CN102501134A - 螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置 - Google Patents

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张建忠
胡修池
李自鹏
郑兰霞
沈艳河
宋新
贾磊
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Abstract

一种螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，包括转动轴线竖直的卧式转台、线性滑台和转动轴线水平的立式转台，在卧式转台径向延伸方向设置线性滑台，立式转台设置在线性滑台上，立式转台上设有夹持装置，卧式转台和立式转台的转动轴线在空间上交于一固定点。本发明螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置以螺栓球球心为加工基准、无需或减少更换夹具为主要设计，消除了由于球心不固定带来的各项误差因素，显著提高加工精度，减少加工控制轴数，降低加工时初始位置敏感性，受力均匀可靠，刚性维持性能良好，是螺栓球卧式加工机床设计和改造的可靠功能部件。

Description

螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置
技术领域
本发明属于机械加工设备技术领域，尤其涉及用于制造空间网架结构中的螺栓球的卧式加工机床中所用的一种装置。
背景技术
螺栓球制造为单件多规格多工序加工，坯料为球形，先利用其他机床在球面上铣削基准平面和螺纹孔，作为加工其他面和螺纹孔的基准。
利用卧式机床分度进给装置调整球体和刀具相对位置和姿态，切去多余金属，是螺栓球体加工行业的普遍采用方法。螺栓球体与刀具的相对位置和姿态由线性滑台和分度转台进给。行业中，普通分度转台形式为规格较大的转动轴的线竖直卧式转台上直接放置转动轴线水平的立式转台，两个转台的台面转动轴线在空间上相交布置或交叉布置，螺栓球通过专用夹具利用基准平面和螺栓孔安放在立式转台的盘面上，两转台轴线交点与螺栓球心不相重合。
以上装置及布置方式的不足之处为：在调整螺栓球姿态时，需另设直线进给装置补偿螺栓球心位移，控制轴数量增多；加工时由于球心位置不确定，增加了相邻球面螺纹孔的形位误差来源；加工误差对螺栓球加工的初始姿态敏感，转台姿态角度计算和调整需要严格按初始位置为基准，其调整关系多为三角函数，且随着螺栓球规格变化而改变，复杂性显著提高；加工时，转台受力不均，应力变化随加工螺栓球的姿态发生改变，影响加工刚度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，使螺栓球球心在调整中不发生改变，即球心定位。
为了解决上述技术问题采用以下技术方案：一种螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，包括转动轴线竖直的卧式转台、线性滑台和转动轴线水平的立式转台，在卧式转台径向延伸方向设置线性滑台，立式转台设置在线性滑台上，立式转台上设有夹持装置，卧式转台和立式转台的转动轴线在空间上交于一固定点。
卧式转台的转动台面由同一水平面内的圆形台面及延伸板组成，圆形台面中心点在卧式转台的转动轴线上；延伸板上装配有线性滑台，线性滑台的移动方向沿圆形台面的径向布置，线性滑台上装配立式转台。
延伸板的上平面和圆形台面的上平面处于同一水平面，延伸板的下平面和圆形台面的侧面之间通过支撑板固定连接；圆形台面和延伸板形成一个形状为圆形弦边线和矩形拼接而成的水平面。
线性滑台包括两个线性滑台基座、两个线性导轨和一个滚珠丝杠，滚珠丝杠位于卧式转台和立式转台的转动轴线相交的平面内；两个线性滑台基座分别设置在延伸板的两端，在两个线性滑台基座之间平行设置两个线性导轨和一个滚珠丝杠，两个线性导轨位于滚珠丝杠的两侧，滚珠丝杠上设有与其配合的螺母，每个线性导轨上均设有同规格的一组导轨滑块，两组导轨滑块之间固定有线性滑台台面，立式转台安装在线性滑台台面。
线性导轨上装有四个导轨滑块，每个线性导轨上均布两个同规格的导轨滑块。
在卧式转台上设置伺服电机组成数控型螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置。
线性滑台、立式转台和卧式转台上均设有锁紧机构。
本发明螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置以螺栓球球心为加工基准、无需或减少更换夹具为主要设计，消除了由于球心不固定带来的各项误差因素，显著提高加工精度，减少加工控制轴数，降低加工时初始位置敏感性，受力均匀可靠，刚性维持性能良好，是螺栓球卧式加工机床设计和改造的可靠功能部件。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明线性滑台的结构示意图。
图3为本发明卧式转台转动台面的结构示意图。
图中：1、卧式转台；2、线性滑台；3、立式转台；4、螺栓球；5、线性滑台基座；6、线性滑台台面；7、线性滑台基座；8、滚珠丝杠；9、线性导轨；10、导轨滑块； 11、圆形台面；12、延伸板；13、连接支撑板。
具体实施方式
以下结合附图1~3对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，包括转动轴线竖直的卧式转台1、线性滑台2和转动轴线水平的立式转台3，在卧式转台1径向延伸方向设置线性滑台2，立式转台3设置在线性滑台1上，立式转台3上设有夹持装置，卧式转台1和立式转台3的转动轴线在空间上交于一固定点。
如图3所示，卧式转台1的转动台面由同一水平面内的圆形台面11及延伸板12组成，圆形台面11中心点在卧式转台1的转动轴线上，矩形延伸板12的上平面和圆形台面11的上平面处于同一水平面，矩形延伸板12的下平面和圆形台面11的侧面之间通过支撑板13固定连接；圆形台面11和矩形延伸板12形成一个形状为圆形弦边线和矩形拼接而成的水平面。
如图2所示，线性滑台2包括两个线性滑台基座5、7，两个线性导轨9和一个滚珠丝杠8，滚珠丝杠8位于卧式转台1和立式转台3的转动轴线相交的平面内；两个线性滑台基座5、7分别固定在延伸板的两端，在两个线性滑台基座5、7之间平行设置两个线性导轨9和一个滚珠丝杠8，两个线性导轨9位于滚珠丝杠8的两侧，滚珠丝杠8上设有与其配合的螺母，通过螺母调整线性滑台2的位置，使在立式转台台面上装夹的螺栓球4球心和固定点重合；线性导轨9上装有四个导轨滑块10，每个线性导轨9上均布两个同规格的导轨滑块10，立式转台3安装在线性滑台台面6上。线性滑台进给方向为卧式转台圆形台面的径向方向。
为增加刚性，可在线性滑台、立式转台和卧式转台上均设有锁紧机构。立式转台和卧式转台用于调整姿态角度，调整后利用锁紧机构锁紧；一旦卧式转台和立式转台的转动轴线的固定点与螺栓球球心重合，可利用线性滑台的锁紧机构使之固定。
线性滑台的作用是调整螺栓球4球心位置，通过初始装配位置和球直径计算进行调整，使得螺栓球4球心与卧式转台1和立式转台3的转动轴线相交的固定点重合，实现定心加工。
可以在卧式转台上设置伺服电机组成数控型螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置。也可采用手动分度和进给装置调整立式转台和导轨台面的相对装配位置。

