CN211681741U - 一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工装夹具领域，具体公开了一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，包括底座、环形工作台、外球面环、连杆螺栓、小偏心曲轴、滑块、内球面环、压盘；底座与内球面环形成平面运动副，环形工作台置于所述内球面环的顶部形成球面运动副；环形工作台与环形工作台组成球面运动副；底座顶部的中部设置有一方孔，连杆螺栓的一端为长方头，另一端为螺杆，长方头滑动设置在方孔内，长方头上设置有一滑槽，滑槽内滑动设置有滑块，底座沿径向设置有一安装孔连通方孔，安装孔内设置有小偏心曲轴，小偏心曲轴的一端与滑块连接；压盘置于外球面环形成平面运动副。本实用新型的优点是可以对五自由度的位置姿态进行调整。

Description

一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台

技术领域

本实用新型涉及工装夹具领域，特别是一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台。

背景技术

在机械制造领域，对于异形零部件的加工定位装夹，由于大部分没有实际可用的平面基准面，因此零部件的找正装夹比较困难，但这类零部件大都提供一些关键特征方向、位置要求或六点定位原理的具体6点位置凸台点，来作为加工其它加工部位的基准依据。一般找正的方法是用多特征（包括点、线、面）找正法或六点定位原理找正的方法。多特征找正法是首先大致按要求方向放置零件，然后根据一个特征平面的给定的三个点与理论数模的正负值或其他特征线、面进行调整，首先先找平这个特征平面，然后以两点或其他特征定方向旋转零部件找正方向，往往在找正方向后，由于三点支撑在零部件异形面上的移动，又造成了特征平面的倾斜，调整十分麻烦。对于提供六点定位原理具体6点位置凸台点定位的零件，一般又是根据6点定位基准先专门加工一个6点凸台点基准定位工装，来定位这种六点定位原理的零件，装夹固定需要另外的夹具，这六点凸台点往往只是定位点而不是可靠的支撑面。装夹过程为了防止零件变形或偏离6点定位基准，需要用多个百分表检测监控，调整也十分麻烦；而且这两类方式的工件工装定位、夹紧***都刚性不好，加工时很容易造成零部件移位或零部件变形，也就是装夹过程影响了原有的定位，影响最终零部件的加工质量。目前现有的这类平台（工装）大部分为零部件装配或装备架设瞄准设计，大都把灵活、灵敏性作为第一要素，所设计的这类平台（工装）大都运动副距离远、结构松散，刚性差。应此，对于这类异形零件加工装夹需要一种位置与方向调整方便、定位迅速、具有足够抵抗切削力、高刚度、扁平化的定位、锁紧固定平台，来建立这类零件的定位夹紧***，也就是让定位调整与装夹过程分开，让装夹后的定位可调而且不相互影响，从而大大缩短定位装夹时间，提高可靠性的同时提高了生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种对于异形零件的加工装夹快速找正基准并加工的一种扁平化承载平台，也是一种涉及五自由度的位置姿态调整定位锁紧固定平台。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，包括底座、环形工作台、外球面环、连杆螺栓、小偏心曲轴、滑块、内球面环、压盘；所述的底座上设置内球面环，且底座与内球面环形成平面运动副，所述的内球面环的顶部为凹球面，所述的环形工作台的底部为凸球面，且环形工作台置于所述内球面环的顶部使凹球面与凸球面形成球面运动副；所述的环形工作台的顶部设置有安装槽，所述的安装槽的底部为凹球面，所述的外球面环的底部为凸球面，所述的外球面环置于安装槽内，且环形工作台的凸球面与安装槽的凹球面组成球面运动副；

所述底座顶部的中部设置有一方孔，所述的方孔内放置有连杆螺栓，所述的连杆螺栓的一端为长方头，另一端为螺杆，所述的长方头滑动设置在所述方孔内，所述的长方头上设置有一滑槽，所述的滑槽内滑动设置有滑块，所述的底座沿径向设置有一安装孔连通方孔，所述的安装孔内设置有小偏心曲轴，所述的滑块上设置有一连接孔，所述的小偏心曲轴的一端置于所述连接孔内与滑块连接；

所述的外球面环、环形工作台和内球面环的中部均设置有一通孔，所述的压盘置于外球面环形成平面运动副，且连杆螺栓的螺杆穿过外球面环、环形工作台和内球面环的通孔与压盘螺纹连接；

