一种高精度外径定位夹具及其上下料方法

技术领域

本发明涉及一种高精度外径定位夹具及其上下料方法，属于高精度夹具技术领域。

背景技术

对于以外径定位加工内孔的夹具，目前存在以下几种形式：1、手动夹具，此种夹具需要利用人工夹紧与压紧，无法保证每次夹紧的一致性，保证不了产品的加工质量，且对于大批量生产，容易造成操作失误；2、气动与液动夹具，目前使用的气动与液动夹具基本是三爪结构，此种结构定位精度不高，且零件易夹变形，在加工过程中可能会出现上下窜动的情况，因此不适用加工精度要求高的零件，另外当气压或液压断掉的时候，夹具会松开，存在安全隐患。

发明内容

发明目的：针对现有夹具所存在的技术问题，本发明提供一种高精度外径定位夹具及其上下料方法，利用滚珠套配合锥度隔套实现零件的周向无间隙夹紧定位，保证夹紧零件的同时自动寻找中心，有效保障精密零件的加工精度，减少加工误差。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种高精度外径定位夹具，包括上下安装的支撑板、底座，所述底座的中心孔内设有支撑座、活动隔套，所述支撑板上设有上压块，用于实现支撑座上零件的顶部限位，所述活动隔套套接于支撑座与底座之间，所述活动隔套与底座之间通过滚珠套滚动连接，所述活动隔套的底部设有定位弹簧，其上侧内壁呈向下收缩的圆锥面，用于在定位弹簧的作用下定位并夹紧零件的外侧面(与零件形成线接触)。

进一步的，所述活动隔套上连接有螺杆，所述底座上开有供螺杆穿过的长槽，所述支撑板上设有滑动连接的过渡板，所述过渡板上连接有下压块，通过推动过渡板带动下压块下压螺杆，从而解除活动隔套对零件的夹紧限位。

进一步的，所述螺杆上设有轴承，可有效减小下压块的滑动摩擦力；所述下压块底部设有过渡斜面，便于实现螺杆的逐步下压。

进一步的，所述上压块与支撑板滑动连接，且两者之间连接有复位弹簧，所述支撑板上设有拨杆，所述拨杆的上端与上压块相连，其中部与支撑板铰接，通过过渡板推动拨杆的下端带动上压块后退，从而解除零件的顶部限位。

进一步的，所述上压块的内端顶部呈斜切面，所述支撑板上设有圆柱销，通过斜切面与圆柱销的配合实现上压块的滑动限位。

进一步的，所述支撑板上穿设有过渡销，所述过渡销与支撑板之间设有碟簧，用于带动过渡销顶住上压块的外端，以使上压块的内端压紧支撑座上的零件。

进一步的，所述过渡板上设有供过渡销穿过的滑槽，所述过渡销的底部连接有限位轴，用于实现过渡板与支撑板的滑动连接，所述过渡板的底部呈台阶状，通过推动过渡板带动过渡销下压，从而解除上压块对零件的压紧限位。

进一步的，所述限位轴上套接有轴承，以滚动方式克服了过渡板的滑动摩擦力；所述过渡板底部的台阶面之间通过斜坡过渡，便于实现台阶之间的过渡。

本发明提供了一种基于上述高精度外径定位夹具的下料方法，包括以下步骤：

P1：推动过渡板向前运动，通过过渡板底部的台阶过渡带动过渡销向下运动，压缩碟簧的同时解除上压块对零件的压紧力；

P2：继续推动过渡板向前运动，通过下压块下压螺杆，从而带动活动隔套向下运动，解除活动隔套对零件的夹紧限位；

P3：继续推动过渡板向前运动，过渡板推动拨杆转动，拨杆带动上压块向后运动，解除零件的顶部限位，而后拿出零件。

本发明还提供了一种基于上述高精度外径定位夹具的上料方法，包括以下步骤：

S1：将零件放在支撑座上，过渡板后退松开拨杆，使得上压块在复位弹簧的作用下向前滑动至顶住圆柱销，实现零件的顶部限位；

S2：过渡板继续后退，下压块松开螺杆，使得活动隔套在定位弹簧的作用向上运动，从而夹紧零件的外侧面；

S3：过渡板继续后退，通过过渡板底部的台阶过渡解除过渡销的下压，使得过渡销在碟簧的作用下顶住上压块的外端，从而带动上压块压紧支撑座上的零件。

有益效果：本发明提供的一种高精度外径定位夹具及其上下料方法，相对于现有技术，具有以下优点：

1、自动化程度高。能够配合机械臂实现零件的自动化上下料，解决了琐碎的人工操作，节约了大量人物力成本，提高了产品的生产效率。

2、定位精度高。锥度活动隔套通过密珠套在底座内上下运动，保证了每次都可以寻找到零件中心，并最大限度地减小了零件的周向夹紧变形，适用于高同心度要求零件的精密加工，同心度误差可保证在0.005mm以内，有效保障了精密零件的加工精度，减少了加工误差。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中活动隔套的剖面结构图；

图3为本发明实施例中过渡板的结构示意图；

图4为本发明实施例中限位轴的结构示意图；

图中的附图标记包括：1、支撑板，2、过渡销，3、拨杆，4、过渡板，5、推动块，6、气缸，7、限位轴，8、下压块，9、螺杆，10、底座，11、支撑座，12、活动隔套，13、零件，14、上压块，15、过渡块，16、滚针轴承，17、滚珠套，18、定位弹簧，19、碟簧，20、复位弹簧，21、圆柱销。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的优选实施方式进行描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

