一种消除工件扭曲变形的定位机构及定位方式的制作方法

本发明涉及一种零件加工的安装定位设计，尤其涉及一种消除工件扭曲变形的定位机构及定位方式，具体适用于汽车发动机箱体类零件的平面定位。

背景技术：

目前，箱体类零件，特别是汽车发动机缸体、缸盖等近似长方体的箱体类零件的定位方式为：常用某个较大平面内的四个小区域即四点作为定位基准，夹具相应位置的四个定位块，固定不动，这种定位方式存在以下缺陷：

现有技术中虽然最终是四点定位，但其实只有三点自然接触，剩下的不接触的那个定位块处于“虚空”状态，需要在夹紧力作用下使工件及定位面变形，才能使得剩下的定位块与工件定位面接触，该操作会使零件发生扭曲变形，因而，当加工完成夹具松开后，变形恢复，加工部位形状、位置、尺寸也随之改变，加工误差变大，影响公差保证能力，尤其是精加工时，容易产生不良品。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的定位时工件扭曲变形、增大加工误差的缺陷与问题，提供一种定位时工件不扭曲变形、不会增大加工误差的消除工件扭曲变形的定位机构及定位方式。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种消除工件扭曲变形的定位机构，包括机构本体及其上设置的多个定位块；所述定位机构还包括摇动曲柄、第一支撑杆与第二支撑杆，所述摇动曲柄包括柄转动体及与其左、右两端分别连接的第一柄脚、第二柄脚，柄转动体的中部贯穿而过有芯轴，且在摇动曲柄的下方设置有曲柄转动空隙；

所述定位块包括第一固定定位块、第二固定定位块、第一自适应定位块与第二自适应定位块，所述第一固定定位块、第二固定定位块左右设置，所述第一自适应定位块、第二自适应定位块左右对称设置，第一固定定位块、第二固定定位块内位于机构本体的顶面之上的部位的高度一致，第一自适应定位块、第二自适应定位块均位于机构本体的顶面之上；

所述第一自适应定位块的底部与第一支撑杆的顶端相连接，第一支撑杆的底端位于第一柄脚的正上方，第二自适应定位块的底部与第二支撑杆的顶端相连接，第二支撑杆的底端位于第二柄脚的正上方，且第一支撑杆、第二支撑杆均沿垂直方向进行上下运动。

所述第一柄脚、第二柄脚的结构一致，均包括上凸圆弧部与下脚连接部，所述上凸圆弧部的顶部与对应的第一支撑杆或第二支撑杆的底端相接触，上凸圆弧部的底部与下脚连接部的顶部相连接，下脚连接部的内侧部与柄转动体的左、右两端对应连接。

所述柄转动体包括前后对齐连接的柄内体与柄外体，所述柄外体的左右两端分别与第一柄脚、第二柄脚的内侧部相连接，第一柄脚与柄内体之间夹成有第一柄槽，第二柄脚与柄内体之间夹成有第二柄槽；

所述柄转动体为中间高两端低的结构，柄转动体的顶部高于第一柄脚、第二柄脚的顶部。

所述第一支撑杆、第二支撑杆的结构一致，均包括杆柱体、杆限位块与杆连块体，所述杆连块体的顶端与第一自适应定位块或第二自适应定位块的底端相连接，杆连块体的底端与杆柱体的顶面相连接，杆柱体的底面与杆限位块的顶端相连接，杆限位块的中部开设有杆限位孔，杆柱体的底面上与杆限位块相连接之外的部位为脚接触处，该脚接触处与第一柄脚或第二柄脚的顶端对应接触。

所述杆连块体的中部开设有连接沉孔；所述第一自适应定位块、第二自适应定位块的结构一致，均包括外露部与下连杆，所述外露部为上窄下宽结构，外露部的底面与下连杆的顶端相连接，下连杆插入连接沉孔的内部，且连接沉孔的深度大于下连杆的长度。

所述外露部的底面上围绕外露部、下连杆连接处的部位上设置有调整垫。

所述机构本体内开设有第一衬套孔与第二衬套孔，第一衬套孔、第二衬套孔内对应嵌入连接有第一衬套、第二衬套，第一衬套、第二衬套的内部分别开设有第一杆腔、第二杆腔，第一杆腔内贯穿而过有与其进行上下运动配合的第一支撑杆，第二杆腔内贯穿而过有与其进行上下运动配合的第二支撑杆。

