多工位定心工装及定心方法

技术领域

本发明涉及定位装配技术领域，特别涉及一种多工位定心工装及定心方法。

背景技术

在机械加工、焊接、装配等操作过程中，当需要对多个位于同一轴线上的工件进行定位安装，以保证多个工件之间具有较好的同轴度时，通常对工件之间的加工精度、安装配合关系有很高的要求；或者需要在安装后借助辅助检测装置对工件之间的同轴度进行不断的调整，以满足同轴度的要求。这种操作方式不仅提高了加工成本和加工要求，而且操作不方便，操作效率低。

发明内容

本发明针对在对多个工件进行定心操作时，存在的操作不方便、操作效率低的问题，提供一种多工位定心工装及定心方法，在同时对多个工件进行定心操作的同时，拆卸更加方便。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

多工位定心工装，包括：

芯轴，所述芯轴上设置有多个定位部，所述定位部包括沿芯轴周向均布设置的至少两个第一凸起；

定心卡盘，所述定心卡盘用于安装到待定心工件的定心安装孔，并使定心卡盘的中轴线与定心安装孔的中轴线重合，所述定心卡盘上设置有可供芯轴穿入的定位孔，所述定位孔内沿其周向均布设置有至少两个第二凸起，两个相邻的第二凸起之间分别设置有可容纳第一凸起的让位凹槽；

当芯轴的定位部分别位于各定心卡盘的定位孔内时，转动芯轴，所述第一凸起分别与第二凸起之间形成紧密配合，使各个定心卡盘的中轴线与芯轴的中轴线重合。

作为对本技术方案的进一步改进，多个所述第一凸起横截面的外轮廓均位于同一圆周上，且该圆周的圆心位于芯轴的中轴线上；

多个所述第二凸起横截面的内轮廓位于同一圆周上，且该圆周的圆心位于定心卡盘的中轴线上；

当定心卡盘的中轴线与芯轴的中轴线重合时，所述第一凸起横截面的外轮廓与所述第二凸起横截面的内轮廓均位于同一圆周上。

作为对本技术方案的进一步改进，所述第一凸起为沿芯轴轴线方向设置的条状结构，所述第一凸起的外轮廓面为与芯轴圆周面平行的圆弧面。

作为对本技术方案的进一步改进，所述第二凸起为沿定位孔圆周方向凸出设置的弧形条状结构。

作为对本技术方案的进一步改进，所述定位部固定套设在芯轴上。

作为对本技术方案的进一步改进，多个所述定位部沿芯轴轴线方向依次间隔设置。

作为对本技术方案的进一步改进，所述定心卡盘的外缘设置为台阶结构，在定心卡盘一侧相对设置有压盘，待定心工件在定心卡盘的台阶结构上定位配合安装，设置于定心卡盘与压盘之间，所述定心卡盘与压盘之间固定连接，对待定心工件进行固定装夹。

作为对本技术方案的进一步改进，所述芯轴为空心轴。

作为对本技术方案的进一步改进，所述芯轴一端设置有操作杆。

本发明中还涉及一种采用多工位定心工装的定心方法，包括以下步骤：

S10、将定心卡盘分别配合安装到多个待定心工件上，使定心卡盘的中轴线与待定心工件的中轴心重合；

S20、将芯轴依次插设到各个定心卡盘的定位孔内，使芯轴上的定位部分别位于各个定位孔内，此时定位部的第一凸起分别位于定心卡盘的让位凹槽内；

S30、转动芯轴，使第一凸起分别运动到与第二凸起对应的位置处，第一凸起与第二凸起之间紧密配合，此时待定心工件定心安装孔的中轴线均与芯轴的中轴线重合；

S40、在该状态下完成对待定心工件的加工操作后，转动芯轴，使第一凸起运动到让位凹槽内，将芯轴抽出。

本发明中在芯轴上设置定位部，在定位部与定心卡盘之间设置配合的定心结构，通过转动芯轴使定位部与定心卡盘之间形成定心配合，实现对多个工件的定心操作，使多个工件能同时调整到同一轴线上，且相互之间具有很好的同轴度，对工件的定心操作方便，可达到一轴定多心的效果。

