[发明专利]无侧隙定心自动补偿定位装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无侧隙定心自动补偿定位装置以及工件内孔定心、端面定位方法。

背景技术

高精度的齿轮在成型后通常是先进行热处理，然后进行磨齿，用以消除热处理加工后产生的变形，提高齿轮的精度。在磨齿之前，需要在齿轮上加工一个基准孔，再以该基准孔定位磨削齿轮的齿圈。目前，普遍采用的内孔定心方法是采用三抓卡盘夹住外圆定心，通过校内孔和端面来加工内孔，此方法在装夹时端面校准难度较大，安装的精度较差，一般还需要利用千分表来校准端面，耗费的时间较大，同时，卡盘夹紧齿轮外圆由于夹紧力不易掌握，容易导致被加工的孔出现圆度误差超差，尤其是针对一些薄片齿轮，由于圆度超差，其内孔的精度会大大降低。也有一些齿轮加工过程中内孔定心是采用专用的夹具来实现的，其以齿轮的分度圆来定位并夹紧，但是，由于不同的齿轮的分度圆尺寸不同，每个不同尺寸的齿轮在加工时均需要配备不同的夹具，对于小批量多品种的生产厂家而言，夹具成本相对较高，增加了生产成本，此外，这种方法对于薄片齿轮的加工而言，也会导致圆度超差而引起的内孔精度无法精确控制。

以上两种内孔定心方法的缺陷不仅出现在齿轮磨齿加工过程中，还出现在其他一些工件的加工过程中，例如法兰内孔的定心等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种无侧隙定心自动补偿定位装置，其无需校端面，避免加工内孔圆度超差，即能够简化工件内孔定心过程，又能够提高精度。

本发明的目的之二在于提供一种工件定心方法。

为实现上述目的一，本发明采用如下技术方案：

无侧隙定心自动补偿定位装置，包括，

固定座，该固定座上设置有一开口位于固定座侧面凹槽，该凹槽的内壁形成一凹球面；

嵌置在凹槽内部的调整垫块，该调整垫块具有与凹球面以贴合的方式配合的凸球面、以及与凸球面正对的受压平面，凸球面的直径小于或等于凹球面的直径；

固定连接在固定座上位于凹球面开口一侧的连接盘，该连接盘的中心轴线与凹球面的回转轴线重合，该连接盘上沿其轴向活动的穿接有至少两个定位顶杆，该至少两个定位顶杆绕连接盘的中心轴线圆周阵列，且定位顶杆的一端顶压于受压平面、另一端由连接盘远离固定座的端面穿出顶顶压于工件的前端面；

安装在连接盘上且与连接盘同轴的密珠轴承；

与连接盘同轴的定心棒，其包括一插装在密珠轴承内且与密珠轴承内孔紧配合的插入部以及一穿接于工件内孔中的锥状部，该锥状部的直径由与插入部衔接的一端向着远离插入部的一端逐渐增大，锥状部远离插入部的端面有一定心用的中心孔；

绕连接盘的中心轴线圆周阵列的至少两个锁紧组件，锁紧组件一端固定连接于连接盘，另一端具有一个顶压于工件后端面的顶压部；

用于插入中心孔并向定心棒施加一个朝向插入部的轴向压力的机床尾座顶尖。

定心棒插入部与密珠轴承过盈配合，锥状部的表面与工件内孔接触配合，机床尾座顶尖顶压定心棒用以实现工件的无侧隙定心。工件的中心线与定心棒的轴线重合，定心棒可在工件夹紧后被取出。工件被夹紧时，调整垫块在凹球面内转动以自动补偿定位面，且工件的两端面分别被定位顶杆和锁紧组件顶压夹持，实现工件端面自动定位和夹紧。

锁紧组件包括压板、与连接盘中心轴线平行的双头螺柱以及锁紧螺母，双头螺柱的一端以螺纹配合的方式固定于连接盘、另一端由压板穿出，锁紧螺母螺接在双头螺柱穿出压板的部分，顶压部为设置在压板内边缘靠近工件后端面一侧的凸起部。

锁紧组件还包括与双头螺柱平行的支撑螺柱，该支撑螺柱的一端以螺纹配合的方式固定于连接盘、另一端顶压于压板的外边缘。

定位顶杆的表面设置有沿其长度方向延伸的限位槽，连接盘上固定有一插装在限位槽内的限位螺钉。

为实现上述目的二，本发明采用如下技术方案：

采用上述无侧隙定心自动补偿定位装置实现工件内孔定心的方法，其包括如下步骤：

A、将定心棒插入到工件的内孔中，使定心棒上的锥状部的外周缘与工件的内孔接触，并将定心棒锥状部前端的插入部插装在固定于连接盘上的密珠轴承的内孔中，且使插入部与密珠轴承的内孔紧配合，使工件位于连接盘的后端面；

B、利用施力单元对定心棒远离插入部的一端施加轴向顶压力以锁紧定心棒，并使工件的前端面顶压活动穿接在连接套中的定位顶杆，定位顶杆的前端顶压调整垫块的受压平面，使调整垫块与受压平面相对的凸球面与固定座上的凹球面紧密贴合；