Claims (7)

1.一种螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，包括转动轴线竖直的卧式转台、线性滑台和转动轴线水平的立式转台，其特征是：在卧式转台径向延伸方向设置线性滑台，立式转台设置在线性滑台上，立式转台上设有夹持装置，卧式转台和立式转台的转动轴线在空间上交于一固定点。
2.根据权利要求1所述的螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，其特征是：卧式转台的转动台面由同一水平面内的圆形台面及延伸板组成，圆形台面中心点在卧式转台的转动轴线上；延伸板上装配有线性滑台，线性滑台的移动方向沿圆形台面的径向布置，线性滑台上装配立式转台。
3.根据权利要求2所述的螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，其特征是：矩形延伸板的上平面和圆形台面的上平面处于同一水平面，矩形延伸板的下平面和圆形台面的侧面之间通过支撑板固定连接；圆形台面和矩形延伸板形成一个形状为圆形弦边线和矩形拼接而成的水平面。
4.根据权利要求3所述的螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，其特征是：线性滑台包括两个线性滑台基座、两个线性导轨和一个滚珠丝杠，滚珠丝杠位于卧式转台和立式转台的转动轴线相交的平面内；两个线性滑台基座分别设置在延伸板的两端，在两个线性滑台基座之间平行设置两个线性导轨和一个滚珠丝杠，两个线性导轨位于滚珠丝杠的两侧，滚珠丝杠上设有与其配合的螺母，每个线性导轨上均设有同规格的一组导轨滑块，两组导轨滑块之间固定有线性滑台台面，立式转台安装在线性滑台台面上。
5.根据权利要求4所述的螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，其特征是：线性导轨上装有四个导轨滑块，每个线性导轨上均布两个同规格的导轨滑块。
6.根据权利要求1或2或3或4或5中任意一项所述的螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，其特征是：在卧式转台上设置伺服电机组成数控型螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置。
7.根据权利要求1或2或3或4或5中任意一项所述的螺栓球卧式加工机床球心定位姿态调整装置，其特征是：线性滑台、立式转台和卧式转台上均设有锁紧机构。
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