平面浮动夹具及其浮动结构的制作方法

本发明涉及机加工夹具技术领域，特别涉及一种平面浮动夹具及其浮动结构。

背景技术：

滚轮体组件是喷油泵的关键零件之一，其主要由滚轮体、滚轮和滚轮销组成，滚轮体上开设有两个销孔（见图1所示），销孔的同轴度、尺寸精度及粗糙度对产品最终能否达到设计要求起决定性作用，为保证精度，销孔的最后一道精加工工序通常在珩磨机上完成，对销孔进行珩磨加工时，滚轮体采用浮动夹具夹持。

现有的珩磨机专用浮动夹具大多结构复杂，例如公告号为CN201544114U的中国实用新型专利公开的高精度数控珩磨机专用三维浮动夹具、公布号为CN104209860A的中国发明专利公开的精密珩磨机专用平面浮动夹具，这些浮动夹具依靠液压压力/弹簧弹力来控制工件的浮动，安装麻烦、制造成本高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安装方便、造价低廉的平面浮动夹具的浮动结构，基于该浮动结构，本发明还提供一种供珩磨机加工滚轮体销孔用的平面浮动夹具。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种平面浮动夹具的浮动结构，包括：

基座A，设置有两根导向柱；

基座B，设置有两根导向柱；

浮动块，设于基座A和基座B之间且设有长条形的第一导向槽和第二导向槽，所述第一导向槽与第二导向槽之间的夹角为90度；

所述基座A的两根导向柱插入第一导向槽中并可沿第一导向槽的长度方向来回移动；

所述基座B的两根导向柱插入第二导向槽中并可沿第二导向槽的长度方向来回移动。

其中，所述导向柱的外部套设可转动的套筒，所述套筒与导向柱一起插入第一导向槽和第二导向槽中并可随导向柱沿第一导向槽及第二导向槽的长度方向来回移动。

优选的，所述基座A与基座B之间设有相互配合的防脱结构，所述基座A及基座B远离浮动块时，所述防脱结构可防止导向柱从第一导向槽和第二导向槽中脱出。

进一步，所述防脱结构包括一内壁设有凸肩的筒状体，所述筒状体套设于基座B外部并与基座A固定连接，所述基座B可在筒状体内腔中活动且其外周面上设有与所述凸肩相配合的凸台。

进一步，所述基座B固定连接一底座，所述底座与筒状体之间设有多个球形滚动体和一个用于包裹所述球形滚动体并将其彼此隔离开的保持架，所述保持架套设于基座B外部，所述底座和筒状体直接/间接抵靠住球形滚动体，所述球形滚动体在底座与筒状体之间形成滚动支撑。

更进一步，所述底座与筒状体之间设有一个平面推力球轴承，所述球形滚动体和保持架为平面推力球轴承的一部分，所述平面推力球轴承还包括松环和紧环，所述松环和紧环套设于基座B外部且其内侧面均设有沟道，所述球形滚动体设于松环的沟道中，所述筒状体抵靠住松环的外侧面，所述紧环的内侧面抵靠住底座、外侧面抵靠住球形滚动体。

作为本发明的另一方面，一种包含上述浮动结构的平面浮动夹具，包括固定连接于所述基座A的用于夹持喷油泵的滚轮体的夹头，所述夹头设有用于放置滚轮体的容置腔、用于供刀具伸入容置腔内对滚轮体进行加工的刀具避让孔以及用于将废屑排出容置腔的漏料孔，所述容置腔的入口处设有用于防止滚轮体蹿出的栓条，所述栓条可往外转动打开。

其中，所述栓条的左端通过铰链销与夹头连接，所述容置腔的入口右侧固定设有一对相向设置的螺母，所述螺母中各设有一支调节螺杆，所述调节螺杆与螺母螺纹连接，所述栓条的右端可卡入两个调节螺杆端头之间的空隙中，所述调节螺杆的端头与栓条右端之间的摩擦力用于锁止栓条，防止滚轮体从容置腔内蹿出。

