CN107186231A - 一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置，包括调节基座、中调节座、上调节座、镗杆托架，中调节座可通过设于调节基座上的升降机构，作相对于调节基座的上下运动，上调节座可通过设于中调节座上的平移机构，作相对于中调节座的水平运动，以及通过设于中调节座上的第一转动机构，作相对于中调节座的水平转动，镗杆托架可通过上调节座上设置的第二转动机构，作与上调节座水平运动方向正交的竖直转动，镗杆托架设有用于转动承载便携式线镗机用镗杆的转动承载部，转动承载部与便携式线镗机及其镗杆耦合形成轴向连接。本发明可通过对便携式线镗机的四自由度精密调节，实现精确地镗孔同心加工。

Description

一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置

技术领域

本发明涉及精密机械加工技术领域，更具体地，涉及一种用于精密调控便携式线镗机位置和角度以实现轴心校准的四自由度调节装置。

背景技术

在大型设备，如工程机械和飞机的整体装配作业当中，轴芯在镗孔中的装配是一个尤为重要的环节。由于轴芯与其所对应的镗孔需要承受高频率的相对旋转运动，因此保证轴芯与所对应镗孔的同心度的精确性就显得尤其重要。

目前，装配工业内常用到保证同心度的方法分为先加工和后加工两种方式。其中先加工(也是目前普遍使用)的方法是：在加工过程中，利用数控机床来尽可能提高待装配零件的精度，待加工完成后再将零件运到装配厂组装。先加工这种做法受到累计公差的影响较大。其中，累计公差包括：1)加工公差；2)配合公差。当一个组装件包含多个部件时，配合公差较难预判。这使得在加工待配合工件时难以预留适量的公差，致使装配完成件配合时难度增大，以致难以实现组装技术要求，甚至组装失败。

如果把工件在组装后由若干镗孔所确定的轴心称为实际轴心，把这些镗孔应具有的镗孔轴心称为理论轴心，那么，随设备体积增大，弹性增强等因素，实际轴心和理论轴心是难以重合的。

为了能使实际轴心与理论轴心的偏差控制在可接受的范围内，可以使用例如便携式线镗机对组合后的工件进行若干镗孔的现场同心加工。这就是所谓的后加工技术。后加工技术方案要求被加工的若干镗孔直径要比要求的小一些，待后续镗孔加工后，即可实现镗孔直径的同心要求。

然而，一般情况下便携式线镗机及其配合机构与被加工镗孔是不能直接固定在一起的，故便携式线镗机所需的支持机构必须确保能够在一定的范围内位置、角度可调整，才能避免便携式线镗机与被加工镗孔理论轴心之间的偏移，实现精确的后加工。目前，未见有关文献对此类设备的公开，在市场上也未见到此类设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置，以实现精确的后加工。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置，包括自下而上依次设置的调节基座、中调节座、上调节座以及镗杆托架；所述中调节座滑动连接调节基座，并通过设于调节基座上的升降机构，作相对于调节基座的上下运动；所述上调节座滑动连接中调节座，并通过设于中调节座上的平移机构，作相对于中调节座的水平运动，以及通过设于中调节座上的第一转动机构，作相对于中调节座的水平转动；所述镗杆托架固接上调节座上设置的第二转动机构，并通过第二转动机构作与上调节座水平运动方向正交的竖直转动；所述镗杆托架设有用于转动承载便携式线镗机用镗杆的转动承载部，所述转动承载部与便携式线镗机及其镗杆耦合形成轴向连接。

