一种定位找正自定心装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种定位找正自定心装置，包括定位球、锥度销、螺钉及弹簧垫圈，定位球具有球形的头部，中部为圆锥体形，底部为圆柱形，底面制有带锥面的孔；定位球的球形头部、中部的圆锥体和底部的圆柱形均同轴；圆柱形锥度销安装于定位球底部的孔中，并可通过螺钉调节；弹簧垫圈设置于螺钉和锥度销之间。本实用新型专利技术能够适应零件多种装夹方式，实现变角度装夹，空间坐标原点找正提高找正精度；基于孔和孔口平面即可安装；利用过盈定位销实现自定心功能，消除配合间隙影响；利用球心找正原理获得球心坐标，不受装夹方式和零件位置干扰；利用锥面测量原理，获得距球心的相对坐标，校验出要使用的刀具规格参数的正确性，具有快速可靠特性。

A self-centering device for positioning and alignment

The utility model discloses a positioning, aligning and self-centering device, which comprises a positioning ball, a taper pin, a screw and a spring washer. The positioning ball has a spherical head, a conical middle part, a cylindrical bottom, and a hole with a conical bottom; the spherical head, a conical middle part and a cylindrical bottom of the positioning ball are uniformly coaxial; the cylindrical taper pin are installed in the hole at the bottom of the positioning ball. The spring washer is arranged between the screw and the taper pin. The utility model can adapt to various clamping modes of parts, realize variable angle clamping and space coordinate origin alignment to improve alignment accuracy; can be installed based on the hole and aperture plane; realizes self-centering function by using interference locating pin to eliminate the influence of fit clearance; obtains spherical center coordinates by using spherical center alignment principle, which is free from interference of clamping mode and part position; and utilizes conical measuring principle. The relative coordinates from the center of the sphere are obtained, and the correctness of the tool specification parameters to be used is verified, which has the characteristics of fast and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种定位找正自定心装置
本申请涉及机械加工领域，特别是数控加工原点坐标找正，切削刀具规格参数符合性校验