具体地，所述的滑块与所述滑槽左右间隙配合，所述滑块的上下面与滑槽的上下面相适配。

具体地，所述的环形工作台和内球面环组成的球面运动副的球心与外球面环和环形工作台组成的球面运动副的球心相同。

具体地，所述的环形工作台的安装槽的直径大于外球面环的直径。

具体地，所述的小偏心曲轴远离滑块的一端设置有内六角孔。

具体地，所述的滑块与所述滑槽左右间隙的尺寸大于两倍所述小偏心曲轴的偏心值。

具体地，所述小偏心曲轴的曲拐直径小于曲轴主轴外径，且小偏心曲轴回旋的最大轮廓直径小于所述底座的安装孔直径，所述小偏心曲轴的曲拐与滑块上的连接孔适配。

具体地，所述的外球面环、环形工作台和内球面环的通孔直径大于所述螺杆的直径。

具体地，所述的长方头上下滑动设置在所述方孔内。

具体地，所述的环形工作台的顶部设置有安装螺纹孔，用于安装工件。

本实用新型具有以下优点：本实用新型的结构简单，通过多个部件之间形成球面运动副和平面运动副，实现X、Y、A、B、C五个自由度的调整，在使用时可以通过转动小偏心曲轴来对工装进行快速锁紧。

附图说明

图1 为本实用新型的***结构示意图；

图2 为本实用新型的剖视结构示意图；

图3 为本实用新型的工作状态结构示意图；

图中：1-底座，2-环形工作台，3-外球面环，4-连杆螺栓，5-小偏心曲轴，6-滑块，7-内球面环，8-压盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1～3所示，一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，包括底座1、环形工作台2、外球面环3、连杆螺栓4、小偏心曲轴5、滑块6、内球面环7、压盘8；所述的底座1上设置内球面环7，所述内球面环7的底面为平面，与底座1的上平面配合组成平面运动副，所述的内球面环7的顶部为凹球面，所述的环形工作台2的底部为凸球面，且环形工作台2置于所述内球面环7的顶部使凹球面与凸球面形成球面运动副；所述的环形工作台2的顶部设置有安装槽，所述的安装槽的底部为凹球面，所述的外球面环3的底部为凸球面，所述的外球面环3置于安装槽内，且环形工作台2的凸球面与安装槽的凹球面组成球面运动副；

所述底座1顶部的中部设置有一方孔，所述的方孔内放置有连杆螺栓4，所述的连杆螺栓4的一端为长方头，另一端为螺杆，所述的长方头滑动设置在所述方孔内，所述的长方头上设置有一滑槽，所述的滑槽内滑动设置有滑块6，所述的底座1沿径向设置有一安装孔连通方孔，所述的安装孔内设置有小偏心曲轴5，所述的滑块6上设置有一连接孔，所述的小偏心曲轴5的一端置于所述连接孔内与滑块6连接；

所述的外球面环3、环形工作台2和内球面环7的中部均设置有一通孔，外球面环3的顶面也是平面，压盘8的底面为平面，压盘8置于外球面环3上形成另一个平面运动副，且连杆螺栓4的螺杆穿过外球面环3、环形工作台2和内球面环7的通孔与压盘8螺纹连接，并可通过压盘8旋转调整锁紧的间隙，外球面环3与压盘8形成的平面副与底座1和内球面环7形成的平面副在静定情况下相互平行，所述两个平行平面运动副所形成的这组运动副可以实现X、Y两个自由度的小幅距离移动及绕C轴的旋转，移动的距离其取决于凹形球面的区域直径减除外球面环3外径和环形工作台2内径、内球面环7内径的最小直径减除连杆螺栓4的螺杆直径尺寸这三项的最小值；

进一步地，所述的滑块6与所述滑槽左右间隙配合，所述滑块6的上下面与滑槽的上下面相适配。

进一步地，所述的环形工作台2和内球面环7组成的球面运动副的球心与外球面环3和环形工作台2组成的球面运动副的球心相同，且球心位置高度大于所承载的加工零部件重心高度，可实现A、B两个自由度的小幅旋转运动，因此即使球面运动副的静摩擦系数很小的情况下，调整后的零部件与环形工作台2和零部件的转接件所组成的刚体始终能处于稳定状态。

