[发明专利]一种高精度180°翻转定位装置及装调方法

权利要求书

1.一种高精度180°翻转定位装置，其特征在于，包括底座(1)、翻转芯轴(6)、压簧(3)、圆环挡板(10)、定位盘(4)、密珠轴套(11)、定位柱(5)、定位销(8)；

所述底座(1)为整体式结构，其由一底板和两个与底板上侧垂直的U型柱结构组成；两个U型柱平行设置，上端分别开设内孔，其内孔直径相等且轴线一致，翻转芯轴穿过两内孔，内孔的圆柱度不大于2μm；前U型柱内孔(1-3)中间开设内径尺寸大于内孔直径2mm的环槽(1-2)；环槽上方设有通到前U型柱顶部的螺纹孔，螺纹连接柱塞螺母(2)；后U型柱外端面设有4个均布的螺纹孔，通过定位盘连接螺钉(9)连接定位盘(4)；

所述翻转芯轴是由四个轴段组成的回转体，从前往后依次为翻转芯轴A轴段(6-3)、翻转芯轴B轴段(6-4)、翻转芯轴C轴段(6-5)和翻转芯轴D轴段(6-7)，且轴径依次减小；翻转芯轴A轴段与翻转芯轴B轴段间的轴台为压簧一端的定位端面，翻转芯轴B轴段与翻转芯轴C轴段间的轴台为翻转芯轴轴向运动的限位面，通过圆环挡板(10)限定翻转芯轴的轴向移动距离；圆环挡板的一侧端面是压簧另一端的定位面；翻转芯轴B轴段的直径小于压簧的内径；翻转芯轴A轴段和翻转芯轴C轴段为精加工面，同轴度不大于2μm，圆度不大于1μm；翻转芯轴D轴段垂直于轴线方向设有轴线正交的定位销孔(6-6)和定位柱孔(6-8)，定位柱穿过定位柱孔，定位柱孔的直径大于定位柱直径0.5～1mm，定位销穿过定位销孔，定位销孔直径小于定位销直径0～3μm；翻转芯轴大端端面设有B型中心孔(6-2)，同时均布设置与其它夹具连接的螺纹孔(6-1)，小端面设有带螺纹孔的C型中心孔(6-9)，通过螺纹连接手动操作的拉环(7)或电动驱动装置；所述前U型柱内孔与翻转芯轴A轴段之间为间隙配合，配合间隙2～4μm；后U型柱内孔(1-4)与翻转芯轴的C轴段配合，中间设有密珠轴套(11)，所用滚动体为同一批次的且与芯轴和内孔的单边过盈量为1～3μm的高精度球形滚动体；

所述定位盘为圆环截面柱形结构，一侧端面为平面，为定位盘的定位面(4-3)，另一侧端面设有中线平行于安装定位面的V型槽(4-2)，V型槽的两侧面分别共面，V型槽的中线与翻转芯轴的轴线正交。

2.根据权利要求1所述的一种高精度180°翻转定位装置，其特征在于，上述的定位柱、定位盘和定位销采用GCr15材料，硬度不低于HRC58；定位柱的圆柱度不低于2μm，中间垂直于其轴线方向开孔，与定位销之间为过盈配合；圆环挡板采用黄铜材料。

3.权利要求1或2所述的高精度180°翻转定位装置的装调方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，按照该装置中各零配件位置初步安装，对定位盘的固定螺钉施加10％～20％的预紧力；

步骤2，判断并调整定位盘V型槽的中线与翻转芯轴轴线的垂直度误差；

1)若定位柱有一端与定位盘V型槽的一侧面点接触，翻转180°后，定位柱的另一端仍与定位盘V型槽的该侧面点接触，则判断定位盘V型槽的中线与翻转芯轴的轴线不正交，存在垂直度误差；通过研磨定位盘的定位面、底座后U型柱的外端面或定位盘V型槽的两侧面调整定位盘V型槽的中线相对于翻转芯轴轴线的垂直度误差，直至定位柱的整条母线与定位盘的V型槽的侧面线接触；

2)若定位柱只有一端与定位盘V型槽的一侧面点接触，定位柱翻转180°后，定位柱的该端与定位盘V型槽的另一端侧面仍点接触，则判断定位柱轴线与翻转芯轴的轴线不正交；在压簧或轴向外力的作用下，定位柱压于定位盘的冲击力自动修正定位柱轴线的偏摆误差；

3)若定位柱只有一侧母线与定位盘V型槽的一侧面接触，定位柱翻转180°后，定位柱该母线与定位盘V型槽的另一侧面接触，则判断定位柱存在中线偏心；轴向轻敲定位销调整定位柱相对于翻转芯轴的偏心误差，直至定位柱翻转前后两母线同时与定位盘V型槽的两侧面接触；

4)若定位柱只有一侧母线与定位盘V型槽的一侧面接触，定位柱翻转180°后，定位柱的另一侧母线与定位盘V型槽的该侧面接触，则判断定位盘存在中线偏心；径向轻敲定位盘，直至定位柱翻转前后两母线同时与定位盘V型槽量两侧面接触；

步骤3，通过光隙法判断翻转前后定位柱的两条母线同时与定位盘V型槽的两侧面均匀接触，光隙法的调整精度达1μm，调整完毕后将定位盘的固定螺钉按对角打逐步拧紧；

步骤4，对定位盘的固定螺钉逐步施加50％、80％到100％的预紧力，每施加一次预紧力分别重复步骤2的调整步骤，若定位盘V型槽存在微小的偏摆误差，通过对称研磨V型槽的两侧面进行修正，直到翻转前后，定位柱的两条母线同时与定位盘V型槽的两侧面均匀接触为止。