技术介绍
航空结构零件制造工艺复杂，特征类型多，毛坯材料去除量大。在高新技术的带动下，航空零件加工技术进入了“高速、高效、智能、复合、环保”的发展新阶段，出现了高速(效)切削、近净成形、柔性化加工、多轴复合加工。因而对基于特征的装夹，如带初始角度的装夹，和对降低材料消耗而采用复杂形状毛坯，己对传统的两孔一面找正技术，提出改进要求。传统的两孔一面找正技术，对基准孔尺寸精度、垂直度、位置精度，以及基准面平面度要求很高。零件加工后基准面不能变形，找正时基准孔轴线平行或垂直于找正主轴轴线。零件四周设计较多的工艺凸台，除了装夹使用，还有实现定位基准面功能，同时增加了毛坯材料的耗用，提高切削量。传统的两孔一面，仅能实现定位功能，不能对刀具规格参数校验。传统的两孔一面，使用定位销装夹找正时，基准孔与销为间隙配合，存在一定误差。如果不使用自定心技术，很可能因两孔间隙公差造成零件加工坐标原点偏移。在当前航空结构件制造中，迫切需要解决适应零点装夹系统的定位找正装置，提高找正精度，并能校验使用正确的刀具，适应复杂形状和带角度装夹制造要求。球定位
技术实现思路
本申请的目的：针对上述技术问题，设计一种新型的基于零件结构数控通用找正装置，解决装夹找正受限问题，实现加工前刀具规格参数校验，减少工艺凸台功能，降低成本。本申请实现上述目的方案：一种定位找正自定心装置，包括定位球、锥度销、螺钉及弹簧垫圈，定位球具有球形的头部，中部为圆锥体形，底部为圆柱形，底面制有带锥面的孔；定位球的球形头部、中部的圆锥体和底部的圆柱形均同轴；圆柱形锥度销安装于定位球底部的孔中，并可通过螺钉调节；弹簧垫圈设置于螺钉和锥度销之间。所述圆锥的顶点位于定位球的球心。所述锥度销为膨胀结构。一种定位找正的方法，步骤为：S1调节定位找正自定心装置的螺钉使锥度销对锥面产生静压力；插入定位孔成过盈配合；S2利用球心找正原理，利用测头(图1)或测量棒(图2)，从XYZ方向找出定位找正自定心装置的球头最远接触位置，通过球半径获得球心坐标；S3利用定位找正自定心装置找到球心坐标后，换上要使用的数控刀具，对刀长后使用球心坐标，使刀尖接触到球头下外侧锥面(图3)，获得距球心的相对坐标，即可校验出要使用的刀具规格参数的正确性。所述校验出要使用的刀具规格参数的方法为：设刀具直径为D底角R值为r，球心坐标(X1、Y1、Z1)，接触锥面后，程编刀尖点坐标(X2、Y2、Z2)，此时相对球心点，程编刀尖点距离(△X、△Y、△Z)有：当校验位在水平放置时△Y＝0时，锥面接触点相对球心位置(X’、Z’)，则有：设锥面倾斜角为α°时，则有：可得：当α＝45°时，式为：通过坐标值代入计算，即可由当前坐标校验出刀具直径及底角R规格。利用本申请的定位找正自定心装置，能够进行适应零件加工特征的装夹，减少零件结构因素对传统找正的制约。在加工前，能作到对新换的刀具规格参数的校验，实现解决数控零件变角度装夹，空间坐标原点找正问题，并缩短零件加工前准备时间和提高找正精度，在数控加工前实现刀具符合性校验。本申请是基于孔和孔平面上的可安装的定位找正自定心装置，利用定位销扩张静压力，实现稳定的自定心。利用机床主轴上测头或销棒，找出定位球心空间坐标。利用主轴刀具刀尖与定位找正自定心装置侧锥面接触，获取距定位球心的相对坐标，校验刀具规格参数正确性，解决定位找正和校验问题。本申请结构简单易用，使得具备很好的通用性。本申请相比于现有技术具有如下优点：(1)本申请提供的本申请的定位找正自定心装置，能够适应零件多种装夹方式，实现解决数控零件变角度装夹，空间坐标原点找正问题，并缩短零件加工前准备时间和提高找正精度。在实际使用中，基于孔和孔口平面上，即可安装定位找正自定心装置。(2)本申请利用过盈定位销的弹性可扩张力，对孔壁产生静压力，实现自定心功能，消除配合间隙影响，提高定位精度。(3)本申请利用球心找正原理，使用测头或测量棒，从XYZ方向找出球头最远接触位置，通过球半径获得球心坐标，不受装夹方式和零件位置干扰。(4)本申请利用锥面测量原理，使被测刀尖接触到球头下外侧锥面，获得距球心的相对坐标，即可校验出要使用的刀具规格参数的正确性，具有快速可靠特性。附图说明图1本申请的主视图图2定位球主视图图3锥度销主视图图4杠杆百分表测头找正示意图一图5杠杆百分表测头找正示意图二图6测量棒找正示意图图7刀具校验示意图图8刀具环绕路径示意图一图9刀具环绕路径示意图二图10刀具接触位示意图一图11刀具接触位示意图二。具体实施方式本申请的一种定位找正自定心装置，包括定位球1、锥度销2、螺钉4及弹簧垫圈3，定位球1具有球形的头部，中部为圆锥体形，底部为圆柱形，底面制有带锥面的孔；定位球1的球形头部、中部的圆锥体和底部的圆柱形均同轴；圆柱形锥度销2安装于定位球底部的孔中，并可通过螺钉4调节；弹簧垫圈3设置于螺钉4和锥度销2之间。所述圆锥的顶点位于定位球的球心。所述锥度销2为膨胀结构。数控通用的定位找正自定心装置在使用前，调节螺钉4使锥度销2对锥面产生静压力，促使定位销外径扩张，与孔成过盈配合。插入定位销时，锥面对锥度销2产生反压力，并将作用力到弹簧垫圈上。定位销在插入后始终对孔壁产生扩张压力，促使保持稳定和自定心。本申请的定位找正自定心装置利用球心找正原理，见图4、图5，利用测头从XYZ方向找出球头最远接触位置或，见图6，测量棒从XYZ方向找出球头最远接触位置，通过球半径获得球心坐标。见图7，利用定位找正自定心装置找到球心坐标后，换上要使用的数控刀具，对刀长后使用球心坐标，使刀尖接触到球头下外侧锥面，获得距球心的相对坐标，即可校验出要使用的刀具规格参数的正确性。设刀具直径为D底角R值为r，球心坐标(X1、Y1、Z1)，接触锥面后，程编刀尖点坐标(X2、Y2、Z2)，此时相对球心点，程编刀尖点距离(△X、△Y、△Z)有：当校验位在水平放置时△Y＝0时，锥面接触点相对球心位置(X’、Z’)，则有：设锥面倾斜角为α°时，则有：整理可得：当α＝45°时，式为：因此，通过坐标值代入计算，即可由当前坐标校验出刀具直径及底角R规格。如图8、图9，刀具路径为程序等高环绕或圆弧轨迹，。如图10、图11，刀具接触位置有立式加工中心和卧式加工中心。因此，通过该装配，能解决在数控加工时，复杂零件基于加工特征装夹或带初始角度装夹的坐标原点找正，并通过静态和动态接触，实现对切削刀具规格和加工坐标的符合校验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位找正自定心装置，其特征在于，包括定位球、锥度销、螺钉及弹簧垫圈，定位球具有球形的头部，中部为圆锥体形，底部为圆柱形，底面制有带锥面的孔；定位球的球形头部、中部的圆锥体和底部的圆柱形均同轴；圆柱形锥度销安装于定位球底部的孔中，并可通过螺钉调节；弹簧垫圈设置于螺钉和锥度销之间。

【技术特征摘要】
1.一种定位找正自定心装置，其特征在于，包括定位球、锥度销、螺钉及弹簧垫圈，定位球具有球形的头部，中部为圆锥体形，底部为圆柱形，底面制有带锥面的孔；定位球的球形头部、中部的圆锥体和底部的圆柱形均同轴；圆柱形锥度销安装于定位球底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫武，唐林，方超，冯建明，王辉，张浩，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51