所述第一杆腔中夹于第一支撑杆外圆柱面、第一衬套内壁之间的部位中设置有第一锁紧装置，且第一锁紧装置与第一衬套的内壁相配合；所述第二杆腔中夹于第二支撑杆外圆柱面、第二衬套内壁之间的部位中设置有第二锁紧装置，且第二锁紧装置与第二衬套的内壁相配合。

所述第一衬套、第二衬套的下方各设置有一个环形的端盖，该端盖包括外环部与内环部，所述外环部的底面与内环部的底面相平齐，外环部的顶面低于内环部的顶面，外环部的内侧壁与内环部的外侧壁相连接，内环部的中部开设有端盖中心孔，外环部的顶面上开设有连接孔，该连接孔通过端盖螺栓与第一衬套或第二衬套的底部相连接；

所述第一支撑杆的底端穿经其对应的端盖中心孔后与第一柄脚的顶端进行上下驱动配合，第二支撑杆的底端穿经其对应的端盖中心孔后与第二柄脚的顶端进行上下驱动配合，且内环部卡入第一杆腔或第二杆腔内。

一种上述消除工件扭曲变形的定位机构的定位方式，包括以下步骤：先将工件放至第一固定定位块、第二固定定位块、第一自适应定位块、第二自适应定位块上，初始为三点定位，即只有三个定位块的顶部与工件的底面自然接触，此时，第一自适应定位块、第二自适应定位块的受力不相等，随后，第一自适应定位块或第二自适应定位块会进行上下运动，运动的同时，第一自适应定位块、第二自适应定位块会带动与其对应连接的第一支撑杆、第二支撑杆上下运动，然后，运动中的第一支撑杆、第二支撑杆与其对应的第一柄脚、第二柄脚进行上下驱动配合，配合的同时，摇动曲柄绕芯轴转动，直至第一固定定位块、第二固定定位块、第一自适应定位块、第二自适应定位块的顶部都与工件的底面相接触，实现四点定位，达到平衡，此时，本定位方式结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种消除工件扭曲变形的定位机构及定位方式中，定位块包括第一固定定位块、第二固定定位块、第一自适应定位块与第二自适应定位块，可见，存在两个固定的定位块，以及两个高度可调的自适应定位块，每个自适应定位块的底端都经一个支撑杆与摇动曲柄的端部相接触，而摇动曲柄的左右两个端部各对应一个自适应定位块，摇动曲柄的中部设置有与其进行转动配合的芯轴，应用时，当第一自适应定位块、第二自适应定位块因受力不相等而发生上下运动时，两个自适应定位块经对应的支撑杆与摇动曲柄的端部相互作用，导致摇动曲柄绕芯轴转动，直至第一固定定位块、第二固定定位块、第一自适应定位块、第二自适应定位块的顶部都与工件的底面相接触，实现四点接触定位，然后锁紧装置将第一支撑杆及第二支撑杆锁紧，第一自适应定位块、第二自适应定位块也不再上下运动，随后，当夹具对工件进行夹持时，不再需要变形工件的定位面以实现四点接触，也就不会引发额外的扭曲变形，加工之后也不存在变形的恢复，确保加工质量的前后统一，避免加工误差的增加。可以将平面四点定位工件的夹紧扭曲变形减小到零或无限接近零。适用于箱体类零件的半精加工和精加工，特别适用于采用一面两销定位的精加工。因此，本发明定位时工件没有或很小扭曲变形，从而减小加工误差。

2、本发明一种消除工件扭曲变形的定位机构及定位方式中，在定位时，依赖的是第一自适应定位块、第二自适应定位块的自动调整，以使四个定位块都与工件定位面自然接触，自动找到理想定位面，实现定位基准与测量基准的一致，提高定位精度，而且用时很短，几秒即可。因此，本发明的自动性较强，定位效率较高。

