相鄰定位齒之間設有凸臺6、7、8、9，凸臺的表面為Z向止動平面，Z向止動平面與卡盤頂 面平行，在卡盤的邊緣設置有8個安裝螺孔10 17，便於將卡盤安裝在檯面上。該定位齒 的側面中部設有定位斜面，即每個定位齒的法向中心縱截面為等腰梯形，其底角和下底邊 分別介於80° 89°和9 llmm之間。在卡盤的四個定位齒的每一個上都有與其走向相 同的導向鍵，第一定位齒 第四定位齒上的導向鍵分別為第一導向鍵 第四導向鍵，導向 鍵的兩側的斜面與Z向止動面的交角為80。 85° ，每個導向鍵分割為l到3段。
卡盤本體拉釘孔口的定位圓錐面的中心與與之配合的卡盤的至少兩個定位齒的 中心線交點重合，其同心度在0. 008之內，而位於一個平面上的至少兩個卡盤的Z軸定位面 的共面度至少在0. Olmm之內，任意兩個最近相鄰卡盤的拉釘孔定位圓錐面的中心距相同， 且公差在0. 015mm之內，且任意一個卡盤本體上至少有一個定位齒的定位斜面與其他卡盤 本體上的至少一個定位齒的定位斜面的共面度在0. Olmm之內。 圖2為拉釘孔的剖視圖。如圖所示，拉釘孔24 口設有一個定位圓錐面21，定位圓 錐面21的角度為7。 15° ，定位圓錐面21下方設有一排鎖緊鋼珠孔22，鎖緊鋼珠孔22 之下設有一排舉升鋼珠孔23。 圖3為第一種拉釘的結構示意圖。如圖所示，拉釘由拉釘本體31和螺栓32組成。 螺栓32設置在拉釘本體31上端，螺紋通過拉釘本體中間的通孔。定位平面33位於拉釘本 體31的肩部，拉釘本體31側面設有與定位圓錐面21相配合的圓錐形的定位接觸面36，該 定位接觸面為一個圓錐面，圓錐面的錐度為7。 15° ，夾緊面34位於拉釘本體31的中下 部且是一個45度方向朝上的圓錐面。夾緊面下方還設有一舉升面35，該舉升面是一個45 度方向下的圓錐面。該拉釘用於中心定位作用，稱為中心定位拉釘。 圖4為第二種拉釘的結構示意圖。如圖所示，拉釘由拉釘本體31和螺栓32組成。 螺栓32設置在拉釘本體31上端，螺紋通過拉釘本體中間的通孔。定位平面33位於拉釘本 體31的肩部，拉釘本體31側面設有與定位圓錐面21相配合的定位接觸面36，該定位接觸 面包括設在拉釘本體兩側的兩個弧形凸面，該兩個弧形凸面為錐度7。 15°的圓錐面的 一部分，且沿圓錐面呈180°對稱分布，夾緊面34位於拉釘本體31的中下部且是一個45度 方向朝上的圓錐面。夾緊面下方還設有一舉升面35，該舉升面是一個45度方向下的圓錐 面。該拉釘用於角度補償定位作用，被稱為角度補償拉釘。 圖5為第三種拉釘的結構示意圖，第三種拉釘為普通拉釘，不起定位作用，只起到 夾緊作用，因此被稱為夾緊拉釘，夾緊拉釘在安裝時應與拉釘孔之間存在間隙，不起定位作 用。 圖6為本發明一實施例中的大型工件託板的俯視圖。該工件託扳底部設有一定位 面61，定位面上設有四個帶沉孔64的螺栓孔62。兩個最近相鄰螺栓孔62之間的中心距相 同。螺栓孔62周圍均布設置四個與卡盤的定位齒2、3、4、5相配合的避讓槽63。螺栓孔62與通過拉釘本體中間孔的螺栓32連接，而拉釘的定位平面33與託板的定位面61貼合。使 用時將四個拉釘本體通過螺栓安裝在大型託板上。該四個拉釘包括一個角度拉釘，一個定 位拉釘和兩個普通拉釘。 圖7為使用單個拉釘的小型託扳的俯視圖。如圖所示，該小型託板包括工件託板 基體71，工件託板基體71的中心部分開有螺紋孔72，螺紋孔72周圍開有4個螺栓沉孔76， 工件託板基體71呈圓柱形，該工件託板基體71上設有圓環柱狀凸臺73，凸臺73中心軸與 工件託板基體中心軸重合，在凸臺73上開有四條徑向走向的定位通槽74，四條定位通槽74 把凸臺73的頂面分割成四個凸臺頂面，該凸臺頂面即為定位面75，相鄰定位通槽74間的夾 角為90° ，每條定位通槽74側面設有與定位齒的定位斜面相配合的斜面，即該定位槽的法 向中心縱截面為等腰梯形，每條定位通槽74的法向兩端縱截面為矩形，每條定位通槽74的 法向中心縱截面的底角和下底邊分別介於8r 90°和8. 