[发明专利]超高精度定位器

说明书

本发明涉及一种工件或刀具的定位装置，特别是一种定心定位装置。

定位销是一种常用定位装置，这种定位装置的定位误差来自几个方面，一是定位销与装卡具之间的定位误差，二是定位销与工件、刀具之间的定位误差，还有定位销自身的形位公差。由于加工或使用方面的原因，孔、轴间配合间隙存在相当的允差，致使定位销定位销定位误差较大，不能消除。例如当定位销用于双孔定位时，基准孔中心连线的角向定位误差tgα＝（△₁max+△₂max）/2L，式中△₁max和△₂max分别为圆柱销、削边销与基准孔最大间隙，L为两基准孔的中心距，显然△₁max和△₂max必须保证一定的允差，上述误差计算还不包括定位器自身的制造误差在内。

三爪卡盘是一种广泛应用的定心卡盘，由于卡盘零件的制造误差和配合间隙，特别是夹紧与定位合成一体的结构，使三爪卡盘的定心误差很大，众所周知在三爪卡盘上进行工件倒头加工，找正一分困难。其它各种定心机构，例如浮动锥形自动定心机构，均存在无法避免的定位误差。工件和刀具的定位误差是影响机械工业产品质量的重要因素，也是造成大量机加工废次品的直接原因。

本发明的目的就是针对现有定位装置的上述不足而提供一种以圆孔和一平面作定位基准的超高精度定位器。这位定位器能最大限度消除因孔，轴配合间隙所造成的定位误差。

上述目的是这样实现的。在定位器上采用一种弹性齿爪定心体取代常规刚性的内圆或外圆定心体，旨在避免圆轴、孔的间隙而造成的定位误差。弹性齿爪定心体的基本结构是若干个圆周分布的齿爪自定位器盘体沿轴向伸出，齿爪的根部与盘体相连接，齿爪的端部沿径向有一凸台，所有凸台一律向外或一律向内，组成一个弹性齿爪定心体的所有齿端凸台台面处于同一外圆柱面或同一个内圆柱面上。

为增加齿爪的弹性，在每一根齿爪的根部附近可加工出一个半圆弧槽，该半圆弧槽的中心线至齿根的距离为齿爪高的1/6-1/3，处于同一齿爪齿端凸台的另一侧。

根据定位器使用需要，一种全圆周弹性齿爪定心体，其齿爪的形状完全相同，依圆周均匀分布，数量不少于3个。一般为6-24个，齿爪数多，定位精度高，但加工工艺复杂。

这类定位器用于外圆定位时，即齿端凸台沿径向外凸时，定心体的中央可插入一个导向防护器，导向防护器与盘体相连接，其形状可有以下两种形式：

1.圆台型导向防护器，其端部为圆台，圆台底圆直径介于齿爪凸台外圆直径和齿端外径直径之间，身部为圆柱体，柱面与齿爪间留有间隙。

2.星型导向防护器，其外形为花键轴状柱体，键处于两齿爪之间，键的外圆名义直径与定心体凸台面直径相同，取负公差，键槽与齿爪间留有间隙。这种导向防护器特别适用于小型定心体的插入导向和齿爪的保护。

另一种定心体为局部圆周定位的弹性齿爪定心体，其作用类似常规的削边销。这种定心体的齿爪在圆周上对称分布，集中在两个对称扇形柱体内。这类是定心体也可配设一个导向防护器，与用于全圆周定位器的导向防护器一样可以具有两种不同形状，一种是圆台型，一种是星型。不同之处是用于局部圆周定心体的圆台型导向防护器，在没有齿爪的扇形柱体内，削去部分圆台外缘;用于局部圆周定心体的星型导向防护器，在没有齿爪的扇形柱体内，不具有键状凸起。

本发明具有多种变化，以适应不同定位需要。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1-3显示弹性齿爪定心体的三种基本结构，依次为全圆周外圆定心体，全圆周内圆定心体和部分圆周定心体。

图4是图3的顶视图。

图5为具有导向防护体的同轴双定心体定位器。

图6为具有导向防护体的单定心体定位器顶视图。

图7-8为带有星型导向防护器定位器的顶视图，分别用于全圆周定心体和局部圆周定心体。

图9为双基准孔定位器。

图10为定位器在车床上应用实施例。

参见图1-3。盘体4、8、12上设有若干齿爪1、5、9。图1所示定心体是靠凸台2的台面外圆定位，齿爪1依圆周均布，半圆弧槽3开在齿爪1内侧。图2中定心体是靠凸台6的台面内圆定位，半圆弧槽7开在齿爪5外侧。图3定心体的齿爪9在圆周上对称分布，集中在两个对称扇柱体内，凸台10设在齿爪9外侧，半圆弧槽11开在齿爪9内侧。图4为图3的顶视图，显示齿爪9的对称分布状况。