專利名稱：一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密導(dǎo)軌調(diào)節(jié)支架，特別是一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架。■
背景技術(shù)：
精密導(dǎo)軌通常由固定式或可調(diào)式支架支撐。支架屬于大件結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)中采用下述設(shè)計(jì)思想首先，結(jié)構(gòu)必須合理，有足夠的加強(qiáng)筋，支承位置要適當(dāng)，以保證不因自重而變形；其次，很好地消除支架的內(nèi)應(yīng)力，保證長(zhǎng)期使用中不產(chǎn)生微小的變形，保持支架的精度穩(wěn)定可靠；第三，材料性能要好，同時(shí)材料還要有一定的吸震能力。固定式支架為精密導(dǎo)軌的底座和工作臺(tái)，為保證精度，要進(jìn)行組合受力剛度設(shè)計(jì)， 剛度計(jì)算時(shí)主要考慮接觸變形和自重變形兩種。接觸變形屬于彈性變形的范圍，是一種局部變形，客觀上是不可避免的，與接觸零件的表面形狀、材料和作用力有關(guān)。支架承載受力后接觸面會(huì)產(chǎn)生變形，若變形過(guò)大，就會(huì)影響導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)精度。因此，需要合理地設(shè)計(jì)支架的結(jié)構(gòu)形狀和各部分尺寸，尤其是接觸面的幾何參數(shù)、熱處理工藝及表面光潔度，使其微觀不平度的變形量達(dá)到最小。自重變形是由重力造成的拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的剛度變形，該變形會(huì)影響到零件尺寸。由于支架為大型零件，其本身重量產(chǎn)生的變形對(duì)高精度零部件而言不可忽視，自重變形量還和零件支點(diǎn)的位置有關(guān)，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇支點(diǎn)的位置，盡量減小自重變形對(duì)機(jī)構(gòu)或部件精確度的影響，使其具有足夠的剛度，以保證承受重力后產(chǎn)生的變形不超過(guò)一定值?？烧{(diào)式支架，常采用螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)支架的升降。螺旋傳動(dòng)調(diào)節(jié)方便，但當(dāng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承受重力時(shí)，螺旋傳動(dòng)的徑向間隙及軸向間隙會(huì)影響支架的調(diào)節(jié)精度，并影響調(diào)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向。在受重力情形下會(huì)發(fā)生螺桿受壓失穩(wěn)現(xiàn)象，甚至螺紋牙發(fā)生塑形變形或斷裂，受力后螺距的變化引起傳動(dòng)精度降低，從而影響工作臺(tái)移動(dòng)的讀數(shù)精度。為了在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保證一定的精度，無(wú)論是固定式支架還是可調(diào)式支架均應(yīng)具有好的尺寸穩(wěn)定性，尤其是一些關(guān)鍵尺寸不能隨外界環(huán)境(如溫度變化、振動(dòng)等)而變化。首先要對(duì)制造誤差進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)關(guān)鍵尺寸給出公差與配合的容許偏差值，同時(shí)控制好材料的性能參數(shù)，控制好零部件尺寸、形狀、位置、表面質(zhì)量的不完善等；其次要對(duì)運(yùn)行誤差進(jìn)行控制提高抵抗應(yīng)力變形和外界環(huán)境變化的能力?？梢钥闯觯潭ㄊ街Ъ軐?duì)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、材料要求很高，易受應(yīng)力變形和外界環(huán)境變化的影響，可調(diào)式支架中的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)易受重力的影響，兩者均存在難于保證所支承的精密導(dǎo)軌工作精度的問(wèn)題。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架。精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架的組成為基座、左鑲套、左銷釘、左銷套、拉緊螺釘、右銷釘、右銷套、調(diào)節(jié)螺柱、調(diào)節(jié)螺套、調(diào)節(jié)桿、防脫蓋板、地腳螺旋部件、螺釘。