一种自适应弹性压环

摘要

本发明属于精密装配技术领域，涉及一种自适应弹性压环，包括：连接区、刚性区A、弹性区、刚性区B和接触区。该自适应弹性压环安装定位过程中弹性压环的接触区能够适应被压零件的工作面，允许被压零件的接触面与弹性压环接触区外环面有微小角度偏差，且安装定位过程中不存在装夹应力过于集中的情况，特别适用于精密零件的安装与定位。另外本发明的提供的弹性压环结构简单，制作方便，适应性强，具有良好的市场应用前景与推广价值。

权利要求

1.一种自适应弹性压环，其特征在于，包括顺次设置的连接区(1)、刚性区A(2)、弹性区(3)、刚性区B(4)和接触区(5)；

弹性压环的连接区(1)、刚性区A(2)、弹性区(3)、刚性区B(4)为整体式钢或钢合金结构，接触区(5)选用铜或铜合金材料，接触区和刚性区B固定连接；

弹性压环的接触区(5)的外环面为压紧平面零件的接触面，其平面度误差不大于1μm；

弹性压环的弹性区(3)位于刚性区A(2)和刚性区B(4)的中间，以防止弹性压环的弹性变形影响接触区和连接区的刚度；

弹性压环的连接区采用法兰盘式连接区(1-1)或螺纹式连接区(1-2)方式；法兰盘式连接区(1-1)的弹性压环，适用于基本尺寸一致的同批次零件的安装与定位，对于不同基本尺寸的零件，采用在法兰环面或接触区放置平行垫圈实现；螺纹式连接区(1-2)的弹性压环，适用的被压零件的尺寸范围较法兰盘式弹性压环宽，通过螺纹旋入的位置控制被压零件的压紧力，通过选用细牙螺纹或在径向增加螺纹锁紧螺钉提高螺纹式弹性压环的防松性能。

2.如权利要求1所述的自适应弹性压环，其特征在于，所述弹性压环的弹性区(3)的制作工艺采用直接在刚性圆环零件上用线切割工艺沿轴向截面上相互垂直的两个方向交替对称割出的等间距槽。

3.如权利要求1或2所述的自适应弹性压环，其特征在于，接触区和刚性区B通过焊接、胶粘或螺纹连接将弹性压环的接触区和刚性区B固定。

4.如权利要求2所述的自适应弹性压环，其特征在于，等间距槽的间距为0.1mm～

1.5mm。

5.如权利要求2所述的自适应弹性压环，其特征在于，通过控制槽宽、槽深或槽数控制弹性压环的弹性系数。

说明书

一种自适应弹性压环

技术领域

[0001] 本发明属于精密装配技术领域，涉及一种用于精密零件安装、定位用的自适应弹性压环。

背景技术

[0002] 零件的安装定位精度对零件的精密加工与测量精度有较大影响。尤其是在超精密加工过程中，零件的安装定位误差已占到零件总加工或测量误差的50％以上。零件的精密装配过程是零件几何误差和装配应力的一个耦合过程。实践过程中，常采用锁紧螺母配合刚性压环实现零件的安装与定位，由于定位锁紧螺母的端面与零件的定位面不平行，所以精密装配过程中不直接采用锁紧螺母来实现零件的精密定位；即使增加了刚性压环，减轻了零件定位面的磨损，但仍不能改善零件的定位过程中装配应力不均衡的问题。采用锁紧螺母、十字垫圈和平垫圈的定位组合方式能够改善因锁紧螺母端面与零件定位面不平行造成的定位偏载，但由于十字垫圈与平垫圈为对称局部接触，零件仍会承受较大的局部应力，影响零件的加工与测量精度。

发明内容

[0003] 为解决现有零件精密装配中存在安装应力集中的问题，本发明提供了一种自适应弹性压环，，包括顺次设置的连接区、刚性区A、弹性区、刚性区B和接触区。

[0004] 弹性压环的连接区、刚性区A、弹性区、刚性区B为整体式钢或钢合金结构，接触区选用铜或铜合金材料，接触区和刚性区B固定连接。

[0005] 弹性压环的接触区的外环面为压紧平面零件的接触面，其平面度误差不大于1μm，选用材质较软的铜或铜合金材料作为压紧平面工件的接触面，可防止零件表面压伤，有利于被压零件的保护。

[0006] 弹性压环的弹性区位于刚性区A和刚性区B的中间，以防止弹性压环的弹性变形影响接触区和连接区的刚度。

[0007] 弹性压环的连接区采用法兰盘式连接区或螺纹式连接区方式；法兰盘式连接区的弹性压环，适用于基本尺寸一致的同批次零件的安装与定位，对于不同基本尺寸的零件，采用在法兰环面或接触区放置平行垫圈实现；螺纹式连接区的弹性压环，适用的被压零件的尺寸范围较法兰盘式弹性压环宽，通过螺纹旋入的位置控制被压零件的压紧力，通过选用细牙螺纹或在径向增加螺纹锁紧螺钉提高螺纹式弹性压环的防松性能。