优选地，所述调节基座包括基座底板、基座左侧板、基座右侧板、基座前板、基座后板、升降机构；所述基座左侧板、基座右侧板、基座前板、基座后板在基座底板上合围形成空腔，所述升降机构包括Y轴升降调节手轮、Y轴手轮联轴器、Y轴蜗轮传动丝杠、Y轴升降蜗轮、Y轴升降蜗杆、Y轴蜗杆传动丝杠、Y轴丝杠螺母法兰、Y轴升降直线导轨、Y轴升降导轨滑块、Y轴升降托架，所述Y轴升降调节手轮穿设于基座前板外侧，并通过设于空腔内的Y轴手轮联轴器依次同向连接水平设置的Y轴蜗轮传动丝杠、Y轴升降蜗轮，所述Y轴升降蜗轮通过其齿轮与竖直设置的Y轴升降蜗杆形成啮合转动配合，从而带动Y轴升降蜗杆转动，所述Y轴升降蜗杆同向连接Y轴蜗杆传动丝杠，所述Y轴蜗杆传动丝杠通过其螺纹与Y轴丝杠螺母法兰形成啮合转动配合，所述Y轴丝杠螺母法兰固接中调节座的底面，所述Y轴升降直线导轨竖直分设于基座左侧板、基座右侧板内侧，所述Y轴升降导轨滑块分别与Y轴升降直线导轨形成滑动配合，所述Y轴升降托架分别水平连接两侧的Y轴升降导轨滑块，所述Y轴升降托架的顶部与中调节座的底面连接。

优选地，所述中调节座包括中调节座底板、中调节座顶板、平移机构、第一转动机构；所述平移机构包括Z轴平移手轮、Z轴平移联轴器、Z轴平移轴台、Z轴平移丝杠、Z轴平移丝杠螺母、Z轴平移直线导轨、Z轴平移导轨滑块，所述Z轴平移手轮设于中调节座底板的前侧或后侧，并通过Z轴平移联轴器同向连接水平设置的Z轴平移丝杠，Z轴平移丝杠穿设于Z轴平移轴台中，Z轴平移轴台的底部固接中调节座底板的上表面，Z轴平移丝杠的前端与Z轴平移丝杠螺母形成螺纹啮合转动配合，Z轴平移丝杠螺母的顶部固接中调节座顶板的底面，所述Z轴平移直线导轨分设于中调节座底板上表面的左右两侧，所述Z轴平移导轨滑块分别与两侧的Z轴平移直线导轨形成滑动配合，所述Z轴平移导轨滑块的顶部固接中调节座顶板的底面；所述第一转动机构包括Y轴旋转调节手轮、Y轴旋转手轮联轴器、Y轴旋转丝杠、Y轴丝杠轴台、Y轴旋转丝杠螺母、Y轴旋转弧形导轨、Y轴弧形导轨滑块，所述Y轴旋转调节手轮通过Y轴旋转手轮联轴器同向连接水平设置的Y轴旋转丝杠，Y轴旋转丝杠穿设于Y轴丝杠轴台中，Y轴丝杠轴台的侧部固接中调节座顶板的侧部，Y轴旋转丝杠的前端与Y轴旋转丝杠螺母形成螺纹啮合转动配合，Y轴旋转丝杠螺母的顶部固接一个转接片，转接片的顶部固接上调节座的底面，所述Y轴旋转弧形导轨分设于中调节座顶板上表面的左右两侧，所述Y轴弧形导轨滑块分别与两侧的Y轴旋转弧形导轨形成滑动配合，所述Y轴弧形导轨滑块的顶部固接上调节座的底面；所述中调节座底板滑动连接调节基座。

优选地，所述上调节座包括上调节座底板、上调节座顶板、第二转动机构；所述第二转动机构包括Z轴旋转手轮、Z轴旋转联轴器、Z轴旋转轴台、Z轴旋转丝杠、Z轴旋转丝杠螺母法兰、滑块连接台、Z轴旋转直线导轨、Z轴旋转导轨滑块、连接推杆、推杆定位块、Z轴枢轴轴台、Z轴旋转轴，所述Z轴旋转手轮设于上调节座底板右侧，并通过Z轴旋转联轴器同向连接水平设置的Z轴旋转丝杠，Z轴旋转丝杠穿设于Z轴旋转轴台中，Z轴旋转轴台的底部固接上调节座底板的上表面，Z轴旋转丝杠的前端与Z轴旋转丝杠螺母法兰形成螺纹啮合转动配合，Z轴旋转丝杠螺母法兰固接滑块连接台，所述Z轴旋转直线导轨同向分设于Z轴旋转丝杠两侧的上调节座底板上表面，所述Z轴旋转导轨滑块分别与两侧的Z轴旋转直线导轨形成滑动配合，所述Z轴旋转导轨滑块固接滑块连接台，滑块连接台的顶部和上调节座顶板的底面分设有连接推杆，并通过推杆定位块与连接推杆形成转动连接，所述上调节座底板的左侧固设有Z轴枢轴轴台，Z轴枢轴轴台内转动设有Z轴旋转轴，Z轴旋转轴固接上调节座顶板；所述上调节座底板滑动连接中调节座。