為使精密導(dǎo)軌有很高的方向精度，移動(dòng)時(shí)靈敏、平穩(wěn)，在精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架的地腳螺旋部件上固聯(lián)一個(gè)豎軸軸套及球頭軸，通過(guò)球頭軸的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)支架的萬(wàn)向調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的靈敏性并使支架具備相應(yīng)的調(diào)平功能，從而保證精密導(dǎo)軌的工作精度。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)①在精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架的基座上表面放置水準(zhǔn)器，調(diào)平前先觀察圓水泡，依靠地腳螺旋部件的調(diào)節(jié)桿進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，使圓水泡大致居中。此時(shí)，取掉水準(zhǔn)器，即可以進(jìn)行精密導(dǎo)軌的安裝。②安裝導(dǎo)軌時(shí)，首先通過(guò)觀察確保導(dǎo)軌的安裝方向正確，即正對(duì)精密導(dǎo)軌的操作方向，支架上的兩個(gè)定位銷釘中，直徑較粗的銷釘應(yīng)當(dāng)位于操作者的左方。在此情況下，先使導(dǎo)軌上的銷釘孔對(duì)準(zhǔn)支架上的左右銷釘，然后，平穩(wěn)地放下精密導(dǎo)軌，使得其底面與支架的上表面整體接觸。此時(shí)，上緊兩個(gè)固定螺釘，就完成了精密導(dǎo)軌在支架上的安裝。③按一般工作平臺(tái)的調(diào)平方法進(jìn)行精密導(dǎo)軌的調(diào)平，用管狀水準(zhǔn)器進(jìn)行水平度的調(diào)節(jié)。使管狀水準(zhǔn)器與兩個(gè)地腳螺旋部件的連線平行，同時(shí)分別向內(nèi)或向外旋轉(zhuǎn)水準(zhǔn)器的一端所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)地腳螺旋使水準(zhǔn)器水泡居中。然后，旋轉(zhuǎn)水準(zhǔn)器的敏感軸方向90°，分別交替旋轉(zhuǎn)水準(zhǔn)器一段對(duì)應(yīng)的兩個(gè)地腳螺旋使氣泡居中。如此反復(fù)調(diào)整，直到水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)到任意位置氣泡都居中為止。此時(shí)，精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架完成了精密調(diào)平。④調(diào)節(jié)組件作為一個(gè)獨(dú)立部件安裝在支架上，其位置既要有利于總體布局，也要顧及操作者的方便與習(xí)慣。調(diào)節(jié)組件由調(diào)節(jié)螺柱、調(diào)節(jié)螺套、調(diào)節(jié)桿、 防脫蓋板、地腳螺旋部件、螺釘組成，考慮到調(diào)節(jié)組件的安放位置、連接、拆卸以及使用要求等，設(shè)計(jì)了一個(gè)安裝在底部支架上的調(diào)節(jié)桿，以及四只調(diào)平用的地腳螺旋部件，確保調(diào)節(jié)范圍不小于40mmn■有益效果本發(fā)明的精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架具有精密調(diào)平、高度可調(diào)、安裝精密導(dǎo)軌后不導(dǎo)致精密導(dǎo)軌變形而影響其精度的能力。主要用于穩(wěn)定可靠且方便地支撐精密導(dǎo)軌及瞄準(zhǔn)設(shè)備并對(duì)其進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，進(jìn)行精密導(dǎo)軌的驗(yàn)收和雙慣組瞄準(zhǔn)試驗(yàn)。
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一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架結(jié)構(gòu)。I-基座2-左鑲套3-左銷釘4-左銷套5-拉緊螺釘6-右銷釘7_右銷套8_調(diào)節(jié)螺柱9-調(diào)節(jié)螺套10-調(diào)節(jié)桿11-防脫蓋板12-地腳螺旋部件13-螺釘14-螺釘
