一种用于箱体内孔的调心定位和夹紧装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械制造技术领域，涉及一种定位和夹紧装置，特别涉及一种用于箱体内孔的调心定位和夹紧装置及该装置的使用方法。
【背景技术】
[0002]在机械行业，箱体类零件通常作为装配时的基础零件，轴、轴承、齿轮、端盖、套等零件装配在箱体中，使各零部件保持正确的相互位置关系。因此，箱体类零件的加工精度对机器的使用寿命、性能和精度有重要的影响。箱体类零件多为铸件，结构和形状复杂，刚度较差，加工部位多、难度大，因此箱体类零件在数控机床上加工时大多需要使用专用夹具。如何将箱体类零件快速和准确地定位在夹具上是保证箱体类零件加工精度、提高加工效率的关键。因此在机械行业，需要一种能根据箱体的内孔自动调心定位和夹紧的装置，以便将箱体定位和固定在夹具上，来完成箱体的加工。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是解决现有技术中箱体类零件在夹具上的定位精度低；箱体易被夹紧装置卡住；定位和夹紧效率低；夹紧装置零件不易更换，成本较高的问题，提供一种方便、快捷的将箱体内孔自动调心定位和夹紧到夹具上的调心定位和夹紧装置。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0005]一种用于箱体内孔的调心定位和夹紧装置，该装置包括底座，夹具体，螺柱以及把手；其中，螺柱位于底座顶部的螺纹孔中，螺柱下部连接大钢球；底座外圆柱面上均匀分布有沉孔，沉孔沿径向水平均匀分布，且彼此相通，每个沉孔内装配有圆柱螺旋压缩弹簧、滑柱、小钢球各一个；小钢球与滑柱相切，可轴向运动于沉孔内；小钢球共切于一个大钢球；底座的底部有一圆柱形的凸台，凸台卡合在夹具体的定位孔中，底座与夹具体不发生相对移动；底座上分布有沉孔，螺钉穿过沉孔将底座固定在夹具体上。该沉孔与底座外圆柱面径向分布的沉孔在底座上交错分布，与轴线平行。
[0006]沉孔位于外圆柱面的中间偏下位置。当然，沉孔数量和位置可以根据箱体内孔的位置和大小而设定。本发明提供的沉孔数量为3个，是从稳定性和材料节约的角度为最佳。
[0007]优选的，大钢球与底座接触处的竖直孔处为间隙配合；三个沿径向水平均匀分布的沉孔分为2部分，直径较大的为沉头部分，直径较小的为通孔部分，圆柱螺旋压缩弹簧位于沉头部分，小钢球活动于通孔部分；小钢球、滑柱与通孔部分为间隙配合。
[0008]优选的，所述底座外圆柱面上装配有定位环，定位环与底座同轴，高度与底座外圆柱面的高度相等；定位环圆柱面上分布有与底座外圆柱面上沉孔相同数量的通孔，通孔直径与滑柱直径相同；滑柱穿过定位环，圆柱螺旋压缩弹簧装在滑柱上，位于定位环和滑柱轴肩之间，当弹簧压缩，滑柱穿过底座上的沉孔、定位环上的通孔将箱体内孔自动调心定位和夹紧。
[0009]通孔与沉孔处于同一径向，共轴线，保证滑柱夹紧箱体时可以顺畅自由穿过沉孔和通孔。当螺柱向下移动推动大钢球时，大钢球推动与之相切的小钢球产生径向移动，推动滑柱穿过圆柱螺旋压缩弹簧和定位环上的通孔，通过底座外圆柱面上的沉孔定位和夹紧箱体内孔，此时箱体内孔轴线与夹具体上的定位孔共轴线，并将箱体夹紧在夹具体上。
[0010]优选的，其中，所述底座外圆柱面上均匀分布有凹坑，定位环上分布有与凹坑数量相等的螺纹孔，紧定螺钉穿过定位环上螺纹孔，压在底座上的凹坑中，防止定位环与底座产生相对转动。
[0011]凹坑与沉孔可以为同一圆心平面，也可以不处于。处于同一圆心平面时，凹坑和沉孔交错分布，以紧定螺钉锁定定位环和底座效果较好。
[0012]优选的，所述滑柱等长，且保证在钢球的推动下伸出量相等；与箱体内孔作用接触处采用球面。
[0013]伸出量相等的保证是通过控制底座、滑柱、定位环、钢球各零件的尺寸精度和位置精度来保证，位置精度在具体的结构描述中已有说明，如底座凸台的外圆柱面与底座的外圆柱面有同轴度要求、定位环的内外圆柱面有同轴度要求等。至于尺寸精度根据具体情况而定，如三个滑柱等长等，达到伸出量相等的效果即可。