进一步地，所述的环形工作台2的安装槽的直径大于外球面环3的直径。

进一步地，所述的小偏心曲轴5远离滑块6的一端设置有内六角孔，设置的内六角孔可以用于内六角扳手拧转，因此，内六角扳手拧转小偏心曲轴5在底座1圆孔内回转，其曲拐带动滑块6上下左右移动，滑块6带动连杆螺栓4在底座1方孔限定内只能作上下距离的移动，完成对压盘8的推拉，可以对上述X、Y、A、B、C五个自由度的位置、方向运动机构运动副定位完成后进行锁紧和放松。

进一步地，所述的滑块6与所述滑槽左右间隙的尺寸大于两倍所述小偏心曲轴5的偏心值。

进一步地，所述小偏心曲轴5的曲拐直径小于曲轴主轴外径，且小偏心曲轴5回旋的最大轮廓直径小于所述底座1的安装孔直径，所述小偏心曲轴5的曲拐与滑块6上的连接孔适配。

进一步地，所述的外球面环3、环形工作台2和内球面环7的通孔直径大于所述螺杆的直径。

进一步地，所述的长方头上下滑动设置在所述方孔内。

进一步地，所述的环形工作台2的顶部设置有安装螺纹孔，用于安装工件。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：包括底座（1）、环形工作台（2）、外球面环（3）、连杆螺栓（4）、小偏心曲轴（5）、滑块（6）、内球面环（7）、压盘（8）；所述的底座（1）上设置内球面环（7），且底座（1）与内球面环（7）形成平面运动副，所述的内球面环（7）的顶部为凹球面，所述的环形工作台（2）的底部为凸球面，且环形工作台（2）置于所述内球面环（7）的顶部使凹球面与凸球面形成球面运动副；所述的环形工作台（2）的顶部设置有安装槽，所述的安装槽的底部为凹球面，所述的外球面环（3）的底部为凸球面，所述的外球面环（3）置于安装槽内，且环形工作台（2）的凸球面与安装槽的凹球面组成球面运动副；

所述底座（1）顶部的中部设置有一方孔，所述的方孔内放置有连杆螺栓（4），所述的连杆螺栓（4）的一端为长方头，另一端为螺杆，所述的长方头滑动设置在所述方孔内，所述的长方头上设置有一滑槽，所述的滑槽内滑动设置有滑块（6），所述的底座（1）沿径向设置有一安装孔连通方孔，所述的安装孔内设置有小偏心曲轴（5），所述的滑块（6）上设置有一连接孔，所述的小偏心曲轴（5）的一端置于所述连接孔内与滑块（6）连接；

所述的外球面环（3）、环形工作台（2）和内球面环（7）的中部均设置有一通孔，所述的压盘（8）置于外球面环（3）上形成平面运动副，且连杆螺栓（4）的螺杆穿过外球面环（3）、环形工作台（2）和内球面环（7）的通孔与压盘（8）螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的滑块（6）与所述滑槽左右间隙配合，所述滑块（6）的上下面与滑槽的上下面相适配。

3.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的环形工作台（2）和内球面环（7）组成的球面运动副的球心与外球面环（3）和环形工作台（2）组成的球面运动副的球心相同。

4.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的环形工作台（2）的安装槽的直径大于外球面环（3）的直径。

5.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的小偏心曲轴（5）远离滑块（6）的一端设置有内六角孔。

6.根据权利要求2所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的滑块（6）与所述滑槽左右间隙的尺寸大于两倍所述小偏心曲轴（5）的偏心值。

7.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述小偏心曲轴（5）的曲拐直径小于曲轴主轴外径，且小偏心曲轴（5）回旋的最大轮廓直径小于所述底座（1）的安装孔直径，所述小偏心曲轴（5）的曲拐与滑块（6）上的连接孔适配。

8.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的外球面环（3）、环形工作台（2）和内球面环（7）的通孔直径大于所述螺杆的直径。

9.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的长方头上下滑动设置在所述方孔内。

10.根据权利要求1所述的一种高刚性扁平化五自由度定位锁紧固定平台，其特征在于：所述的环形工作台（2）的顶部设置有安装螺纹孔，用于安装工件。

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