优选的，所述基座A、浮动块、基座B及底座上开设有与漏料孔相通的排料通道，加工过程中产生的废屑先经所述漏料孔，再依次经所述基座A、浮动块、基座B、底座上开设的排料通道排出至平面浮动夹具外部。

在本发明提供的平面浮动夹具的浮动结构中，基座A上的两根导向柱插入浮动块上开设的第一导向槽中，基座B上的两根导向柱插入与第一导向槽呈90度夹角的第二导向槽中，实际使用时，基座B固定不动，上述呈90度夹角的第一导向槽和第二导向槽起到类似于X、Y轴方向导轨的作用，而插入第一导向槽和第二导向槽中的导向柱起到类似与导轨连接的滑块的作用。由于基座B固定不动，故Y轴方向的移动实际上是滑块不动，导轨移动（即浮动块移动），由于基座A可沿X轴移动、浮动块可沿Y轴移动且基座A可带动浮动块移动（因为基座A的导向柱插在第一导向槽中），故通过X、Y轴方向的运动合成（即基座A与浮动块的运动合成），可以实现基座A在平面内往任意方向移动。当然实际应用时也可以选择将基座A固定不动，通过基座B与浮动块的运动合成，同样可以实现基座B在平面内往任意方向移动。本发明仅通过在基座A、浮动块及基座B之间设置导向柱和呈90度夹角的第一导向槽和第二导向槽就实现了上述三者之间的浮动连接，其结构极为简洁实用，安装、维护均非常方便，制造成本低廉。

附图说明

图1为滚轮体的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中平面浮动夹具的浮动结构示意图；

图3为图2所示浮动结构中基座A的正面结构示意图；

图4为图3所示基座A的仰视结构示意图；

图5为图2所示浮动结构中基座B的正面结构示意图；

图6为图5所示基座B的俯视结构示意图；

图7为图2所示浮动结构中浮动块的俯视结构示意图；

图8为图7所示浮动块的第一导向槽和第二导向槽插入套筒后的结构示意图；

图9为本发明实施例中平面浮动夹具的整体结构示意图；

图中：

1——基座A 2——基座B 3——浮动块

4——套筒 5——筒状体 6——底座

8——夹头 9——栓条 10——螺母

11——调节螺杆 1a——导向柱 2a——凸台

3a——第一导向槽 3b——第二导向槽 5a——凸肩

7a——球形滚动体 7b——保持架 7c——松环

7d——紧环 8a——容置腔 8b——刀具避让孔 8c——漏料孔。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “长度”、“宽度”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图2-8所示，一种平面浮动夹具的浮动结构，包括：

基座A1，设置有两根导向柱1a；

基座B2，设置有两根导向柱1a；

浮动块3，设于基座A1和基座B2之间且设有长条形的第一导向槽3a和第二导向槽3b，第一导向槽3a与第二导向槽3b之间的夹角为90度；

基座A1的两根导向柱1a插入第一导向槽3a中并可沿第一导向槽3a的长度方向来回移动；

基座B2的两根导向柱1a插入第二导向槽3b中并可沿第二导向槽3b的长度方向来回移动。

在上述实施例提供的平面浮动夹具的浮动结构中，基座A1上的两根导向柱1a插入浮动块3上开设的第一导向槽3a中，基座B2上的两根导向柱1a插入与第一导向槽3a呈90度夹角的第二导向槽3b中，实际使用时，基座B2固定不动，上述呈90度夹角的第一导向槽3a和第二导向槽3b起到类似于X、Y轴方向导轨的作用，而插入第一导向槽3a和第二导向槽3b中的导向柱1a起到类似与导轨连接的滑块的作用。由于基座B2固定不动，故Y轴方向的移动实际上是滑块不动，导轨移动（即浮动块3移动），由于基座A1可沿X轴移动、浮动块3可沿Y轴移动且基座A1可带动浮动块3移动（因为基座A1的导向柱1a插在第一导向槽3a中），故通过X、Y轴方向的运动合成（即基座A1与浮动块3的运动合成），可以实现基座A1在平面内往任意方向移动。当然实际应用时也可以选择将基座A1固定不动，通过基座B2与浮动块3的运动合成，同样可以实现基座B2在平面内往任意方向移动。本发明仅通过在基座A1、浮动块3及基座B2之间设置导向柱1a和呈90度夹角的第一导向槽3a和第二导向槽3b就实现了上述三者之间的浮动连接，其结构极为简洁实用，安装、维护均非常方便，制造成本低廉。

