[发明专利]一种用于球面零件加工的定位夹具

说明书

本发明公开了一种用于球面零件加工的定位夹具，采用该夹具不仅定位精准，并且不会对球面零件外球面造成损伤，该夹具包括芯轴、定位套、锁紧压套以及定位销；芯轴一端装夹于加工机床上，另一端端面用于和被加工球面零件接触；定位套套装在芯轴上，并通过其内部设置的凹球面与被加工球面零件的外球面配合；定位销沿径向方向设置，一端与定位套固连，另一端插装至所述定位套上；锁紧压套内套装在定位套外部，并与芯轴螺纹连接。

技术领域

本发明涉及一种定位夹具，具体涉及一种用于球面零件加工的定位夹具。

背景技术

在机械制造的各个加工工艺过程中，必须使工件在工艺系统中处于合适、正确的位置，以保证加工质量，提高生产效率，为了使工件处于合适、正确的位置所使用的各种工艺装备，统称为夹具。

高精度球是精密球轴承、滚珠丝杠、陀螺仪和精密测量仪器中的关键基础元件，在工程领域中占有十分重要的地位，广泛应用于航空、航天、石油、机械和电子电器之中。球体的球形误差、表面粗糙度直接影响了设备的精度、寿命和可靠性。

某型号动压电机内使用的左、右半球属于高精密球，如图1所示，其内孔的加工要求很高，具体是：该孔的圆柱度要求为0.001mm，与外球面的同轴度要求为Φ0.002mm，与端面的垂直度要求为0.002mm，内孔的表面粗糙度要求为Ra0.2μm。

目前左、右半球内孔采用的是使用精密手动车床精车的方法进行精加工，在精加工的过程中,找正外球面与内孔的同轴度至关重要，其结果与最终加工后零件的同轴度紧密相连。目前采用的夹具定位方法，加工过程找正时间长，加工效率低，一次装夹同轴度较差，球面与夹具配合面可以相互转动，容易出现球面划伤问题。

并且现有方法进行批量加工时，需要使用杠杆千分表对每一个装夹后的工件进行找正，效率低下。

发明内容

为了解决现有半球零件加工采用夹具直接定位方法，加工过程找正时间长，加工效率低，一次装夹同轴度较差，球面与夹具配合面可以相互转动，容易出现球面划伤等问题，本发明提供了一种用于球面零件加工的定位夹具。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种用于球面零件加工的定位夹具，包括芯轴、定位套、锁紧压套以及定位销；

芯轴包括依次设置的装夹段、螺纹连接段、周向定位段以及轴向定位段；装夹段用于加工机床装夹；螺纹连接段设有外螺纹；周向定位段上沿轴向方向开设有开口定位槽；轴向定位段的端面用于和被加工球面零件接触；

定位套整体呈台阶状，包括大径段和小径段；定位套内依次设有大孔段、小孔段和凹球面段，其中，大孔段与所述周向定位段间隙配合，且大孔段上设有定位销孔，小孔段与所述轴向定位段间隙配合，凹球面段与被加工球面零件的外球面配合；

定位销沿径向方向设置，一端与所述定位销孔过盈配合，另一端插装至所述开口定位槽内；

锁紧压套内设有三级台阶通孔；第一级台阶孔内壁设有与所述外螺纹配合的内螺纹，第二级台阶孔与所述定位套大径段间隙配合，第三台阶孔所述定位套的小径段间隙配合。

使用时，现将芯轴装夹至加工机床上，将定位销安装至定位套上，且定位销一端伸入定位套内部，然后将被加工球面零件放置在定位套的凹球面段内，之后将装有被加工球面零件的定位套套装至芯轴上，套装过程定位销和开口定位槽起到轴向引导作用，最后将锁紧压套通过螺纹连接的方式套装在定位套的外部，从而实现被加工球面零件的定位，由于定位销和定位槽的作用，使得锁紧压套旋入过程被定位套不会发生转动，避免了被加工球面零件的外球面受到损伤。

进一步地，当被加工球面零件为半球状，且设有拆卸孔时，上述轴向定位段的端面设有柱状凸起，该柱状凸起与拆卸孔可间隙配合，对被加工球面零件进行初定位。