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具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述基座I是精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架的基礎(chǔ)，起著支承和連接所有零部件的作用，因此它的結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)萬(wàn)向球頭軸支架的質(zhì)量有直接的影響?；惭b面的制造精度決定著安裝在它上面的精密導(dǎo)軌的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，甚至影響到瞄準(zhǔn)儀器的總體精度。基座安裝面的不平度設(shè)計(jì)為不大于0.05mm。左銷釘3為安裝精密導(dǎo)軌的定位銷釘，左銷套4與左銷釘3采用過(guò)盈配合，以保證左銷釘3的定位精度，由于左銷釘3直徑較大，在基座I上嵌入左鑲套2以減小剪切應(yīng)力。右銷釘6為安裝精密導(dǎo)軌的定位銷釘，右銷套7與右銷釘6采用過(guò)盈配合，以保證右銷釘6的定位精度。
采用定位銷定位，左右兩個(gè)拉緊螺釘5剛性連接基座與精密導(dǎo)軌。拉緊螺釘在頭部與桿體之間設(shè)置有圓錐臺(tái)，有效地加固了頭部與桿體的連接部位，增加了拉緊螺釘整體的抗拉性和抗震性。調(diào)節(jié)螺柱8、調(diào)節(jié)螺套9、調(diào)節(jié)桿10、防脫蓋板11、地腳螺旋部件12、螺釘13、14等組成了調(diào)節(jié)組件，調(diào)節(jié)螺柱8、調(diào)節(jié)螺套9使調(diào)節(jié)組件具備相應(yīng)的高低調(diào)節(jié)功能，確保調(diào)節(jié)范圍不小于40_，防脫蓋板11對(duì)調(diào)節(jié)螺柱8及調(diào)節(jié)螺套9起著限位器的作用，防止超行程時(shí)調(diào)節(jié)螺柱8及調(diào)節(jié)螺套9相互間脫落。從調(diào)節(jié)靈敏性和底座穩(wěn)定性的雙重角度考慮，在調(diào)節(jié)支架的底面與主截面成45°角的位置設(shè)計(jì)有四個(gè)地腳螺旋部件12傳動(dòng)部件，在四個(gè)地腳螺旋部件12上各固連一個(gè)豎軸軸套及球頭軸，通過(guò)球頭軸的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)支架地腳螺旋部件的萬(wàn)向調(diào)節(jié)，在工作時(shí)用于調(diào)平精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架。調(diào)節(jié)組件的設(shè)計(jì)計(jì)算安裝精密導(dǎo)軌后為了不導(dǎo)致精密導(dǎo)軌變形而影響其精度，調(diào)節(jié)組件具有足夠的強(qiáng)度和剛度。應(yīng)使精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架的調(diào)節(jié)靈敏度< 2"，負(fù)載能力不小于150KG，角度穩(wěn)定精度彡3"。調(diào)節(jié)靈敏度的計(jì)算由總體方案設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)點(diǎn)距離中心對(duì)稱軸為460mm,當(dāng)調(diào)節(jié)靈
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敏度為2 (時(shí)的調(diào)節(jié)高度為(y，假設(shè)人手的靈敏度為1((& 螺桿的直徑為d = 20mm,此時(shí)，相應(yīng)的螺距T為Ay = 460X2X0. 0000048 0. 005mm
權(quán)利要求
1.一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架，其特征在于精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架用于穩(wěn)定可靠且方便地支撐精密導(dǎo)軌及瞄準(zhǔn)設(shè)備并進(jìn)行精密導(dǎo)軌的驗(yàn)收和瞄準(zhǔn)試驗(yàn)，該支架由基座、左銷釘、左銷套、拉緊螺釘、右銷釘、右銷套、調(diào)節(jié)螺柱、調(diào)節(jié)螺套、調(diào)節(jié)桿、防脫蓋板、地腳螺旋傳動(dòng)部件、螺釘組成，基座在作用上相當(dāng)于精密導(dǎo)軌的底座，在精密導(dǎo)軌工作時(shí)對(duì)其起支撐作用，左銷釘、左銷套、拉緊螺釘、右銷釘及右銷套將精密導(dǎo)軌與基座聯(lián)接為一體，調(diào)節(jié)螺柱、調(diào)節(jié)螺套及