优选地，所述镗杆托架包括托架底板、耦合器接板、中部接板、尾部接板，所述耦合器接板、中部接板、尾部接板自左向右设于镗杆托架的上表面，并都设有沿X向的同心通孔，所述通孔用于穿设并承载镗杆，所述耦合器接板通过其通孔与便携式线镗机耦合，所述托架底板的底部与上调节座顶板的上表面固接。

优选地，所述调节基座设有用于限制中调节座上下运动的第一限位机构，以及用于限制上调节座水平运动的第二限位机构。

优选地，所述第一限位机构竖直设有限位螺栓，所述第二限位机构水平设有限位螺栓。

优选地，所述上调节座底板的上表面设有用于限制Z轴旋转导轨滑块运动的Z轴旋转限位板。

优选地，所述基座左侧板的外侧设有开口向外的U型板槽，所述U型板槽通过紧固件分别连接基座左侧板、基座底板；所述U型板槽竖直设有限制中调节座下降的限位螺栓。

优选地，所述耦合器接板、中部接板、尾部接板的通孔内设有与镗杆配合的滚珠轴承。

从上述技术方案可以看出，本发明通过将便携式线镗机及其镗杆与调节装置进行安装连接，利用调节装置可以就Y轴与Z轴进行平移与旋转的功能(即沿Y轴、Z轴平移运动，以及绕Y轴、Z轴转动，共计四个自由度)，使便携式线镗机及其镗杆能够在一定的范围内调整位置和角度，以便调整便携式线镗机与被加工镗孔之间的同心度，因此可避免便携式线镗机与被加工镗孔的理论轴心之间产生偏移，实现精确的同心镗孔、端面垂直加工等后加工功能。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置组合状态分解示意图；