3、本发明一种消除工件扭曲变形的定位机构及定位方式中，第一杆腔中夹于第一支撑杆外圆柱面、第一衬套内壁之间的部位中设置有第一锁紧装置，同时，第二杆腔中夹于第二支撑杆外圆柱面、第二衬套内壁之间的部位中设置有第二锁紧装置，应用时，当自然的四点定位实现之后，通过第一锁紧装置、第二锁紧装置将对应的支撑杆进行锁紧，抱紧支撑杆的外圆柱面，以稳固定位效果，确保后续加工的顺利进行。因此，本发明的锁紧效果较好，利于后续加工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中摇动曲柄的结构示意图。

图4是图1中第一支撑杆的结构示意图。

图5是图1中端盖的结构示意图。

图6是图1中第二衬套的结构示意图。

图7是本发明中第二衬套、第二支撑杆、端盖的连接示意图。

图中：工件1、机构本体2、第一衬套孔21、第二衬套孔22、第一固定定位块3、第二固定定位块30、第一自适应定位块4、外露部41、下连杆42、第二自适应定位块5、调整垫51、摇动曲柄6、柄转动体61、柄内体611、柄外体612、第一柄脚62、上凸圆弧部621、下脚连接部622、第一柄槽623、第二柄脚63、第二柄槽631、芯轴64、芯轴孔641、曲柄转动空隙65、第一支撑杆7、杆柱体71、脚接触处711、杆限位块72、杆限位孔721、杆连块体73、连接沉孔731、第二支撑杆8、第一衬套9、第一杆腔91、第一锁紧装置92、第二衬套10、第二杆腔101、第二锁紧装置102、端盖11、外环部111、内环部112、端盖中心孔113、连接孔114、端盖螺栓115、轴套12、支承块13、垫板14、安装板15、夹紧16。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1—图7，一种消除工件扭曲变形的定位机构，包括机构本体2及其上设置的多个定位块；所述定位机构还包括摇动曲柄6、第一支撑杆7与第二支撑杆8，所述摇动曲柄6包括柄转动体61及与其左、右两端分别连接的第一柄脚62、第二柄脚63，柄转动体61的中部贯穿而过有芯轴64，且在摇动曲柄6的下方设置有曲柄转动空隙65；

所述定位块包括第一固定定位块3、第二固定定位块30、第一自适应定位块4与第二自适应定位块5，所述第一固定定位块3、第二固定定位块30左右设置，所述第一自适应定位块4、第二自适应定位块5左右对称设置，第一固定定位块3、第二固定定位块30内位于机构本体2的顶面之上的部位的高度一致，第一自适应定位块4、第二自适应定位块5均位于机构本体2的顶面之上；

所述第一自适应定位块4的底部与第一支撑杆7的顶端相连接，第一支撑杆7的底端位于第一柄脚62的正上方，第二自适应定位块5的底部与第二支撑杆8的顶端相连接，第二支撑杆8的底端位于第二柄脚63的正上方，且第一支撑杆7、第二支撑杆8均沿垂直方向进行上下运动。

所述第一柄脚62、第二柄脚63的结构一致，均包括上凸圆弧部621与下脚连接部622，所述上凸圆弧部621的顶部与对应的第一支撑杆7或第二支撑杆8的底端相接触，上凸圆弧部621的底部与下脚连接部622的顶部相连接，下脚连接部622的内侧部与柄转动体61的左、右两端对应连接。

所述柄转动体61包括前后对齐连接的柄内体611与柄外体612，所述柄外体612的左右两端分别与第一柄脚62、第二柄脚63的内侧部相连接，第一柄脚62与柄内体611之间夹成有第一柄槽623，第二柄脚63与柄内体611之间夹成有第二柄槽631；

所述柄转动体61为中间高两端低的结构，柄转动体61的顶部高于第一柄脚62、第二柄脚63的顶部。

所述第一支撑杆7、第二支撑杆8的结构一致，均包括杆柱体71、杆限位块72与杆连块体73，所述杆连块体73的顶端与第一自适应定位块4或第二自适应定位块5的底端相连接，杆连块体73的底端与杆柱体71的顶面相连接，杆柱体71的底面与杆限位块72的顶端相连接，杆限位块72的中部开设有杆限位孔721（杆限位孔721用来装限位销，以限制支撑杆的上下移动的行程），杆柱体71的底面上与杆限位块72相连接之外的部位为脚接触处711，该脚接触处711与第一柄脚62或第二柄脚63的顶端对应接触。