5 10. 5mm之間，每條定位通 槽74的法向中心縱截面的底角和下底邊分別略小於每個定位齒的法向中心縱截面的底角 和下底邊，每條定位通槽74的法向兩端縱截面的底邊等於每個定位齒的法向中心縱截面 的下底邊，每個定位通槽74的左右兩側各開有一個盲槽75，盲槽75呈曲邊矩形，每條定位 通槽74與各自兩邊的盲槽75之間的距離為0. 5 3mm。使用時， 一個小型託板與一個卡盤 配對使用，通過固定於工件託板的螺紋孔的拉釘，使卡盤的四個定位齒與小型託板的四條 定位通槽接插在一起，卡盤的四個Z向止動面與工件託板的凸臺的四個頂面緊貼，每條通 槽的法向中心縱截面的下底邊等於每個定位齒的法向中心縱截面的下底邊，每條通槽的法 向中心縱截面的底角等於每個定位齒的法向中心縱截面的底角，每條定位通槽的法向兩端 縱截面的底邊與每個定位齒的法向中心縱截面的下底邊完全重合，確保卡盤能以其中心軸 與小型託板中心軸重合和達到剛性夾持的方式與工件託板扣接在一起。
圖8為安裝好拉釘後的結構示意圖。如圖所示，在該工件託扳81上設置了四個拉 釘82。拉釘的安裝距離與相對應的卡盤相等，公差在0.05mm之內。其中一個為中心定位 拉釘，一個為角度補償拉釘，兩個為普通夾緊拉釘。圖中83為定位面，84為定位槽，85為 螺栓。當兩個或兩個以上個卡盤同時安裝在一個平面上時，其Z軸定位面的共面度至少在 0. 003mm之內。任意一個卡盤拉釘孔圓錐面的中心與其最近的相鄰卡盤拉釘孔圓錐面的中 心距為定值公差在0. 005mm之內，且任意一個卡盤本體上至少有一個定位齒斜面與至少其 他卡盤本體上的一個定位齒斜面的共面度在0.003mm之內。且此共平面與其中心線的連線 平行。多個卡盤的組合與工件託板連接使用時，工件託板底部的螺紋沉孔與在平面上的多 個卡盤布局與數量相同，最近相鄰的孔距也相同。中心定位拉釘和角度補償拉釘安裝在一 條直線上。 圖9a是工件託板與卡盤組合配合，中心定位拉釘與定位孔未鎖緊狀態下的局部 剖視圖。圖9b是工件託板與卡盤組合配合，中心定位拉釘與定位孔鎖緊狀態下的局部剖視 圖。在工件託板91的定位面底部的螺紋沉孔處裝入至少兩個拉釘92，該至少兩個拉釘包括 一個中心定位拉釘和一個角度補償拉釘，其餘的是夾緊拉釘。通過螺栓99鎖緊該拉釘92， 拉釘92定位平面與工件託板的定位面貼合，將拉釘對準卡盤本體的拉釘孔93並插入孔內， 鎖緊前，大型託板的定位平面已經接觸到多個卡盤Z向止動面組成的共平面，中心定位拉 釘的定位接觸面94與拉釘孔口的定位圓錐面保持虛接觸，間隙大約在0. OOlmm到0. 02mm 之間進行粗定位。鎖緊後，工件託板與拉釘螺栓連接的部分產生材料的彈性形變。中心定位
8拉釘92和工件託板91被拉釘孔內的鎖緊鋼珠96更深的拉入到拉釘孔93中，拉釘本體的 定位接觸面94與拉釘孔的定位圓錐面接觸，從而在X和/或Y方向將拉釘和大型託板進行 精確定位。託板定位面與卡盤本體Z向止動面接觸的部分發生彈性和部分塑性變形，從而 產生壓痕95，壓痕的深度從0. 001到0. 02之間不等，精確的定位Z方向。拉釘92底部有一 舉升面97，是一個45度方向下的圓錐面。同時拉釘孔口內於拉緊鋼珠孔之下有一排舉升鋼 珠孔，內伸出的舉升鋼珠98可通過舉升斜面推舉拉釘。使用時，無論是卡盤與工件託板配 合，鎖緊時，鎖緊鋼珠與拉釘的鎖緊面接觸並牢牢地將拉釘和與拉釘連接的託板緊緊拉住。 而舉升鋼珠向後退不與拉釘的舉升面接觸。鎖緊解除後推舉鋼珠向前伸出，與呈45度的舉 升面接觸，並將拉釘和與拉釘連接的託板舉高O. 3到0. 5mm。而鎖緊拉釘向後退縮不幹擾舉 升鋼珠所產生的效果。 圖10a是工件託板與卡盤組合配合，角度補償拉釘與定位孔未鎖緊狀態下的局部 剖視圖。圖10b是工件託板與卡盤組合配合，角度補償拉釘與定位孔鎖緊狀態下的局部剖 視圖。