柔性对中定位装置及其柔性对中工装

摘要

本发明涉及柔性对中定位装置及其柔性对中工装。该柔性对中工装包括支撑架，支撑架上转动装配有在设定轴线的同一定位圆上的定位块，定位块的转动轴线与定位圆的切线平行，定位块侧面具有在竖直状态下与上零部件的外周面或内周面定位配合的扶正面，定位块的顶面具有用于与待对中的上零部件支撑配合以驱动定位块偏转进入偏转状态的导正面，导正面在竖直状态下距离定位圆轴线的最大间距和最小间距分别为L1和L2、扶正面距离定位圆轴线的距离为D，L1和L2与D有如下两种关系,（1）扶正面与上零部件的外周面定位配合，L1＞D、L2=D,(2)扶正面与上零部件的内周面定位配合，L1=D、L2＜D。本发明在使用时，定位块可以转动，可以避免对工件或对中工装造成损坏。

权利要求

1.柔性对中工装，包括支撑架，支撑架上装配有在设定轴线的同一定位圆上的至少三个定位块，其特征在于：所述定位块通过转动装配结构转动装配于支撑架上，所述定位块的转动轴线与定位圆的切线平行且具有仅受重力作用时的竖直状态，所述定位块侧面具有在所述竖直状态下与上零部件的外周面或内周面定位配合的扶正面，定位块的顶面具有用于与待对中的上零部件支撑配合以驱动定位块偏转进入偏转状态的导正面，定位块的导正面在竖直状态下距离定位圆轴线的最大间距和最小间距分别为L1和L2、扶正面距离定位圆轴线的距离为D，为保证上零部件在未对中时能够支撑在导正面上且在对中后不受导正面的干涉，所述L1和L2与D有如下两种关系,（1）扶正面与上零部件的外周面定位配合，L1＞D、L2=D,(2) 扶正面与上零部件的内周面定位配合，L1= D、L2＜D。

2.根据权利要求1所述的柔性对中工装，其特征在于：所述转动装配结构包括设于支撑架上的支撑件，支撑件与定位块一一对应，所述每个支撑件包括两个间隔设置的支撑杆，每个定位块设于相邻的支撑杆之间，每个定位块与相应的支撑杆对应开设有销轴孔，每个定位块与相应的支撑杆通过穿设于所述销轴孔中的销轴连接，所述销轴的轴线构成了所述定位块的转动轴线，所述每个定位块的导正面高于相应的支撑杆的上端面。

3.根据权利要求1或2所述的柔性对中工装，其特征在于：所述导正面为锥面或斜面。

4.柔性对中定位装置，包括对中工装和孔对穿找正机构，所述对中工装包括支撑架，支撑架上装配有在设定轴线的同一定位圆上的至少三个定位块，所述孔对穿找正机构包括用于固设于被安装的上零部件的下端面周向上的螺孔中的对穿螺杆，其特征在于：所述定位块通过转动装配结构转动装配于支撑架上，所述定位块的转动轴线与定位圆的切线平行且具有仅受重力作用时的竖直状态，所述定位块侧面具有在所述竖直状态下与上零部件的外周面或内周面定位配合的扶正面，定位块的顶面具有用于与待对中的上零部件支撑配合以驱动定位块偏转进入偏转状态的导正面，定位块的导正面在竖直状态下距离定位圆轴线的最大间距和最小间距分别为L1和L2、扶正面距离定位圆轴线的距离为D，为保证上零部件在未对中时能够支撑在导正面上且在对中后不受导正面的干涉，所述L1和L2与D有如下两种关系,（1）扶正面与上零部件的外周面定位配合，L1＞D、L2=D,(2) 扶正面与上零部件的内周面定位配合，L1= D、L2＜D。