所述杆连块体73的中部开设有连接沉孔731；所述第一自适应定位块4、第二自适应定位块5的结构一致，均包括外露部41与下连杆42，所述外露部41为上窄下宽结构，外露部41的底面与下连杆42的顶端相连接，下连杆42插入连接沉孔731的内部，且连接沉孔731的深度大于下连杆42的长度。

所述外露部41的底面上围绕外露部41、下连杆42连接处的部位上设置有调整垫51。

所述机构本体2内开设有第一衬套孔21与第二衬套孔22，第一衬套孔21、第二衬套孔22内对应嵌入连接有第一衬套9、第二衬套10，第一衬套9、第二衬套10的内部分别开设有第一杆腔91、第二杆腔101，第一杆腔91内贯穿而过有与其进行上下运动配合的第一支撑杆7，第二杆腔101内贯穿而过有与其进行上下运动配合的第二支撑杆8。

所述第一杆腔91中夹于第一支撑杆7外圆柱面、第一衬套9内壁之间的部位中设置有第一锁紧装置92，且第一锁紧装置92与第一衬套9的内壁相配合；所述第二杆腔101中夹于第二支撑杆8外圆柱面、第二衬套10内壁之间的部位中设置有第二锁紧装置102，且第二锁紧装置102与第二衬套10的内壁相配合。

所述第一衬套9、第二衬套10的下方各设置有一个环形的端盖11，该端盖11包括外环部111与内环部112，所述外环部111的底面与内环部112的底面相平齐，外环部111的顶面低于内环部112的顶面，外环部111的内侧壁与内环部112的外侧壁相连接，内环部112的中部开设有端盖中心孔113，外环部111的顶面上开设有连接孔114，该连接孔114通过端盖螺栓115与第一衬套9或第二衬套10的底部相连接；

所述第一支撑杆7的底端穿经其对应的端盖中心孔113后与第一柄脚62的顶端进行上下驱动配合，第二支撑杆8的底端穿经其对应的端盖中心孔113后与第二柄脚63的顶端进行上下驱动配合，且内环部112卡入第一杆腔91或第二杆腔101内。内环部112限制第一锁紧装置92、第二锁紧装置102的轴向移动并防止脱出。

一种上述消除工件扭曲变形的定位机构的定位方式，包括以下步骤：先将工件1放至第一固定定位块3、第二固定定位块30、第一自适应定位块4、第二自适应定位块5上，初始为三点定位，即只有三个定位块的顶部与工件1的底面自然接触，此时，第一自适应定位块4、第二自适应定位块5的受力不相等，随后，第一自适应定位块4或第二自适应定位块5会进行上下运动，运动的同时，第一自适应定位块4、第二自适应定位块5会带动与其对应连接的第一支撑杆7、第二支撑杆8上下运动，然后，运动中的第一支撑杆7、第二支撑杆8与其对应的第一柄脚62、第二柄脚63进行上下驱动配合，配合的同时，摇动曲柄6绕芯轴64转动，直至第一固定定位块3、第二固定定位块30、第一自适应定位块4、第二自适应定位块5的顶部都与工件1的底面相接触，实现四点定位，达到平衡，此时，本定位方式结束。

本发明的原理说明如下：

优选本发明中的第一自适应定位块4、第二自适应定位块5、第一支撑杆7、第二支撑杆8、第一衬套9、第二衬套10或机构本体2上都可根据功能需要加工出各种流体介质孔，如液压油，压缩空气、冷却液等介质孔。

