自由曲面工件的弹簧式拼块结构定位夹具 【技术领域】
本发明涉及一种定位夹具，特别是涉及一种用于自由曲面工件的弹簧式拼块结构定位夹具。
背景技术
目前，在自由曲面工件的加工或测量时，需要针对不同形状或尺寸的自由曲面工件开发设计不同的定位夹具，不仅提高了自由曲面工件加工或测量的成本，而且增加了加工或测量的周期，进而影响其整体工作效率，因此给加工或测量工作带来了一定影响。
中国专利02241292.1公开一种光学元件夹具，其用以承载光学元件，包括第一环体、第二环体以及至少3个架，其中，第二环体的外侧邻设于第一环体的内侧，且第一环体与第二环体为相对可转动，而各支架的一端部分别枢设于第一环体及第二环体。
【发明内容】
本发明的目的在于针对不同尺寸、表面形状，尤其是不同底面形状的自由曲面工件，提供一种弹簧式拼块结构定位夹具，实现通用性较好、可装夹尺寸大、定位精度较高、使用方便的自由曲面工件的弹簧式拼块结构定位夹具。
本发明设有底座、上盖板、顶针、负载弹簧、左支架、右支架、顶针夹紧架、复位弹簧、锁紧螺钉和固定顶块。
上盖板安装在底座上，顶针穿过负载弹簧安装在上盖板上，左支架和右支架均固定在底座上，顶针夹紧架安装在左支架和右支架中，复位弹簧安装在顶针夹紧架和右支架中间，锁紧螺钉安装在底座上，拧紧锁紧螺钉时，可推动顶针夹紧架向右移动，并压缩复位弹簧；当松开锁紧螺钉时，被压缩的复位弹簧会将顶针夹紧架向左推回；固定顶块通过螺钉安装在上盖板上，用来夹持固定待测的自由曲面工件。
本发明提供了一种适用于自由曲面工件的弹簧式拼块结构定位夹具，用于针对不同尺寸、形状，尤其是不同底面形状的自由曲面工件实现定位、夹紧的设计要求。与现有的定位夹具相比，本发明具有以下突出特点：
1)具有通用性好、定位精度高、使用方便的特点，可实现不同表面形状的自由曲面工件的定位夹紧。由于本发明采用了点阵接触式的定位结构，当待测的自由曲面工件放置在该结构上时，自由曲面工件的重量会压迫顶针压缩负载弹簧，并向下运动。当锁紧螺钉拧紧时，会推动顶针夹紧架将顶针夹紧，由此起到定位的目的。因此可以实现不同表面形状，尤其是不同底面形状的自由曲面工件的定位。
2)采用拼块式结构，可实现不同尺寸的自由曲面工件的定位夹紧。因采用拼装方式，可将多个定位夹具拼接成大尺寸结构，可装夹尺寸大，故可以实现不同尺寸的自由曲面工件的定位夹紧。
3)使用简单方便，定位精度高。本发明只需把待测的自由曲面工件放置在该定位夹具上，摆放水平或放置在需要的位置，拧紧锁紧螺钉，即可实现自由曲面工件的精确定位，因此具有使用方便，定位精度高的特点。
【附图说明】
图1为本发明实施例的外部结构示意图。
图2为本发明实施例打开上盖板后的内部结构示意图。
图3为本发明实施例的内部结构示意图的俯视图。
图4为本发明实施例的顶针夹紧架和顶针配合的示意图。
图5为本发明实施例的底座结构示意图。
图6为本发明实施例的多个底座拼接的结构示意图。
图7为本发明实施例的顶针夹紧架结构示意图。
图8为本发明实施例的多个顶针夹紧架拼接的结构示意图。
图9为本发明实施例的多个定位夹具结构拼接的示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1～3，本发明实施例设有底座1、上盖板2、顶针3、负载弹簧4、左支架5、右支架6、顶针夹紧架7、复位弹簧8、锁紧螺钉9、固定顶块10和螺钉11。其中，上盖板2安装在底座1上；顶针3穿过负载弹簧4安装在上盖板2上；左支架5、右支架6都固定在底座1上；顶针夹紧架7安装在左支架5、右支架6中；锁紧螺钉9安装在底座1上，拧紧锁紧螺钉9时，可推动顶针夹紧架7向右移动，并压缩复位弹簧8；复位弹簧8安装在顶针夹紧架7和右支架6中间，当松开锁紧螺钉9时，被压缩的复位弹簧8会将顶针夹紧架7向左推回；固定顶块10通过螺钉11安装在上盖板2上，用来夹持固定待测的自由曲面工件。
工作时，待测的自由曲面工件P放置在顶针3上；因为待测的自由曲面工件P重力的缘故，顶针3会压缩负载弹簧4向下运动，直到平衡该重力后，才停止运动。这时，支撑待测的自由曲面工件P的顶针3会充分地和该工件P表面接触，因此，任何底面形状的工件都可以在本发明上放置平稳。当拧紧锁紧螺钉9时，锁紧螺钉9可推动顶针夹紧架7向右移动，并通过顶针夹紧架7上的V形卡口A夹紧顶针3，如图4所示。因此，即使有外力向下作用于该工件P时，因为支撑该工件的顶针3已经被夹紧，所以不会导致该工件产生向下的位移。然后，通过固定顶块10顶住该工件，并用螺钉11锁紧，如图1所示，即可实现对该工件P的定位夹紧工作。
当待测的自由曲面工件尺寸较大时，可通过对多个定位夹具结构地拼接，来实现大尺寸工件的定位夹紧工作。具体实施方法为：
如图5所示，本发明实施例的底座1上有两个面设有卡槽B，另两个面设有卡块C，当数个底座拼接时，相邻底座1的相互贴合的面实现卡块C和卡槽B的配合，从而实现多个底座1的拼接，如图6所示。同样的，如图7所示，本发明实施例的顶针夹紧架7一端开槽D，当前后相邻两排的定位夹具结构配合时，相邻的两个顶针夹紧架7实现首尾配合。因为顶针夹紧架7的左右宽度和底座1的左右宽度一样，所以当左右相邻两排的定位夹具的底座1拼接在一起时，左右相邻两排的顶针夹紧架7也贴合在一起，如图8所示。
如图9所示，多个定位夹具结构拼接在一起时，只有左下角的定位夹具需要安装锁紧螺钉9，其它的定位夹具不需要安装锁紧螺钉9。当拧紧左下角的定位夹具的锁紧螺钉9时，锁紧螺钉9会推动该定位夹具中的顶针夹紧架7向右运动。因为相互拼接的定位夹具的顶针夹紧架7也是相互拼接的，如图8所示，当左下角的顶针夹紧架7向右运动时，会推动右侧的顶针夹紧架7也向右运动。同样的，因为前后相邻两排的顶针夹紧架7首尾配合在一起，所以这一排的顶针夹紧架7的向右运动会带动前一排的顶针夹紧架7同样同步地向右运动，因此，左下角的定位夹具的顶针夹紧架7的向右运动，带动了拼接在一起的所有顶针夹紧架7的同步向右运动，从而夹紧所有的顶针3，由此实现了对该待测工件的定位。最后，通过固定顶块10顶住该工件P，并用螺钉11锁紧，如图9所示，即可实现对该工件的定位夹紧工作。