圖中101為工件託扳，102為角度補償拉釘，103為拉釘孔，104為拉釘的定位接觸 面，105為託板定位面與卡盤本體Z向止動面接觸的部分發生彈性和部分塑性變形，從而產 生的壓痕，106為拉釘的夾緊面，107為拉釘的舉升面，108為螺栓。鎖緊前，大型託板的定 位平面已經接觸到多個卡盤Z向止動面組成的共平面，角度補償拉釘的定位接觸面104有 兩個，其中至少一個定位接觸面與拉釘孔口的定位圓錐面保持虛接觸，間隙大約在0. OOlmm 到0. 02mm之間進行粗定位。鎖緊後，工件託板與拉釘螺栓連接的部分產生材料的彈性形 變。角度補償拉釘92和工件託板91被拉釘孔內的鎖緊鋼珠96更深的拉入到拉釘孔93中， 該定位接觸面104與拉釘孔的定位圓錐面接觸，從而在中心定位拉釘進行中心定位的基礎 上進行角度定位。 圖lla是本發明連接未夾緊時定位齒與定位槽連接示意圖。圖llb是本發明連接 夾緊時定位齒與定位槽連接示意圖。卡盤114的定位齒111側面設有定位斜面，因此該定 位齒lll的法向中心縱截面為等腰梯形，其底角介於80。 89°之間，下底邊S1介於9 llmm之間。工件託扳115的定位槽112側面也為定位斜面116，該定位槽112的法向中心 縱截面為等腰梯形，其底角介於81° 90°之間，下底邊S介於8.5 10.5mm之間。定位 槽112兩側設有盲槽113，定位槽112與兩側的盲槽113之間的距離為0. 5 3mm。未夾緊 時，定位齒111插入定位槽112中，工件託扳115的定位面與卡盤114的之間Z向止動平面 存在0到0. lmm的間隙。定位槽112與兩側的盲槽113之間部分不發生變形，定位齒111 側面的定位斜面與定位槽112的斜面之間存在角度差2。 3° 。夾緊時，在夾緊力的作用 下，工件託扳115的定位面和卡盤114的Z向止動平面緊貼，定位齒111更深地插入定位槽 113中，迫使定位槽112與兩側盲槽113之間部分發生變形，使得定位齒111側面的定位斜 面與定位槽112的斜面之間的角度差為O，這時Sl與S相等。 本發明採用孔隙定位進行定位，適用於多個卡盤與工件託扳的結合定位，由於卡 盤上設置了定位齒，配合設有定位槽和單個拉釘孔的小型託板，也可以適用於單個卡盤與 小型工件託扳的結合定位。當採用單個卡盤與小型工件託扳的結合定位時，利用定位通槽 和定位齒的配合來保證精確的重複定位精度；當採用多個卡盤與大型工件託板的結合定位 時，是利用中心定位拉釘和相應的拉釘孔進行中心定位，再利用角度補償拉釘和相應的拉 釘孔進行角度補償定位，從而保證精確的重複定位精度，這裡的多個卡盤為2 100個之
9間，即工件託扳上設置2 100個拉釘，每個拉釘與一個卡盤相配合使用，其中包括一個中 心定位拉釘、一個角度補償拉釘，其餘的是夾緊拉釘。 卡盤的四個Z向止動面和四個定位齒的兩側定位接觸面，卡盤拉釘孔的外表面以 及卡盤的頂面上塗覆有耐磨塗層，塗層為PVD塗層。卡盤的四個定位齒兩側傾斜面和四個 Z向止動面上開有清潔氣孔。
權利要求
可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位裝置，包括工件託板和卡盤，工件託扳安裝有拉釘，卡盤設有拉釘孔，其特徵在於卡盤包括至少2～4個徑向設置的定位齒，該定位齒的側面設有定位斜面，兩個相鄰定位齒之間設有Z向止動平面，工件託扳設有與Z向止動平面相配合的定位面，拉釘包括拉釘本體，拉釘本體通過螺栓與工件託扳連接，拉釘本體的肩部設有定位平面，拉釘本體的定位平面與工件託扳的定位面貼合安裝，卡盤的拉釘孔口設有定位圓錐面，定位圓錐面的錐度為7°～15°，拉釘本體側面設有與定位圓錐面相配合的定位接觸面，拉釘本體的中下部設有夾緊面，夾緊面是一個方向朝上的圓錐面，拉釘孔內還設有鎖緊鋼珠孔，鎖緊鋼珠孔內設有鎖緊鋼珠，鎖緊鋼珠孔的位置與夾緊面相配合，卡盤拉釘孔口的定位圓錐面的中心與與之配合的卡盤的至少兩個定位齒的中心線交點重合，其同心度在0.008之內，工件託板上至少設有兩個拉釘，該