图2是图1一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置的使用状态演示示意图；

图3是图1中调节基座的结构示意图之一；

图4是图1中调节基座的结构示意图之二；

图5是图1中中调节座的结构示意图；

图6是图5中中调节座的局部结构示意图；

图7是图1中上调节座的结构示意图；

图8是图1中镗杆托架的结构示意图；

图中：A、调节装置，B、便携式线镗机，C、镗杆，D、作业支架，1.0、调节基座，2.0、中调节座，3.0、上调节座，4.0、镗杆托架，1.11、基座底板，1.12、基座前/后板，1.13、基座左/右侧板，1.14、U型板槽，1.15、Y轴升降托架，1.16、Y轴升降直线导轨，1.17、Y轴升降导轨滑块，1.18、Z轴平移紧锁支架，1.19、Y轴升降紧锁支架，1.21、Y轴升降调节手轮，1.23、Y轴蜗轮传动丝杠，1.24、Y轴升降蜗轮，1.25、Y轴升降蜗杆，1.26、Y轴蜗杆传动丝杠，1.27、Y轴丝杠螺母法兰，2.11、中调节座顶板，2.12、Y轴旋转弧形导轨，2.13、Y轴弧形导轨滑块，2.14、Y轴旋转调节手轮，2.15、Y轴旋转手轮联轴器，2.16、Y轴旋转丝杠，2.17、Y轴丝杠轴台，2.18、Y轴旋转丝杠螺母，2.19、转接片，2.21、中调节座底板，2.22、Z轴平移直线导轨，2.23、Z轴平移导轨滑块，2.24、Z轴平移手轮，2.25、Z轴平移联轴器，2.26、Z轴平移轴台，2.27、Z轴平移丝杠螺母，2.28、Z轴平移丝杠，3.11、上调节座底板，3.12、Z轴枢轴轴台，3.13、Z轴旋转轴，3.14、上调节座顶板，3.15、Z轴旋转限位板，3.16、滑块连接台，3.17、推杆定位块，3.18、连接推杆，3.21、Z轴旋转手轮，3.22、Z轴旋转联轴器，3.23、Z轴旋转轴台，3.24、Z轴旋转丝杠，3.26、Z轴旋转直线导轨，3.27、Z轴旋转导轨滑块，4.1、托架底板，4.2、耦合器接板，4.3、中部接板，4.4、尾部接板，4.5、滚珠轴承。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一较佳实施例的一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置组合状态分解示意图。如图1所示，本发明的一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置，包括自下而上依次放置并安装连接的调节基座1.0、中调节座2.0、上调节座3.0以及镗杆托架4.0。所述中调节座滑动连接调节基座，并通过设于调节基座上的升降机构，作相对于调节基座的升降运动。所述上调节座滑动连接中调节座，并通过设于中调节座上的平移机构，作相对于中调节座的平移运动，以及通过设于中调节座上的第一转动机构，作相对于中调节座的旋转运动。所述镗杆托架固接上调节座上设置的第二转动机构，并通过第二转动机构作与上调节座水平运动方向正交的旋转运动。

请参阅图3和图4，图3是图1中调节基座的结构示意图之一，图4是图1中调节基座的结构示意图之二(图3中标注了X、Y、Z三轴方向，其他各附图请同样参考)。如图3、图4所示，所述调节基座1.0包括基座底板1.11、基座左/右侧板1.13(基座左侧板、基座右侧板)、基座前/后板1.12(基座前板、基座后板)、升降机构。

所述基座左侧板、基座右侧板、基座前板、基座后板可通过紧固件相连接，并固定在基座底板上合围形成空腔。所述基座底板采用刚性金属板，用于承载包括调节基座在内的整个调节装置以及便携式线镗机。

所述升降机构包括Y轴升降调节手轮1.21、Y轴手轮联轴器(未显示)、Y轴蜗轮传动丝杠1.23、Y轴升降蜗轮1.24、Y轴升降蜗杆1.25、Y轴蜗杆传动丝杠1.26、Y轴丝杠螺母法兰1.27、Y轴升降直线导轨1.16、Y轴升降导轨滑块1.17、Y轴升降托架1.15。

所述Y轴升降调节手轮穿设于基座前板外侧，并通过设于空腔内的Y轴手轮联轴器依次同向连接水平设置的Y轴蜗轮传动丝杠、Y轴升降蜗轮。Y轴蜗轮传动丝杠可通过键位，与Y轴升降蜗轮同步配合，使得两者能够同步旋转。所述Y轴升降蜗轮通过其齿轮与竖直设置的Y轴升降蜗杆形成啮合转动配合，从而带动Y轴升降蜗杆转动。所述Y轴升降蜗杆同向连接Y轴蜗杆传动丝杠。Y轴升降蜗杆可通过键位，与Y轴蜗杆传动丝杠同步配合，使得两者能够同步旋转。所述Y轴蜗杆传动丝杠通过其螺纹与Y轴丝杠螺母法兰形成啮合转动配合。所述Y轴丝杠螺母法兰通过紧固件连接中调节座的底面(中调节座底板)。从而使得用户可以通过调节Y轴升降调节手轮来控制调节装置在Y轴上的升降。

由于使用蜗轮蜗杆结构来传递力矩，利用该机构特有的自锁功能，所以整个调节装置的水平高度不会受到自身重量与荷载的影响。

所述Y轴升降直线导轨可通过紧固件分别竖直安装在基座左侧板、基座右侧板内侧，所述Y轴升降导轨滑块分别与Y轴升降直线导轨形成精密滑动配合。两个所述Y轴升降托架可通过紧固件分别水平连接两侧的Y轴升降导轨滑块，所述Y轴升降托架的顶部可通过紧固件与中调节座的底面连接，这样便起到了连接调节基座与中调节座的作用。因此Y轴升降直线导轨和Y轴升降导轨滑块起到了精准水平升降中调节座的功能。