作为对上述实施例的改进，导向柱1a的外部套设可转动的套筒4，套筒4与导向柱1a一起插入第一导向槽3a和第二导向槽3b中并可随导向柱1a沿第一导向槽3a及第二导向槽3b的长度方向来回移动。在导向柱1a的外部套设套筒4可以让基座A1、基座B2及浮动块3之间的相对移动更加顺畅，有利于减小运动过程中导向柱1a与第一导向槽3a和第二导向槽3b侧壁之间的摩擦力。

在以上实施例基础上的优选方案，基座A1与基座B2之间还设有相互配合的防脱结构，基座A1及基座B2远离浮动块3时，防脱结构可防止导向柱1a从第一导向槽3a和第二导向槽3b中脱出。通过设置防止导向柱1a从第一导向槽3a和第二导向槽3b中脱出的防脱结构可以将基座A1、基座B2、浮动块3变成一个整体（虽然上述三者变成了一个整体，但是各部分之间还是可以相对运动的），使得浮动结构的运行更稳定，避免了因振动或其他意外情况导致导向柱1a从第一导向槽3a和第二导向槽3b中脱出的问题。

需要说明的是，虽然上述优选实施方案中未对于防脱结构的组成及其连接方式进行具体的限定，但是本领域技术人员应当明白，当基座A1及基座B2远离浮动块3时，只要该防脱结构能够实现防止导向柱1a从第一导向槽3a和第二导向槽3b中脱出的目的，并且不阻碍基座A1、基座B2、浮动块3相对运动即可。例如该防脱结构可以是一个连接基座A1和基座B2的钢丝绳/链条，又或者是两根连杆，该两根连杆的一端铰接在一起、另一端分别铰接于基座A1和基座B2，当基座A1及基座B2远离浮动块3时，即上述钢丝绳/链条/连杆完全被拉伸直时，导向柱1a仍处于第一导向槽3a和第二导向槽3b中。除此之外，该防脱结构还可以是现有技术中的其他结构，为简化表述，在此不再一一列举。

优选的，前述防脱结构包括一内壁设有凸肩5a的筒状体5，筒状体5套设于基座B2外部并与基座A1固定连接，基座B2可在筒状体5内腔中活动且其外周面上设有与凸肩5a相配合的凸台2a。上述防脱结构具有加工简单、安装方便、工作稳定可靠的优点。

进一步，如图2所示，基座B2还固定连接一底座6，底座6与筒状体5之间设有多个球形滚动体7a和一个用于包裹所述球形滚动体7a并将其彼此隔离开的保持架7b，保持架7b套设于基座B2外部，底座6和筒状体5直接/间接抵靠住球形滚动体7a，球形滚动体7a在底座6与筒状体5之间形成滚动支撑。在底座6与筒状体5之间设置用于提供支撑力的球形滚动体7a可以避免筒状体5和基座A1的重量压在浮动块3上（通过球形滚动体7a的支撑作用，可以使基座A1的底端面与浮动块3的上表面之间保持一定的间隙，避免二者接触），从而减少了基座A1与浮动块3之间的摩擦力以及浮动块3与基座B2之间的摩擦力，使得各部件的移动更加顺畅。