5.根据权利要求4所述的柔性对中定位装置，其特征在于：所述转动装配结构包括设于支撑架上的支撑件，支撑件与定位块一一对应，所述每个支撑件包括两个间隔设置的支撑杆，每个定位块设于相邻的支撑杆之间，每个定位块与相应的支撑杆对应开设有销轴孔，每个定位块与相应的支撑杆通过穿设于所述销轴孔中的销轴连接，所述销轴的轴线构成了定位块的转动轴线，所述每个定位块的导正面高于相应的支撑杆的上端面。

6.根据权利要求4或5所述的柔性对中定位装置，其特征在于：所述导正面为锥面或斜面。

7.根据权利要求6所述的柔性对中定位装置，其特征在于：所述孔对穿找正机构还包括支架，支架上设有定向孔，所述定向孔具有用于与适配的对中工装的对中轴线垂直相交、且同时与待安装下零部件的上端面周向上的穿丝孔的中心线垂直相交的中心线，所述定向孔中穿设有沿定向孔的中心线方向滑动的定向杆，所述定向杆靠近对穿螺杆的一端设有用于抱紧对穿螺杆外周面以在周向上定位对穿螺杆的凹面。

说明书

柔性对中定位装置及其柔性对中工装

技术领域

[0001] 本发明涉及柔性对中定位装置及其柔性对中工装。

背景技术

[0002] 一种高压断路器中的零部件，该零部件的组装过程中，如图1所示，首先将直径约2m的法兰11固定在支撑架上，接着在法兰11竖直方向组装产品部件12，最后在产品部件
12上套设一个长约4m、重约两吨的筒体13，筒体13与法兰11通过螺钉14紧固连接，筒体
13和法兰11上分别对应开设有用于插装螺钉14的螺孔和穿丝孔。由于螺孔在筒体的下端面并为盲孔，所以在筒体13落到法兰11上需要从下往上(反向)拧紧螺钉，对正螺孔与穿丝孔非常麻烦。该螺孔与穿丝孔的对中定位属于大型零件对中，首先使用对中工装定心件进行对位筒体的轴线使筒体与法兰共同一轴线，即对中过程，接着使用对穿螺杆对筒体的螺孔在圆周方向定位使螺孔与穿丝孔对穿，即孔对穿找正过程。上述对中过程及孔对穿找正过程使用的装置为对中定位装置，其包括对中工装和孔对穿找正机构。传统的对中工装的定心件是刚性圆环零件或是三个在同一个圆上的刚性定位块。由于法兰11和筒体12属于大体积大重量零件，而且对中过程是刚性定位，因此，对中过程中刚性碰撞很容易把对中工装或工件碰坏；由于筒体13重量很重，在孔对穿找正过程，如果筒体13下落时对穿螺杆没有对准法兰11穿丝孔，就容易把螺孔或穿丝孔挤变形而损坏，又由于法兰11穿丝孔在下面，在对正对穿螺杆时，不易观察。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种柔性对中工装，以解决现有的大型零部件在对中过程中的刚性对中定位造成的零部件或工装易损坏的问题。本发明还提供了一种使用上述柔性对中工装的柔性对中定位装置。

[0004] 为了实现上述目的，本发明的柔性对中工装采用如下技术方案：柔性对中工装，包括支撑架，支撑架上装配有在设定轴线的同一定位圆上的至少三个定位块，所述定位块通过转动装配结构转动装配于支撑架上，所述定位块的转动轴线与定位圆的切线平行且具有仅受重力作用时的竖直状态，所述定位块侧面具有在所述竖直状态下与上零部件的外周面或内周面定位配合的扶正面，定位块的顶面具有用于与待对中的上零部件支撑配合以驱动定位块偏转进入偏转状态的导正面，定位块的导正面在竖直状态下距离定位圆轴线的最大间距和最小间距分别为L1和L2、扶正面距离定位圆轴线的距离为D，为保证上零部件在未对中时能够支撑在导正面上且在对中后不受导正面的干涉，所述L1和L2与D有如下两种关系,（1）扶正面与上零部件的外周面定位配合，L1＞D、L2=D,(2) 扶正面与上零部件的内周面定位配合，L1= D、L2＜D。