请参阅图5和图6，图5是图1中中调节座的结构示意图，图6是图5中中调节座的局部结构示意图。如图5、图6所示，所述中调节座2.0包括中调节座底板2.21、中调节座顶板2.11、平移机构、第一转动机构。所述中调节座底板、中调节座顶板采用刚性金属板，用于承载除调节基座外的整个调节装置以及便携式线镗机。

所述平移机构包括Z轴平移手轮2.24、Z轴平移联轴器2.25、Z轴平移轴台2.26、Z轴平移丝杠2.28、Z轴平移丝杠螺母2.27、Z轴平移直线导轨2.22、Z轴平移导轨滑块2.23。

所述Z轴平移手轮设于中调节座底板的前侧或后侧，并通过Z轴平移联轴器同向连接水平设置的Z轴平移丝杠。Z轴平移丝杠穿设于Z轴平移轴台中，所述Z轴平移轴台用于同心配合Z轴平移丝杠；Z轴平移轴台的底部可通过紧固件固接中调节座底板的上表面。所述Z轴平移丝杠后端为带键轴芯，用于与Z轴平移联轴器、Z轴平移手轮同步配合，Z轴平移丝杠的前端与Z轴平移丝杠螺母形成螺纹啮合转动配合。Z轴平移丝杠螺母的顶部可通过紧固件固接中调节座顶板的底面。从而使得用户可以通过调节Z轴平移手轮来控制调节装置在Z轴上的平移运动。

所述Z轴平移直线导轨可通过紧固件分别固定于中调节座底板上表面的左右两侧，所述Z轴平移导轨滑块分别与两侧的Z轴平移直线导轨形成精密滑动配合，因此Z轴平移直线导轨和Z轴平移导轨滑块起到了精准平移上调节座的功能。所述Z轴平移导轨滑块的顶部可通过紧固件固定于中调节座顶板的底面。这样，通过转动Z轴平移手轮，即可带动中调节座顶板沿Z轴(图示前后方向)作相对于中调节座底板的水平前后移动，并进一步带动中调节座顶板上承载的上调节座、镗杆托架的同步移动。

所述第一转动机构包括Y轴旋转调节手轮2.14、Y轴旋转手轮联轴器2.15、Y轴旋转丝杠2.16、Y轴丝杠轴台2.17、Y轴旋转丝杠螺母2.18、Y轴旋转弧形导轨2.12、Y轴弧形导轨滑块2.13。

所述Y轴旋转调节手轮通过Y轴旋转手轮联轴器同向连接水平设置的Y轴旋转丝杠；所述Y轴旋转丝杠后端为带键轴，用于与Y轴旋转手轮联轴器、Y轴旋转调节手轮同步配合。Y轴旋转丝杠穿设于Y轴丝杠轴台中，Y轴丝杠轴台可内嵌轴承，用于同心配合Y轴旋转丝杠以进行定位；Y轴丝杠轴台的侧部可通过紧固件固定于中调节座顶板的侧部。Y轴旋转丝杠的前端与Y轴旋转丝杠螺母形成螺纹啮合转动配合。Y轴旋转丝杠螺母的顶部固接一个转接片2.19，转接片的顶部固接上调节座的底面，使得上调节座与中调节座可以进行相对运动。

所述Y轴旋转弧形导轨可通过紧固件分别固定于中调节座顶板上表面的左右两侧，所述Y轴弧形导轨滑块分别与两侧的Y轴旋转弧形导轨形成精密滑动配合。因此Y轴旋转弧形导轨和Y轴弧形导轨滑块起到了精准转动上调节座的功能，并使得用户可以通过Y轴旋转调节手轮来控制调节装置绕Y轴的水平旋转。所述Y轴弧形导轨滑块的顶部可通过紧固件连接上调节座的底面，从而带动上调节座进行旋转运动。