优选本发明中的芯轴64安装在轴套12中，该轴套12的一端安装在芯轴孔641中，另一端安装在支承块13上的安装孔中，支承块13的顶面与两个端盖11的底部相接触。

优选脚接触处711的面积大于或等于杆柱体71的底面的面积的一半。

实施例1：

参见图1—图7，一种消除工件扭曲变形的定位机构，包括机构本体2及其上设置的多个定位块；所述定位机构还包括摇动曲柄6、第一支撑杆7与第二支撑杆8，所述摇动曲柄6包括柄转动体61及与其左、右两端分别连接的第一柄脚62、第二柄脚63，柄转动体61的中部贯穿而过有芯轴64，且在摇动曲柄6的下方设置有曲柄转动空隙65；所述定位块包括第一固定定位块3、第二固定定位块30、第一自适应定位块4与第二自适应定位块5，所述第一固定定位块3、第二固定定位块30对称设置，所述第一自适应定位块4、第二自适应定位块5左右对称设置，第一固定定位块3、第二固定定位块30内位于机构本体2的顶面之上的部位的高度一致，第一自适应定位块4、第二自适应定位块5均位于机构本体2的顶面之上；所述第一自适应定位块4的底部与第一支撑杆7的顶端相连接，第一支撑杆7的底端位于第一柄脚62的正上方，第二自适应定位块5的底部与第二支撑杆8的顶端相连接，第二支撑杆8的底端位于第二柄脚63的正上方，且第一支撑杆7、第二支撑杆8均沿垂直方向进行上下运动。

一种上述消除工件扭曲变形的定位机构的定位方式，包括以下步骤：先将工件1放至第一固定定位块3、第二固定定位块30、第一自适应定位块4、第二自适应定位块5上，初始为三点定位，即只有三个定位块的顶部与工件1的底面自然接触，此时，第一自适应定位块4、第二自适应定位块5的受力不相等，随后，第一自适应定位块4或第二自适应定位块5会进行上下运动，运动的同时，第一自适应定位块4、第二自适应定位块5会带动与其对应连接的第一支撑杆7、第二支撑杆8上下运动，然后，运动中的第一支撑杆7、第二支撑杆8与其对应的第一柄脚62、第二柄脚63进行上下驱动配合，配合的同时，摇动曲柄6绕芯轴64转动，直至第一固定定位块3、第二固定定位块30、第一自适应定位块4、第二自适应定位块5的顶部都与工件1的底面相接触，实现四点定位，达到平衡，此时，本定位方式结束。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述第一柄脚62、第二柄脚63的结构一致，均包括上凸圆弧部621与下脚连接部622，所述上凸圆弧部621的顶部与对应的第一支撑杆7或第二支撑杆8的底端相接触，上凸圆弧部621的底部与下脚连接部622的顶部相连接，下脚连接部622的内侧部与柄转动体61的左、右两端对应连接。所述柄转动体61包括前后对齐连接的柄内体611与柄外体612，所述柄外体612的左右两端分别与第一柄脚62、第二柄脚63的内侧部相连接，第一柄脚62与柄内体611之间夹成有第一柄槽623，第二柄脚63与柄内体611之间夹成有第二柄槽631；所述柄转动体61为中间高两端低的结构，柄转动体61的顶部高于第一柄脚62、第二柄脚63的顶部。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述第一支撑杆7、第二支撑杆8的结构一致，均包括杆柱体71、杆限位块72与杆连块体73，所述杆连块体73的顶端与第一自适应定位块4或第二自适应定位块5的底端相连接，杆连块体73的底端与杆柱体71的顶面相连接，杆柱体71的底面与杆限位块72的顶端相连接，杆限位块72的中部开设有杆限位孔721（杆限位孔721用来装限位销，以限制支撑杆的上下移动的行程），杆柱体71的底面上与杆限位块72相连接之外的部位为脚接触处711，该脚接触处711与第一柄脚62或第二柄脚63的顶端对应接触，所述脚接触处711的面积大于或等于杆柱体71的底面的面积的一半。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述机构本体2内开设有第一衬套孔21与第二衬套孔22，第一衬套孔21、第二衬套孔22内对应嵌入连接有第一衬套9、第二衬套10，第一衬套9、第二衬套10的内部分别开设有第一杆腔91、第二杆腔101，第一杆腔91内贯穿而过有与其进行上下运动配合的第一支撑杆7，第二杆腔101内贯穿而过有与其进行上下运动配合的第二支撑杆8。所述第一杆腔91中夹于第一支撑杆7外圆柱面、第一衬套9内壁之间的部位中设置有第一锁紧装置92，且第一锁紧装置92与第一衬套9的内壁相配合；所述第二杆腔101中夹于第二支撑杆8外圆柱面、第二衬套10内壁之间的部位中设置有第二锁紧装置102，且第二锁紧装置102与第二衬套10的内壁相配合。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。