調(diào)節(jié)桿對(duì)支架進(jìn)行高低調(diào)節(jié)，防脫蓋板限定該調(diào)節(jié)范圍，地腳螺旋傳動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)基座地腳的萬(wàn)向調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架，其特征在于基座起著支承和聯(lián)接所有零部件的作用，基座上表面設(shè)定左、右兩個(gè)定位支承點(diǎn)支撐精密導(dǎo)軌，基座底部安裝調(diào)節(jié)組件及地腳螺旋傳動(dòng)部件以實(shí)現(xiàn)整個(gè)支架的高低調(diào)節(jié)及萬(wàn)向調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架，其特征在于精密導(dǎo)軌通過(guò)左銷釘和右銷釘兩個(gè)定位銷定位到基座的安裝平面上，左銷套、右銷套與定位銷采用過(guò)盈配合，以保證兩個(gè)定位銷的定位精度，拉緊螺釘將基座上表面與精密導(dǎo)軌的下表面剛性連接?！?br> 4.如權(quán)利要求I所述的一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架，其特征在于調(diào)節(jié)螺柱、調(diào)節(jié)螺套、調(diào)節(jié)桿、防脫蓋板、地腳螺旋傳動(dòng)部件、螺釘組成了調(diào)節(jié)組件，調(diào)節(jié)組件作為一個(gè)獨(dú)立部件安裝在基座底部。
5.如權(quán)利要求4所述的一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架，其特征在于調(diào)節(jié)螺柱、調(diào)節(jié)螺套使調(diào)節(jié)組件具備相應(yīng)的高低調(diào)節(jié)功能，確保調(diào)節(jié)范圍不小于40mm，防脫蓋板對(duì)調(diào)節(jié)螺柱及調(diào)節(jié)螺套起著限位器的作用，防止超行程時(shí)調(diào)節(jié)螺柱及調(diào)節(jié)螺套相互間脫落，調(diào)節(jié)桿的杠桿作用使調(diào)節(jié)組件高低調(diào)節(jié)時(shí)具備微調(diào)功能。
6.如權(quán)利要求5所述的一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架，其特征在于為了對(duì)精密導(dǎo)軌進(jìn)行調(diào)平，在基座的底面與主截面成45°角處有四個(gè)調(diào)平用的地腳螺旋傳動(dòng)部件，在四個(gè)地腳螺旋傳動(dòng)部件上各固聯(lián)一個(gè)豎軸軸套及球頭軸，通過(guò)球頭軸的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)基座地腳的萬(wàn)向調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明為一種精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架。該支架由基座、左鑲套、左銷釘、左銷套、拉緊螺釘、右銷釘、右銷套、調(diào)節(jié)螺柱、調(diào)節(jié)螺套、調(diào)節(jié)桿、防脫蓋板、地腳螺旋部件及螺釘組成。為使精密導(dǎo)軌有很高的方向精度，移動(dòng)時(shí)靈敏、平穩(wěn)，在該支架的地腳螺旋部件上固聯(lián)一個(gè)豎軸軸套及球頭軸，通過(guò)球頭軸的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)支架的高低調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的靈敏性并使支架具備相應(yīng)的調(diào)節(jié)功能和調(diào)平功能。本發(fā)明的精密導(dǎo)軌萬(wàn)向球頭軸調(diào)節(jié)支架主要用于穩(wěn)定可靠且方便地支撐精密導(dǎo)軌及瞄準(zhǔn)設(shè)備并對(duì)其進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，進(jìn)行精密導(dǎo)軌的驗(yàn)收和雙慣組瞄準(zhǔn)試驗(yàn)。
文檔編號(hào)F16C35/00GK102734333SQ20121023629
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者惠梅, 趙躍進(jìn), 鄧年茂, 龔誠(chéng) 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)