所述中调节座底板滑动连接调节基座，具体为中调节座底板下表面通过紧固件连接调节基座设置的Y轴升降托架，并通过Y轴升降托架、Y轴升降导轨滑块，与Y轴升降直线导轨形成滑动连接。

请参阅图7，图7是图1中上调节座的结构示意图。如图7所示，所述上调节座3.0包括上调节座底板3.11、上调节座顶板3.14、第二转动机构。上调节座底板、顶板采用刚性金属板，用于承载镗杆托架以及便携式线镗机。

所述第二转动机构包括Z轴旋转手轮3.21、Z轴旋转联轴器3.22、Z轴旋转轴台3.23、Z轴旋转丝杠3.24、Z轴旋转丝杠螺母法兰(未显示)、滑块连接台3.16、Z轴旋转直线导轨3.26、Z轴旋转导轨滑块3.27、连接推杆3.18、推杆定位块3.17、Z轴枢轴轴台3.12、Z轴旋转轴3.13。

所述Z轴旋转手轮设于上调节座底板右侧，并通过Z轴旋转联轴器同向连接水平设置的Z轴旋转丝杠，Z轴旋转丝杠穿设于Z轴旋转轴台中。所述Z轴旋转轴台可内嵌滚珠轴承，用于同心配合Z轴旋转丝杠。Z轴旋转轴台的底部可通过紧固件固接上调节座底板的上表面。所述Z轴旋转丝杠后端为带键轴，用于与Z轴旋转联轴器、Z轴旋转手轮同步配合，Z轴旋转丝杠的前端与Z轴旋转丝杠螺母法兰形成螺纹啮合转动配合。Z轴旋转丝杠螺母法兰固接滑块连接台。

所述Z轴旋转直线导轨可通过紧固件同向分别固定于Z轴旋转丝杠两侧的上调节座底板上表面，所述Z轴旋转导轨滑块分别与两侧的Z轴旋转直线导轨形成精密滑动配合。所述Z轴旋转导轨滑块固接滑块连接台，滑块连接台的顶部和上调节座顶板的底面分设有连接推杆，并通过推杆定位块与连接推杆形成转动连接。推杆定位块可依靠转动定位销与连接推杆进行转动定位配合。

当Z轴旋转导轨滑块在Z轴旋转直线导轨上滑动时，Z轴旋转导轨滑块带动连接推杆与推杆定位块之间的相对转动运动，从而改变上调节座顶板与底板之间的角度。

所述上调节座底板的左侧固设有Z轴枢轴轴台，所述Z轴枢轴轴台内可嵌有滚珠轴承；这样，即可在Z轴枢轴轴台内转动安装Z轴旋转轴，Z轴旋转轴固接上调节座顶板，使得上调节座顶板可以以该Z轴旋转轴为圆心，与上调节座底板进行相对旋转运动。从而使得用户可以通过调节Z轴旋转手轮来控制调节装置在Z轴上的旋转运动。

所述上调节座底板滑动连接中调节座，具体为上调节座底板下表面通过紧固件连接中调节座顶板上设置的Y轴弧形导轨滑块，从而在Y轴弧形导轨滑块带动下作水平转动。

请参阅图8，图8是图1中镗杆托架的结构示意图。如图8所示，所述镗杆托架4.0包括托架底板4.1、耦合器接板4.2、中部接板4.3、尾部接板4.4。所述托架底板可采用刚性金属板，用于承载镗杆以及便携式线镗机。

所述镗杆托架设有用于转动承载便携式线镗机用镗杆的转动承载部，所述转动承载部包括耦合器接板、中部接板、尾部接板。耦合器接板、中部接板、尾部接板自左向右设于镗杆托架的上表面，并都设有沿X向(图示左右方向)的同心通孔，所述通孔用于穿设并承载镗杆。所述耦合器接板通过其通孔与便携式线镗机耦合连接。这样，所述转动承载部即通过耦合器接板、中部接板、尾部接板与便携式线镗机及其镗杆耦合形成轴向连接，从而本发明的调节装置起到了承载便携式线镗机的作用。