[0008] 上述弹性压环的弹性区(3)的制作工艺采用直接在刚性圆环零件上用线切割工艺沿轴向截面上相互垂直的两个方向交替对称割出的等间距槽。

[0009] 上述接触区和刚性区B通过焊接、胶粘或螺纹连接将弹性压环的接触区和刚性区B固定。

[0010] 上述等间距槽的间距为0.1mm～1.5mm。

[0011] 上述自适应弹性压环通过控制槽宽、槽深或槽数控制弹性压环的弹性系数。

[0012] 在弹性压环连接区和弹性区做的结构上改变仍在本发明的保护范围内。

[0013] 本发明的有益效果在于，发明了一种自适应弹性压环，安装定位过程中弹性压环的接触区能够适应被压零件的工作面，允许被压零件的接触面与弹性压环接触区外环面有微小角度偏差，且安装定位过程中不存在装夹应力过于集中的情况，特别适用于精密零件的安装与定位。另外本发明的提供的弹性压环结构简单，制作方便，适应性强，具有良好的市场应用前景与推广价值。

附图说明

[0014] 图1法兰盘式弹性压环。

[0015] 图2弹性压环结构示意图。

[0016] 图3螺纹式弹性压环。

[0017] 图4正六面体定位块。

[0018] 图5光电加速度计在正六面体定位块中的安装。

[0019] 图6弹性压环在光电加速度计定位中的应用。

[0020] 图中：1连接区；1-1法兰盘式连接区；1-2螺纹式连接区；2刚性区A；3弹性区；4刚性区B；5接触区；6正六面体定位块；6-1光电加速度计定位面；6-2光电加速度连接螺纹孔；6-3弹性压环定位面；6-4弹性压环连接螺纹孔；7光电加速度计。

具体实施方式

[0021] 以光电加速度计7在正六面体定位块6中的安装为例，阐述法兰盘式弹性压环的详细结构及应用。

[0022] 参考发明专利“一种用于正N棱柱零件的定角分度与定位块(ZL201810668031.2)”和发明专利“一种用于正N棱柱零件的定角分度与定位块的装调方法与应用(ZL201810670073.X”)，设计正六面体作为光电加速计的定位块。

[0023] 由于光电加速度计在测试中要求其质心与高精度定位块，即正六面体的几何中心重合。光电加速度计在测试过程中做高加速度离心实验，如果紧靠4颗M2的连接螺钉定位光电加速计，在离心力作用下螺钉伸长会引起光电加速计的质心偏离高精度定位块的几何中心，从而引起测试误差。所以需要在加速计安装法兰板的背面再施加一作用力，以减小离心力引起的光电加速度质心的偏差。由于光电加速度计属于精密零件，刚性压紧容易造成光电加速度计的损坏；另外同批加速度计厚度有75μm的公差，并且加速度法兰板的背面不一定与定位面平行。采用本发明提供的自适应弹性压环能够很好的解决这一难题。

[0024] 首先根据光电加速计7设计正六面体定位块6的结构和法兰盘式连接区1-1的弹性压环。

[0025] 正六面体定位块6平行面的厚度为60mm，三个维度平行面面之间的厚度差不大于1μm，相邻两面的垂直度误差不大于1μm；在正六面体定位块6的一个面的中心位置设有一个沉头盲孔，底面为光电加速度计定位面6-1，其上加工有4个均布的M2光电加速度连接螺纹孔6-2，沉头环面为弹性压环定位面6-3，其上加工有4个均布的M4的光电加速度连接螺纹孔6-4。

[0026] 光电加速度计7引线端的直径为25mm，法兰板径向最大尺寸不大于直径36mm，据此设计正六面体定位块6沉头盲孔的直径为38mm，弹性压环的内径26mm，外径36mm；弹性压环的法兰盘1-1与正六面体定位块6沉头部分相适应；正六面体定位块6内部设有沉头盲孔，盲孔的底面为光电加速度计定位面6-1距离正六面体定位块6的距离根据光电加速计质心位置而严格控制，其距离公差不大于3μm，设计弹性压环工作时的压紧力约为1500N，压缩量设计为0.5mm，据此计算弹性压环的弹性系数约3000N/mm；设置弹性区3线切割槽宽为0.3mm，相互垂直的两个方向交替对称割出若干等间距为1.5mm槽，通过优化槽深和槽数，使弹性压环的弹性系数接近目标弹性系数。弹性压环刚性区A2的厚度约为3.5mm，刚性区B 4和接触区5的厚度约为4mm。

[0027] 安装时先将光电加速度计通过4个M2螺钉连接到正六面体定位块沉头盲孔中的光电加速度计定位面6-1上，然后采用上述规格的法兰盘式连接区1-1的弹性压环通过四个M4的螺钉固定到正六面体定位块6上，这样弹性压环的接触区5外环面自适应地压在了光电加速度计7法兰板的背面上，并在轴向产生约1500N的压紧力。如需调整压紧力的大小，可通过在弹性接触区5或弹性压环的法兰盘环面上加一定厚度的垫片来实现。