至少兩個拉釘包括一個中心定位拉釘和一個角度補償拉釘，安裝在同一平面上的卡盤的數量和位置與拉釘的數量和位置相對應，工件託板的定位面上設有與定位齒相配合的避讓槽，位於一個平面上的至少兩個卡盤的Z軸定位面的共面度至少在0.01mm之內，任意兩個最近相鄰卡盤的拉釘孔定位圓錐面的中心距相同，且公差在0.015mm之內，且任意一個卡盤本體上至少有一個定位齒的定位斜面與其他卡盤本體上的至少一個定位齒的定位斜面的共面度在0.01mm之內，拉釘的拉釘本體位於卡盤的拉釘孔內，定位齒位於避讓槽內，鎖緊前，工件託板的定位面與至少兩個卡盤的Z向止動面接觸，而拉釘本體上至少有一個面與拉釘孔口的定位圓錐面保持虛接觸，間隙在0.001mm到0.02mm之間；鎖緊後，拉釘本體上至少有一個定位接觸面與拉釘孔口的定位圓錐面接觸。
2. 如權利要求1中任一項所述的柔性定位剛性夾持重複定位裝置，其特徵在於中心定位拉釘的定位接觸面為錐度7。 15°圓錐面，角度補償拉釘的定位接觸面包括設在拉釘本體兩側的兩個弧形凸面，該兩個弧形凸面均為錐度7。 15°的圓錐面的一部分，且沿圓錐面呈180°對稱分布。
3. 如權利要求l中任一項所述的柔性定位剛性夾持重複定位裝置，其特徵在於拉釘本體的底部設有舉升面，該舉升面是一個45度方向朝下的圓錐面，卡盤拉釘孔內於鎖緊鋼珠孔之下設有一排舉升鋼珠孔，舉升鋼柱孔內設有舉升鋼珠。
4. 如權利要求l中任一項所述的柔性定位剛性夾持重複定位裝置，其特徵在於該定位齒的側面中部設有定位斜面，即每個定位齒的法向中心縱截面為等腰梯形，其底角和下底邊分別介於80。 89°和9 llmm之間。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的柔性定位剛性夾持重複定位裝置，其特徵在於卡盤的Z向止動面和定位齒的兩側定位斜面，卡盤拉釘孔的外表面以及卡盤的頂面上塗覆有耐磨塗層，塗層為PVD塗層，卡盤的定位齒兩側傾斜面和Z向止動面上開有清潔氣孔。
6. 可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位方法，其特徵在於包括以下步驟A、將一個中心定位拉釘和一個角度補償拉釘以及0 98個夾緊拉釘工件託板上，在工作檯上安裝與拉釘數量相同的卡盤；B、將拉釘放置在相應的卡盤拉釘孔內，定位齒位於避讓槽內，工件託板的定位面與至少兩個卡盤的Z向止動面接觸，而拉釘本體上至少有一個定位接觸面與拉釘孔口的定位圓錐面保持虛接觸，間隙在O. OOlmm到O. 02mm之間；C、鎖緊鋼珠伸出，將拉釘更深的拉入到卡盤的拉釘孔中，拉釘本體上至少有一個定位接觸面與拉釘孔的定位圓錐面接觸，工件託板定位面與 卡盤本體Z向止動面接觸的部分發生變形，拉釘本體周圍的工件託板Z向止動面產生變形，變形範圍為0. 001到0. 07mm之間。
7.如權利要求6所述的柔性定位剛性夾持重複定位裝置方法，其特徵在於該方法還包括步驟D、工件加工好後，鎖緊鋼柱縮回，舉升鋼珠可通過舉升斜面推舉拉釘，將拉釘與卡盤拉釘孔分開，以便將工件託扳從工作檯上取下。
全文摘要
本發明涉及一種可組合使用的柔性定位剛性夾持重複定位裝置，其特徵在於卡盤包括2～4個徑向設置的定位齒，該定位齒的側面設有定位斜面，兩個相鄰定位齒之間設有Z向止動平面，工件託扳設有與定位齒配合的定位槽以及與Z向止動平面相配合的定位面，拉釘包括拉釘本體，拉釘本體通過螺栓與工件託扳連接，卡盤的拉釘孔口設有定位圓錐面，拉釘本體側面設有與定位圓錐面相配合的圓錐形的定位接觸面。該裝置可同時實現精確重複定位和剛性夾緊，確保機械加工過程安全可靠和被加工物的高製造精度和高製造效率。
文檔編號B23Q3/02GK101704200SQ20091019644
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者薛俊倫 申請人:上海麥迅工具機工具技術有限公司