更进一步，见图2所示，底座6与筒状体5之间设有一个平面推力球轴承，前述球形滚动体7a和保持架7b为平面推力球轴承的一部分，平面推力球轴承还包括松环7c和紧环7d，松环7c和紧环7d套设于基座B2外部且其内侧面均设有沟道，球形滚动体7a设于松环7c的沟道中，筒状体5抵靠住松环7c的外侧面，紧环7d的内侧面抵靠住底座6、外侧面抵靠住球形滚动体7a。在该实施方案中，平面推力球轴承的紧环7d实际上是反过来安装的（正常情况下，球形滚动体7a应当置于松环7c和紧环7d的沟道中，而在本方案中，球形滚动体7a抵靠住紧环7d的外侧面，紧环7d的内侧面抵靠住底座6，即球形滚动体7a并未置于紧环7d的沟道中，紧环7d上开设的沟道实际上未起作用），这样安装可以带来以下好处：多数企业用到的平面推力球轴承是从市场上采购来的（轴承生产企业除外），当从拿出球形滚动体7a和保持架7b后，该轴承实际上已经无法再正常使用，松环7c和紧环7d一般会被直接丢弃掉，由于平面推力球轴承的松环7c和紧环7d表面粗糙度值（Ra值）较小，本实施方案通过将紧环7d反装，球形滚动体7a直接抵靠在松环7c和紧环7d上（通过松环7c和紧环7d间接抵靠住筒状体5的底端面以及底座6的上表面），如此一来就不需要再对筒状体5的底端面以及底座6的上表面进行精磨加工，降低了筒状体5、及底座6的加工制造成本。

基于上述浮动结构，如图9所示，本发明还提供一种供珩磨机加工滚轮体销孔用的平面浮动夹具，该平面浮动夹具包括固定连接于基座A1的用于夹持喷油泵的滚轮体的夹头8，夹头8设有用于放置滚轮体的容置腔8a、用于供刀具伸入容置腔8a内对滚轮体进行加工的刀具避让孔8b以及用于将废屑排出容置腔8a的漏料孔8c，容置腔8a的入口处设有用于防止滚轮体蹿出的栓条9，栓条9可往外转动打开。现有加工滚轮体销孔用的浮动夹具大多采用夹持部件（例如压杆/压头）紧紧夹住滚轮体，滚轮体放置所带来的偏差通过夹具在平面外的浮动（即三维浮动）来弥补，本发明提供的平面浮动夹具通过在夹头8中设置用于放置滚轮体的容置腔8a，容置腔8a的直径略大于滚轮体的外径，滚轮体推送入容置腔8a中后可以在刀具（加工用的刀具通常为金刚石珩磨头，其前端设有锥形的导入端头，导入端头紧起到引导刀具进入销孔的作用，并不对销孔进行珩磨加工）的推动下发生一定的轴向转动，当销孔转动到与刀具同轴的位置时，刀具逐渐进入销孔中对其进行加工，通过上述轴向转动，能够有效弥补人工放置所带来的误差，使得该平面浮动夹具取得了与三维浮动夹具同样的技术效果，并且简化了夹具结构，降低了夹具总制造成本。

在上述实施方案中，优选的，栓条9的左端通过铰链销与夹头8连接，容置腔8a的入口右侧固定设有一对相向设置的螺母10，螺母10中各设有一支调节螺杆11，调节螺杆11与螺母10螺纹连接，栓条9的右端可卡入两个调节螺杆11端头之间的空隙中，调节螺杆11的端头与栓条9右端之间的摩擦力用于锁止栓条9，防止滚轮体从容置腔8a内蹿出。上述栓条9与夹头8的连接及定位方式结构简单，当栓条9与调节螺杆11的接触部位发生磨损后，可以通过旋扭调节螺杆11调整螺杆端头之间的距离来调整其与栓条9之间的摩擦力，结构非常简单，实际使用时亦更加方便。

最后，基座A1、浮动块3、基座B2及底座6上开设有与漏料孔8c相通的排料通道，加工过程中产生的废屑先经所述漏料孔8c，再依次经所述基座A、浮动块、基座B、底座上开设的排料通道排出至平面浮动夹具外部。在基座A1、浮动块3、基座B2及底座6上开设排料通道可以让加工过程中产生的废屑依靠其自身重力从夹具的底部及时排出，排料更加顺畅，有利于保证滚轮体加工质量。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。