[0005] 所述转动装配结构包括设于支撑架上的支撑件，支撑件与定位块一一对应，所述每个支撑件包括两个间隔设置的支撑杆，每个定位块设于相邻的支撑杆之间，每个定位块与相应的支撑杆对应开设有销轴孔，每个定位块与相应的支撑杆通过穿设于所述销轴孔中的销轴连接，所述销轴的轴线构成了所述定位块的转动轴线，所述每个定位块的导正面高于相应的支撑杆的上端面。

[0006] 所述导正面为锥面或斜面。

[0007] 本发明的柔性对中工装的有益效果：采用本发明的柔性对中工装进行对中过程中，将上零部件与定位块的导正面相接触，在上零部件的重力作用下会使导正面围绕转动轴线偏转，再根据定位块的偏转情况来调整上零部件的位置，在调整过程中，发生偏转的定位块在自重的作用下会自动修正偏转量，经多次调整，定位块不再发生偏转，使定位块处于竖直状态，上零部件的外周面或内周面与各个定位块的扶正面定位配合，由于各个定位块位于同一定位圆上，且该定位圆的轴线与被安装的下零部件的轴线共线，可以实现上零部件与下零部件共轴线的目的。本发明的柔性对中工装在对中过程中，定位块可以转动，定位块与上零部件能够实现柔性接触，两者不会产生硬碰硬，从而避免了对工件或对中工装造成损坏。

[0008] 进一步的，由于导正面为锥面或斜面，可以使该工装使用更加方便。

[0009] 为了实现上述目的，本发明的柔性对中定位装置采用如下技术方案：柔性对中定位装置，包括对中工装和孔对穿找正机构，所述对中工装包括支撑架，支撑架上装配有在设定轴线的同一定位圆上的至少三个定位块，所述孔对穿找正机构包括用于固设于被安装的上零部件的下端面周向上的螺孔中的对穿螺杆，所述定位块通过转动装配结构转动装配于支撑架上，所述定位块的转动轴线与定位圆的切线平行且具有仅受重力作用时的竖直状态，所述定位块侧面具有在所述竖直状态下与上零部件的外周面或内周面定位配合的扶正面，定位块的顶面具有用于与待对中的上零部件支撑配合以驱动定位块偏转进入偏转状态的导正面，定位块的导正面在竖直状态下距离定位圆轴线的最大间距和最小间距分别为L1和L2、扶正面距离定位圆轴线的距离为D，为保证上零部件在未对中时能够支撑在导正面上且在对中后不受导正面的干涉，所述L1和L2与D有如下两种关系,（1）扶正面与上零部件的外周面定位配合，L1＞D、L2=D,(2) 扶正面与上零部件的内周面定位配合，L1= D、L2＜D。

[0010] 所述转动装配结构包括设于支撑架上的支撑件，支撑件与定位块一一对应，所述每个支撑件包括两个间隔设置的支撑杆，每个定位块设于相邻的支撑杆之间，每个定位块与相应的支撑杆对应开设有销轴孔，每个定位块与相应的支撑杆通过穿设于所述销轴孔中的销轴连接，所述销轴的轴线构成了定位块的转动轴线，所述每个定位块的导正面高于相应的支撑杆的上端面。

[0011] 所述导正面为锥面或斜面。

[0012] 所述孔对穿找正机构还包括支架，支架上设有定向孔，所述定向孔具有用于与适配的对中工装的对中轴线垂直相交、且同时与待安装下零部件的上端面周向上的穿丝孔的中心线垂直相交的中心线，所述定向孔中穿设有沿定向孔的中心线方向滑动的定向杆，所述定向杆靠近对穿螺杆的一端设有用于抱紧对穿螺杆外周面以在周向上定位对穿螺杆的凹面。