所述托架底板的底部可通过紧固件与上调节座顶板的上表面固接。所述耦合器接板、尾部接板侧面打有通孔，分别通过紧固件与托架底板配合；所述中部接板底侧打有通孔，通过紧固件与托架底板配合。

请参阅图3。所述调节基座设有用于限制中调节座上下运动的第一限位机构。所述第一限位机构可采用竖直设置的限位螺栓来限制中调节座的上下运动。其中可具体包括，所述第一限位机构在基座右侧板与基座后板交角处的上表面以及基座左侧板与基座前板交角处的上表面分别安装有一个Y轴升降紧锁支架1.19；在每个Y轴升降紧锁支架上都以螺纹配合方式竖直装配有一个限位螺栓。当中调节座调整到位时，将此限位螺栓向下拧紧与安装在Y轴升降托架上的中调节座底板上表面接触，即可限制中调节座沿竖直Y轴继续上升。

在所述基座左侧板的外侧还设有开口向外的U型板槽1.14；所述U型板槽可通过紧固件分别连接基座左侧板、基座底板，以增强基座左侧板与基座底板之间的结构稳定性。在所述U型板槽的U型上边还可以螺纹配合方式竖直装配两个限位螺栓；所述U型板槽及其限位螺栓也成为第一限位机构的一个组成部分。当中调节座调整到位时，将此两个限位螺栓向上拧紧与上调节座底板下表面接触，即可通过阻止上调节座下降来限制中调节座沿竖直Y轴继续下降。

所述调节基座还设有用于限制上调节座水平运动的第二限位机构。所述第二限位机构可采用水平设置的限位螺栓来限制上调节座沿Z轴的前后水平运动。其中可具体包括，所述第二限位机构在基座右侧板与基座后板交角处的上表面以及基座左侧板与基座前板交角处的上表面分别安装有一个Z轴平移紧锁支架1.18；在每个Z轴平移紧锁支架上都按前后水平方向(Z轴向)以螺纹配合方式装配有一个限位螺栓。当中调节座调整到位时，将此限位螺栓向内侧拧紧与中调节座顶板侧面接触，即可通过阻止中调节座顶板沿前后水平Z轴移动来限制上调节座继续同步移动。

请参阅图7。所述上调节座底板的上表面还设有用于限制Z轴旋转导轨滑块运动的Z轴旋转限位板3.15。所述Z轴旋转限位板可在Z轴旋转导轨滑块的设定行程两端分别设置一个。每个Z轴旋转限位板可按左右水平方向(X轴向)以螺纹配合方式水平装配有一个限位螺栓。当上调节座顶板旋转角度调整到位时，将此两个限位螺栓相向拧紧与Z轴旋转导轨滑块对应侧面接触，即可通过阻止Z轴旋转导轨滑块左右水平移动来限制上调节座顶板继续旋转。

通过设置上述第一、第二限位机构以及Z轴旋转限位板作为自锁结构，可以让使用者在完成对调节装置各组成部分的精确调节后将结构锁紧，以避免受到加工作业中产生的震动所带来的误差。

请参阅图8。所述耦合器接板、中部接板、尾部接板的通孔内还可同心设有与镗杆配合的滚珠轴承4.5，用于定位镗杆。

请参阅图2，图2是图1一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置的使用状态演示示意图。如图2所示，本发明用于便携式线镗机的四自由度调节装置A使用时，可先将基座底板通过紧固件固定于作业支架D上。然后，将便携式线镗机B对准镗杆托架的耦合器接板通孔进行套合安装；再将镗杆C依次由尾部接板、中部接板、耦合器接板的通孔穿入。接着，通过调整调节装置A的四自由度(即沿Y轴上下运动，沿Z轴水平运动，以及绕Y轴水平转动，绕Z轴竖直转动)，使镗杆与被加工镗孔的理论轴心对准。最后，将自锁结构锁紧，即可开始同心镗孔。

