[发明专利]用于轴类零件加工和检测的高精度可调定位装置及方法

说明书

本发明属于精密加工技术与测量技术领域，涉及用于轴类零件加工和检测的高精度可调定位装置及方法。装置包括：两个非对称块V型块，两个垫块、两个固定架、两个铜压块、两个轴承外环、两个密珠轴套。通过组合使用作用于非对称块V型块工作面、调整面、定位面上的三种方式，实现轴类零件水平方向平移及旋转与竖直方向平移的多自由度调整。该装置可通过光隙法判断轴类零件母线的安装精度。具有操作简便，调整方便，成本低等优点，具有重要的推广应用价值。

技术领域

本发明属于精密加工和测量技术领域，涉及一种用于轴类零件的加工和检测的高精度可调定位装置及其调整方法。

背景技术

轴是组成机械的典型零件，它支撑着其它转动件回转并传递扭矩，同时又通过轴承与机器的机架连接。轴类零件作为测量工件时的测量基准，对轴类零件的加工精度和定位精度有很高要求，轴类零件的误差会带入圆柱类零件的测量结果，影响其径向圆跳动误差和径向全跳动误差以及齿轮齿圈径向跳动误差。大多数轴类零件都带有中心孔，其主要作用有两点：一是加工时作为工件的定位基准；二是承受工件的自重和切削力。轴类零件定位精度是零件加工精度得以保证的前提。目前对轴类零件定位精度提出了亚微米量级甚至纳米量级的精度要求。

现有轴类零件的定位方式大都采用双顶尖和中心孔定位，但采用此种定位方式轴的姿态不可调且误差源多。轴类零件顶尖的加工误差、中心孔的加工误差、顶尖和中心孔定位面的锥度误差、动顶尖的运动误差等都会影响定位精度的提高。顶尖和中心孔的定位方式难以达到0.5μm以下的定位要求。

由于V型块结构简单，对中性好，定位可靠，方便使用，故在机械精加工过程中常作为定位元件，但V型块高度及位置不能根据工件变化而相应调整。

发明专利[201610153944.1]公开了一种用于直齿标准齿轮螺旋线测量的高精度定位装置，采用一面固定，一面可调的双V型块定位方式，满足1级精度直齿标准齿轮螺旋线测量装置对定位精度的要求。但是该装置所应用的工件尺寸范围有限，只能用于特定小尺寸工件；由于该装置采用整体式固定支撑，其支撑点位置不可调。

发明专利[201410786345.4]公开了一种可调高度的V型块工装，采用正反向螺纹控制左右非对称V型块相向运动，实现定位轴心高度方向的变化。由于该装置采用螺栓驱动，不具备高精度的调节和精确定位的能力。

发明内容

为解决轴类零件亚微米甚至纳米量级的高精度定位并可调的难题，本发明提供了一种用于轴类零件加工和检测的高精度可调定位装置及其调整方法。该定位装置由两个非对称V型块、两个垫块、两个固定架、两个铜压块、两个外环、两个密珠轴套组成。

其中非对称V型块包括：工作面A、工作面B、调整面、矩形槽、连接螺钉、连接面、定位面。两个非对称V型块采用分离式结构且具有对偶特征，其中一个非对称V型块的连接面上设有沉头孔，另一个非对称V型块的连接面上设有螺纹孔；工作面A和工作面B互相垂直且与水平面夹角不相等，工作面A与工作面B的交线与定位面平行；外环与工作面A、工作面B以及铜压块分别相切；固定架上的压紧螺钉作用在铜压块顶部的中间部分；调整面与水平面呈一大于45°的锐角，固定架上的水平调整螺钉作用在非对称V型块调整面的中间部分；装配后非对称块V型块和固定架的内侧面留有调整间隙；定位面上开有砂轮越程槽；固定架通过螺钉与垫块连接；矩形槽上贴有变波长LED灯，为光隙法观测提供光源；非对称V型块、固定架、铜压块、垫块宽度相等且略小于外环的宽度。

所述的用于轴类零件的加工和检测的高精度可调定位装置的装配方法，包括如下步骤：

1)在装配前采用经过对研的高精度研磨平板对刀口尺进行精化，将刀口尺的精度提高一倍以上；利用上述高精度研磨平板对非对称块V型块的连接面、定位面、垫块的上下面和固定架的底面进行精化；