[发明专利]一种高精度180°翻转定位装置及装调方法

说明书

本发明依据某直线绕其上任意一点旋转180°后与原直线重合的原理，提供了一种高精度180°翻转定位装置及装调方法。该装置包括：底座、翻转芯轴、压簧、圆环挡板、定位盘、密珠轴套、定位柱、定位销、紧定螺钉。该装置结构简单，无需专用的分装装置，调整方便、定位精度高，结构刚度高。一次调整后无需后续调整即可保持较高的翻转与定位精度。而且在使用过程中，随着定位柱与定位盘的磨合，定位柱与定位盘的双线接触逐渐变成有一定微小宽度的双面接触，因此，该装置的定位刚度和定位精度会进一步提高。该装置的翻转分度误差可达10″以下，分度精度优于一般高精度数控分度台的分度精度，制造成本远低于后者。在特定工况下，该装置具有突出的优越性。

技术领域

本发明属于精密加工与测试技术领域，涉及一种高精度180°翻转定位装置及装调方法。

背景技术

在加工与测量领域中，经常会遇到需将被加工或测量零件及其它装置精确翻转180°的工况。若增加一回转工作台，采用手动或数控分度的方式可实现零件或装置的翻转运动，但该方案除了占用较大工作空间外，翻转和定位精度的提高也难以保证。对于仅实现180°翻转这一操作，高精度的回转工作台有大材小用之嫌，且成本太高。另外，在某些工况下(环境恶劣、操作空间有限、操作对象有毒等)，也不允许用手触碰及二次装夹的情况，因此，用手直接动翻转零件是被禁止的。

发明内容

为解决上述问题，本发明依据某直线绕其上任意一点旋转180°后与原直线重合的原理，提供了一种高精度180°翻转定位装置。

具体技术方案为，该装置包括底座、翻转芯轴、压簧、圆环挡板、定位盘、密珠轴套、定位柱、定位销、紧定螺钉。

所述底座为整体式结构，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型柱内孔中间开设内径尺寸大于内孔直径2mm的环槽，用于储存润滑该轴段的润滑脂；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，用于锁紧螺母锁紧翻转芯轴；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连接定位盘；

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、翻转芯轴B轴段、翻转芯轴C轴段和翻转芯轴D轴段，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和定位柱孔，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，以实现定位销与翻转芯轴的间微小过盈配合，从而确保在翻转芯轴的转动方向，定位柱和翻转芯轴之间应具有较好的刚度；翻转芯轴大端端面设有B型中心孔，同时均布设置与其它夹具连接的螺纹孔，小端面设有带螺纹孔的C型中心孔，通过螺纹连接手动操作的拉环或电动驱动装置；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型柱内孔与翻转芯轴的C轴段配合，中间设有密珠轴套，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，为定位盘的安装定位面，另一侧端面设有中线平行于安装定位面的V型槽，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。通过研磨定位盘的定位面和V型槽的两侧面来调整V型槽中线的姿态误差。

进一步，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。在外力作用下，定位柱装配后可绕翻转芯轴D轴段上的定位销孔的轴线微动转动或沿定位销轴线方向小范围内移动，以实现与定位盘的良好配合。