[0013] 本发明的柔性对中定位装置的有益效果：本发明的柔性对中定位装置包括对中工装和孔对穿找正机构，该柔性对中定位装置可应用于对中过程和孔对穿找正过程。在对中过程中，将上零部件与定位块的导正面相接触，在上零部件的重力作用下会使导正面围绕转动轴线偏转，再根据定位块的偏转情况来调整上零部件的位置，在调整过程中，发生偏转的定位块在自重的作用下会自动修正偏转量，经多次调整，定位块不再发生偏转，使定位块处于竖直状态，上零部件的外周面或内周面与各个定位块的扶正面定位配合，由于各个定位块位于同一定位圆上，且该定位圆的轴线与被安装的下零部件的轴线共线，可以实现上零部件与下零部件共轴线的目的。本发明的柔性对中定位装置的对中工装在对中过程中，定位块可以转动，定位块与上零部件能够实现柔性接触，两者不会产生硬碰硬，从而避免了对工件或对中工装造成损坏。

[0014] 进一步的，由于导正面为锥面或斜面，可以使该工装使用更加方便。

[0015] 进一步的，在对穿找正时过程中，将对穿螺杆拧入上零部件的下端面周向上的螺孔内，沿上零部件的轴线转动上零部件并推动定向杆使定向杆上的凹面抱紧对穿螺杆，下落上零部件，在对穿螺杆插入下零部件的穿丝孔内后，撤出定向杆，继续下落上零部件到下零部件上，这时上零部件下端面上的螺孔就与下零部件上的穿丝孔达到了对穿；在此过程中，因为对穿螺杆与定向杆不受上零部件的重力作用，所以上零部件下端面的螺孔与下零部件上的穿丝孔也就不会受到损坏；又因定向杆在上零部件的下端面与下零部件之间位置，所以找正时观察也非常容易。

附图说明

[0016] 图1是筒体和法兰的组装结构示意图；

[0017] 图2是本发明的柔性对中定位装置的一种实施例的使用状态图；

[0018] 图3是图2的A-A剖视图；

[0019] 图4是图3中A处的局部放大图；

[0020] 图5是图3中B处的局部放大图；

[0021] 图6是图2中C处的局部放大图；

[0022] 图7是图2中D处的局部放大图；

[0023] 图8是图3中支撑架的结构示意图；

[0024] 图9是图8的俯视图；

[0025] 图10是图3中定位块的结构示意图；

[0026] 图11是图10的左视图。

具体实施方式

[0027] 本发明的柔性对中定位装置的一种实施例，如图1-11所示：柔性对中定位装置，包括对中工装和孔对穿找正机构。

[0028] 对中工装包括端面上安装有下零部件101的支撑架1，支撑架1上转动装配有在设定轴线的同一定位圆上的四个定位块，在本实施例中，定位块2采用橡胶材料制成。定位圆轴线与被安装于支撑架1上的下零部件101的轴线共线。在本实施例中，采用的下零部件101为法兰。定位块2通过转动装配结构转动装配于支撑架1上，定位块2的转动轴线与定位圆的切线平行，定位块2具有仅受重力作用时的竖直状态，在本实施例中，所述转动装配结构包括设于支撑架1上的支撑件3，支撑件3采用钢材制成，定位块2和支撑件3一一对应，所述每个支撑件3包括两个间隔设置的支撑杆31，每个支撑件3上的两个支撑杆31的下端一体设于同一支撑底座32上，所述支撑底座32通过螺钉或螺栓与支撑架1固定连接，每个定位块2设于相邻的支撑杆31之间，每个定位块2与相应的支撑杆31上对应开设有销轴孔4，定位块2上的销轴孔4的轴线位于定位块2的上部，每个定位块2与相应的支撑杆31通过穿设于销轴孔4中的销轴5连接，销轴5的轴线构成了定位块的转动轴线。定位块2侧面具有在所述竖直状态下与待对中的上零部件102的外周面定位配合的扶正面21，定位块2的顶面具有用于与待对中的上零部件102支撑配合以驱动定位块2偏转进入偏转状态的导正面22，在本实施例中，导正面22为斜面。每个定位块2的导正面22高于相应的支撑杆31的上端面。导正面22能够绕转动轴线偏转。未发生偏转时的定位块2的导正面22距离定位圆轴线的最大间距和最小间距分别为L1和L2、扶正面21距离定位圆轴线的距离为D。为保证上零部件102在未对中时能够支撑在导正面22上且在对中后不受导正面22的干涉， L1＞D、L2=D。在本实施例中，采用被安装的上零部件102为筒体，筒体的外径等于A，D=A。