同时，在定心卡盘上设置让位凹槽，在工件加工/装配完成后，通过转动芯轴即可解除定位部与定心卡盘之间的配合，可有效防止在各工件加工/装配完成后，由于加工/装配变形或内应力等造成芯轴与定心卡盘之间抱死，而难以对芯轴进行拆卸的问题，使芯轴的拆卸操作简单、方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，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为本发明多工位定心工装结构示意图。

图2为本发明多工位定心工装与待定心工件之间的配合结构示意图。

图3为图2中A处局部示意图。

图4为本发明多工位定心工装初始状态下定位部与定心卡盘之间的配合结构示意图。

图5为本发明多工位定心工装定心状态下定位部与定心卡盘之间的配合结构示意图。

图6为本发明多工位定心工装中芯轴结构示意图。

图7为图6中B-B处截面示意图。

图中：101、芯轴，102、定位部，103、第一凸起，104、操作杆；

201、定心卡盘，202、定位孔，203、第二凸起，204、让位凹槽，205、压盘；

300、待定心工件。

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。

在需要对多个工件进行焊接、装配等操作，例如需要将多个工件分别固定安装到同一平台或底座上，且对多个工件之间的同轴度具有很高的要求时，针对这种情况，在现有的操作方式中通常采用一根同轴度较好的光轴，将多个工件通过其定心安装孔分别配合安装到光轴上，然后将各个工件焊接或装配到同一平台或底座上，通过光轴来保证工件之间的同轴度，在操作完成后再将光轴从各工件的定心安装孔中抽出。此时，由于工件在安装到固定平台上后，由于安装过程中产生的变形/内应力等方面的影响，各工件与光轴之间会产生不同方向的相互作用力，使光轴与工件之间抱死，从而难以将光轴从工件中拆卸，导致操作不方便、操作效率低等诸多问题。

本发明旨在解决多工件同轴度装配加工时存在的问题，提出了一种多工位定心工装及定心方法，下面结合具体的实施例进行说明。

如图1和2所示，本实施例中的多工位定心工装，包括有：

芯轴101，该芯轴101上设置有多个定位部102，所述定位部102包括沿芯轴周向均布设置的至少两个第一凸起103；如图6和7中所示，本实施例中定位部102采用可套设在芯轴上的轴套结构，在定位部102上沿其周向均布设置有三个第一凸起103；这里多个定位部沿芯轴轴线方向依次间隔设置，以满足对多个待定心工件的定位操作；

定心卡盘201，定心卡盘201分别用于安装到待定心工件300的定心安装孔，并使定心卡盘201的中轴线与定心安装孔的中轴线重合，待定心工件上定心安装孔起到对待定心工件进行辅助定位的作用；在定心卡盘201上设置有可供芯轴穿入的定位孔202，定位孔202内沿其周向均布设置有至少两个第二凸起203，两个相邻的第二凸起203之间分别设置有可容纳第一凸起的让位凹槽204；本实施例中在定位孔202内设置有三个第二凸起203，用于分别与定位部上的第一凸起之间形成一一对应的关系，形成定位配合；定位孔202内在第二凸起之间分别形成三个能够容纳第一凸起的让位凹槽204，且第一凸起103能够在让位凹槽204内自由运动。

当芯轴的定位部102分别位于各定心卡盘的定位孔202内时，转动芯轴101，第一凸起103分别与第二凸起203之间形成紧密配合，使各个定心卡盘201的中轴线与芯轴101的中轴线重合，使待定心工件之间具有很好的同轴度。