如图1所示为一种高精度外径定位夹具，包括上下安装的支撑板1、底座10，所述支撑板1上设有对称布置的上压块14，用于实现零件13的顶部限位及轴向压紧，所述底座10的中心孔内设有支撑座11、活动隔套12，活动隔套12套接于支撑座11与底座10之间，活动隔套12与底座10之间通过若干滚珠套17滚动连接，活动隔套12的底部设有定位弹簧18。

如图2所示，所述活动隔套12中心为锥度形式，分为上下两部分：上侧内壁呈向下收缩的圆锥面，用于在定位弹簧18的作用下定位并夹紧零件13的外侧面(与零件形成线接触)，下侧内壁呈向下扩张的圆锥面(便于排水)。

本实施例中，所述活动隔套12的两侧连接有螺杆9，底座10上开有供螺杆9穿过的U形长槽，所述支撑板1上设有滑动连接的过渡板4，过渡板4上连接有下压块8，通过推动过渡板4向前运动，带动下压块8下压螺杆9，从而解除活动隔套12对零件13的夹紧限位。

进一步的，所述螺杆9上设有滚针轴承16，可有效减小下压块8的滑动摩擦力；所述下压块8底部设有过渡斜面，便于实现螺杆9的逐步下压。

本实施例中，所述上压块14与支撑板1滑动连接，上压块14上连接有过渡块15，过渡块15与支撑板1之间连接有复位弹簧20，所述支撑板1上设有拨杆3，拨杆3的上端与过渡块15相连，其中部与支撑板1铰接，通过过渡板4推动拨杆3的下端带动过渡块15以及上压块14后退，从而解除零件13的顶部限位。

进一步的，所述上压块14的内端顶部呈斜切面，所述支撑板1上设有圆柱销21，通过斜切面与圆柱销21的配合实现上压块14的滑动限位；所述支撑板1上穿设有过渡销2，所述过渡销2与支撑板1之间设有碟簧19，用于带动过渡销2顶住上压块14的外端，以使上压块14的内端压紧支撑座11上的零件13。

本实施例中，所述过渡板4上设有供过渡销2穿过的滑槽，所述过渡销2的底部连接有限位轴7，用于实现过渡板4与支撑板1的滑动连接；如图3所示，所述过渡板4的底部呈台阶状，通过推动过渡板4向前运动，带动过渡销2下压，从而解除上压块14对零件13的压紧限位。

如图4所示，所述限位轴7上套接有滚针轴承16，以滚动方式克服了过渡板4的滑动摩擦力；所述过渡板4底部的台阶面之间通过斜坡过渡，便于实现台阶之间的过渡。

进一步的，所述过渡板4上连接有推动块5，其与气缸6的活塞杆驱动连接，气缸6进气时推动过渡板4向前运动，实现下料过程；气缸6放气时带动过渡板4后退，实现上料过程。这样在零件加工时，气缸6处于复位状态，并没有对零件夹持起到推动作用，即使突然断气也不会影响夹持状态，解决了安全隐患。

下面给出一种基于上述高精度外径定位夹具的下料方法，包括以下步骤：

P1---松开压紧力：气缸6推动过渡板4向前运动，限位轴7从斜坡过渡到低台阶，带动过渡销2向下运动，使碟簧19向下压的同时上压块14上的压紧力消失，此时零件13上没有压紧力，下压块8刚接触到螺杆9上的轴承；

P2---松开夹紧力：气缸6继续推动过渡板4向前运动，下压块8下压螺杆9上的轴承，带动螺杆9以及活动隔套12向下运动，此时零件13上没有夹紧力，螺杆9上的轴承刚运动到平面位置，过渡板4刚接触到拨杆3；

P3---上压块14后退：气缸6继续推动过渡板4向前运动，过渡板4推动拨杆3转动，拨杆3带动过渡块15以及上压块14向后运动，此时零件13被完全松开，可以拿出零件13。

还有一种基于上述高精度外径定位夹具的上料方法，包括以下步骤：

S1---上压块14复位：将零件13放在支撑座11上，气缸6带动过渡板4向后收缩，使得上压块14在复位弹簧20的作用下向前滑动复位，但对零件13没有压紧力，此时螺杆9上的轴承刚运动到斜面位置；

S2---夹紧零件：气缸6继续带动过渡板4向后收缩，使得活动隔套12在定位弹簧18的作用向上运动，夹紧零件13并实现自动对中，此时限位轴7刚运动到斜坡位置；

S3---压紧零件：气缸6继续带动过渡板4向后收缩，限位轴7从斜坡过渡到高台阶，使得过渡销2在碟簧19的作用下顶住上压块14的外端，以使上压块14的内端压紧支撑座11上的零件13，可通过不同规格的碟簧19调整压紧力的大小。

该方法通过三个连续步骤，保证了夹具既能找到零件的正中心，又不会使零件脱离基准面，提高了零件的加工精度，减少了误差。本发明适用于加工精度要求高的零件，夹紧与压紧变形量小，零件在加工时不会上下窜动的情况。此结构刚性和硬度高，装夹方便，安全性高，适用于以外径定位加工内孔的零件。

上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。