[0029] 孔对穿找正机构包括旋装于上零部件102的下端面周向上的螺孔中的对穿螺杆6和固设于支撑架1上的支架7，支架7上设有定向孔，定向孔具有用于与适配的对中工装的对中轴线垂直相交、且同时与待安装下零部件101的上端面周向上的穿丝孔1021的中心线垂直相交的中心线，在本实施例中，定向孔的中心线与法兰的轴线垂直相交，且与法兰上的穿丝孔的中心线垂直。定向孔中穿设有能够沿定向孔的轴线方向滑动的定向杆8，所述定向杆8上靠近对穿螺杆6的一端固设有用于抱紧定位对穿螺杆6的凹面，该凹面为弧形凹面，弧形凹面的截面半径等于对穿螺杆6下部的截面半径。

[0030] 上述本发明的柔性对中定位装置的使用过程：首先使用对中工装对上零部件102和下零部件101进行对中，在对中过程中，将上零部件102与定位块2的导正面22相接触，在上零部件102的重力作用下会使定位块2绕销轴5偏转，再根据定位块2的偏转情况来调整上零部件102的位置，在调整过程中，发生偏转的定位块2在自重的作用下会自动修正偏转量，经多次调整，定位块2不再发生偏转而处于竖直状态，上零部件102的外周面与各个定位块2的扶正面21定位配合，由于各个定位块2位于同一定位圆上，该定位圆与下零部件101共轴线，因此，达到了上零部件102与下零部件101共轴线的目的；接着使用孔对穿找正机构进行螺孔与穿丝孔1021的对正，在对穿找正过程中，转动上零部件102并推动定向杆8使定向杆8上的凹面抱紧对穿螺杆6，下落上零部件102，在对穿螺杆6插入下零部件101的穿丝孔1021内后，撤出定向杆8，继续下落上零部件102到与下零部件101上，这时上零部件102下端面上的螺孔就与下零部件101上的穿丝孔1021达到了对穿。

[0031] 在本发明的柔性对中定位装置的其它实施例中，所述每个支撑件上的两个支撑杆还可以为分体结构，每个支撑杆的下部分别单独与支撑架固连。

[0032] 在本发明的柔性对中定位装置的其它实施例中，对中工装中的定位块的个数还可以为三个或五个或六个或八个。

[0033] 在本发明的柔性对中定位装置的其它实施例中，导正面还可以为锥面。

[0034] 在本发明的柔性对中定位装置的其它实施例中，定位块还可以采用钢材制成。

[0035] 在本发明的柔性对中定位装置的其它实施例中，定位块侧面还可以具有在竖直状态下与待对中上零部件的内周面定位配合的扶正面，L1= D、L2＜D。

[0036] 在本发明的柔性对中定位装置的其它实施例中，孔对穿找正机构还可以只包括固设于上零部件的下端面周向上的螺孔中的对穿螺杆，而不包括支架和定向杆。

[0037] 本发明的柔性对中工装的实施例与上述的柔性对中定位装置的实施例的不同之处在于，不包括孔对穿找正机构，本发明的柔性对中工装的结构与上述本发明的柔性对中定位装置中的对中工装的结构相同，在此不再重复叙述。