在一实施方式中，各定位部102上第一凸起横截面的外轮廓均位于同一圆周上，且该圆周的圆心位于芯轴101的中轴线上；各定心卡盘201上第二凸起203横截面的内轮廓位于同一圆周上，且该圆周的圆心位于定心卡盘201的中轴线上；此时当定心卡盘的中轴线与芯轴的中轴线重合时，第一凸起103横截面的外轮廓与第二凸起203横截面的内轮廓均位于同一圆周上，保证第一凸起与第二凸起之间能够起到相互配合并对各工件进行定心的作用。

在另一实施方式中，第一凸起103沿芯轴轴线方向设置的条状结构，第一凸起103的外轮廓面为与芯轴圆周面平行的圆弧面。采用该结构能够增加第一凸起与第二凸起之间的接触面积，保证定位部与定心卡盘之间的稳定连接，提高定心精度，同时增加了定位部的作用范围，具有更好的通用性；并且能够方便在定心操作时各定位部与定心卡盘之间的配合安装。

在另一实施方式中，第二凸起203为沿定位孔圆周方向凸出设置的弧形条状结构，其内轮廓面为与第一凸起103外轮廓面配合的圆弧面。同样起到使第一凸起与第二凸起之间能够紧密配合，提高定心精度的作用。

当然这里第一凸起可采用沿芯轴轴线方向设置的窄凸条结构，与第二凸起的内轮廓面之间配合时形成点接触；或第二凸起设置为凸点结构，与第一凸起的外轮廓面之间配合时形成点接触，这样的好处是可进一步减小定位部与定心卡盘之间在转动时的摩擦力，以方便芯轴的拆卸操作。

在另一实施方式中，如图2和3所示，定心卡盘201的外缘设置为台阶结构，在定心卡盘201一侧相对设置有压盘205，定心卡盘201外缘的台阶结构安装到定心安装孔内，使待定心工件在定心卡盘的台阶结构上形成定位配合安装，通过两者之间的配合实现对待定心工件与定心卡盘之间的限位配合，此时待定心工件300位于定心卡盘201与压盘205之间，通过螺栓将定心卡盘201与压盘205固定连接，进一步限制待定心工件轴向方向的运动，实现对待定心工件的固定装夹，实现定心卡盘与待定心工件之间的连接。

在另一实施例中，芯轴101为空心轴，以减小芯轴的重量，方便定心操作。在芯轴101一端设置有操作杆104，以方便对芯轴的转动操作。

本发明中采用上述多工位定位工装的定心方法，包括以下步骤：

S10、将定心卡盘分别配合固定安装到多个待定心工件上，使定心卡盘的中轴线与待定心工件的中轴心重合；以图2和3中所示的安装方式为例，将定心卡盘安装到待定心工件的定心安装孔内，使定心卡盘外缘的台阶结构与定心安装孔之间形成配合，此时定心安装孔的内轮廓面与定心卡盘台阶结构的外轮廓面之间配合，待定心工件的一端端面与定心卡盘台阶结构的一端端面之间形成限位配合，在待定心工件的另一端端面位置设置压盘，通过螺栓连接定心卡盘和压盘，实现定心卡盘与待定心工件之间的配合固定连接；

S20、将芯轴依次插设到各个定心卡盘的定位孔内，使芯轴上的定位部分别位于各个定位孔内，此时定位部的第一凸起分别位于定心卡盘的让位凹槽内，从而可将芯轴方便地插入到各个定位孔内，如图4所示；

S30、转动芯轴，使第一凸起分别运动到与第二凸起对应的位置处，第一凸起与第二凸起之间紧密配合，此时在第一凸起与第二凸起的相互配合作用下，定位部对定心卡盘的中心进行调整，同时对多个待定心工件进行调整，使各个待定心工件定心安装孔的中轴线均与芯轴的中轴线重合，保证各待定心工件之间的同轴度，如图5所示；

S40、在该状态下完成对待定心工件的加工操作后，如将待定心工件焊接或装配到平台/底座上后，再次转动芯轴，使第一凸起运动到让位凹槽内，如图4所示，此时即可方便地将芯轴从定心卡盘中抽出。

在本发明的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。