[0014]优选的，所述滑柱和定位环材料均采用45钢，粗糙度Ra分别为0.8,3.2。
[0015]优选的，螺柱上部为六角头结构，中间加工有外螺纹，下部为一圆台；底座的顶部加工有螺纹孔，螺柱通过螺纹连接在此螺纹孔中，把手下部的内六角孔插入螺柱上部的六角头中，旋动把手，通过螺柱和底座的螺纹连接，螺柱可以在底座中上下移动；螺柱下部的圆台与大钢球相切，通过大钢球推动小钢球，再推动滑柱，从而将箱体内孔定位和夹紧。本发明中，螺纹为右旋螺纹。
[0016]优选的，把手上部为星形结构，便于旋转；把手下部有一内六角孔，与螺柱上部的六角头配合连接，转动把手带动螺柱上下移动。
[0017]优选的，底座底面的沉孔数量为3个，均匀分布于底座底面；底座的外圆柱面上的凹坑数量为3个，均匀分布于底座外圆柱面上；所述螺钉为内六角圆柱头螺钉和紧定螺钉。内六角圆柱头螺钉穿过沉孔将底座固定在夹具体上；紧定螺钉穿过定位环上螺纹孔，压在底座上的凹坑中，防止定位环与底座产生相对转动。
[0018]本发明还提供一种调心定位和夹紧装置的使用方法为:加工箱体时，旋转把手，带动螺柱向下移动，通过大钢球，推动三个小钢球、三个均匀分布的滑柱同时产生径向移动，将箱体内孔轴线自动调整到与夹具体上的定位孔共轴线，并将箱体夹紧在夹具体上；加工完成后，逆时针旋转把手，滑柱在圆柱螺旋压缩弹簧的弹性作用下回移，松开箱体内孔。由于底座顶部螺纹是右旋螺纹，因此把手旋转方向是顺时针。
[0019]有益效果:
[0020]本发明所述的调心定位和夹紧装置用于加工箱体类零件时对其进行调心定位和夹紧。加工箱体类零件时，使用该调心定位和夹紧装置，能根据箱体的内孔将其轴线快速和准确地自动调整到与夹具体上的定位孔共轴线，并夹紧在夹具体上。加工完成后，滑柱在弹簧的作用下回位，可以使箱体从夹具体上轻松地取下。采用螺柱、大钢球、三个小钢球、三个均匀分布的滑柱、弹簧组成推动机构，确保了该装置在调心定位和夹紧箱体、松开箱体时，不会被卡住。该装置中的钢球、滑柱、弹簧、螺柱等零件，在磨损后可以单独进行更换，降低了维修成本。采用本发明所述的调心定位和夹紧装置，可以很方便地将箱体内孔自动调整到与夹具体的定位孔同轴线。本装置操作方便、快捷，提高了箱体类零件的加工质量和工作效率。
【附图说明】
[0021]图1是调心定位和夹紧装置的全剖主视图；
[0022]图2是调心定位和夹紧装置的俯视图；
[0023]图3是调心定位和夹紧装置的底座全剖主视图；
[0024]图4是调心定位和夹紧装置的底座结构俯视图；
[0025]图5是调心定位和夹紧装置的定位环全剖主视图；
[0026]图6是调心定位和夹紧装置的定位环俯视图；
[0027]图7是调心定位和夹紧装置的滑柱主视图；
[0028]图8是调心定位和夹紧装置的螺杆的主视图；
[0029]图9是调心定位和夹紧装置的螺杆的俯视图；
[0030]图10是调心定位和夹紧装置的把手的全剖主视图；
[0031]图11是调心定位和夹紧装置的把手的俯视图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例对本发明做进一步说明，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域的公知手段。
[0033]实施例1
[0034]如图1所述，该装置包括底座5，夹具体10，螺柱2以及把手I ;其中，螺柱2位于底座5顶部的螺纹孔中，螺柱2下部连接大钢球3，与大钢球同向运动；底座5外圆柱面上均匀分布有三个沉孔5-1。三个沉孔5-1沿径向水平均匀分布，且彼此相通(如图2、图3、图4所示)。每个沉孔内，从沉孔向底座中心方向依次装配有圆柱螺旋压缩弹簧6、滑柱8、小钢球4各一个，三个小钢球4与滑柱8相切，可轴向运动于沉