利用作为调节装置最底层部件的调节基座，通过Y轴升降调节手轮从操纵者处接收力矩，通过Y轴升降蜗轮与蜗杆来传递力矩，通过直线导轨与滑块来保证线性运动的精度，再通过Y轴升降托架来支撑中调节座，从而起到调节Y轴平移自由度的作业。在调节到理想位置后，使用Y轴升降紧锁支架来限制中调节座的Y轴上升自由度，用U型板槽上的限位螺栓来限制中调节座的Y轴下降自由度，用Z轴平移紧锁支架来限制中调节座的Z轴平移自由度，从而起到结构自锁的目的。

利用作为调节装置第二层部件的中调节座，通过Y轴旋转调节手轮从操纵者处接收力矩，通过Y轴旋转丝杠与丝杠螺母来传递力矩，通过Y轴旋转弧形导轨与滑块来保证旋转运动的精度，再通过将弧形导轨滑块与上调节座紧固，从而起到调节Y轴旋转自由度的作业。该组件还通过Z轴平移丝杠与丝杠螺母来传递力矩，通过Z轴平移直线导轨与滑块来保证线性运动的精度，从而起到调节Z轴平移自由度的作业。

利用作为调节装置第三层部件的上调节座，通过Z轴旋转手轮从操纵者处接收力矩，通过Z轴旋转丝杠与丝杠螺母来传递力矩，通过Z轴旋转直线导轨、导轨滑块来保证旋转运动的精度；通过Z轴枢轴轴台与Z轴旋转轴来将线性运动转化为以Z轴旋转轴为圆心的旋转运动，再通过将上调节座顶板与镗杆托架紧固，从而起到调节Z轴旋转自由度的作业。在调节到理想位置后，使用Z轴旋转限位板来限制导轨滑块的运动，以限制上调节座顶板的Z轴旋转自由度，从而起到了Z轴旋转自由度自锁的目的。

利用作为调节装置最上层部件的镗杆托架，通过耦合器接板、中部接板、尾部接板上的通孔来同心配合三个滚珠轴承，利用滚珠轴承来定位镗杆；耦合器接板用于固定便携式镗焊机，以此来保证镗杆与镗焊机的同心度。

通过动力传递结构，可以让使用者就Y轴与Z轴的平移与旋转运动，共计四个自由度，进行精准调整，并可承受较大负荷的作业。还可以让使用者在完成精确调节后将结构锁紧，以避免受到因加工作业中产生的震动而带来的误差。

采用本发明的上述用于便携式线镗机的四自由度调节装置，可以使便携式线镗机在进行后加工时实现以下加工精度：

镗孔切削：孔径精度0.2mm；多孔同心度0.2mm；

镗孔倒角：倒角深度精度0.2mm；角度精度±0.1°；

断面切削：切削深度精度0.2mm；垂直度0.4mm。

综上所述，本发明通过将便携式线镗机及其镗杆与调节装置进行安装连接，利用调节装置可以就Y轴与Z轴进行平移与旋转的功能(即沿Y轴、Z轴平移运动，以及绕Y轴、Z轴转动，共计四个自由度)，使便携式线镗机及其镗杆能够在一定的范围内调整位置和角度，以便调整便携式线镗机与被加工镗孔之间的同心度，因此可避免便携式线镗机与被加工镗孔的理论轴心之间产生偏移，实现精确的同心镗孔、端面垂直加工等后加工功能。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，包括自下而上依次设置的调节基座、中调节座、上调节座以及镗杆托架；所述中调节座滑动连接调节基座，并通过设于调节基座上的升降机构，作相对于调节基座的上下运动；所述上调节座滑动连接中调节座，并通过设于中调节座上的平移机构，作相对于中调节座的水平运动，以及通过设于中调节座上的第一转动机构，作相对于中调节座的水平转动；所述镗杆托架固接上调节座上设置的第二转动机构，并通过第二转动机构作与上调节座水平运动方向正交的竖直转动；所述镗杆托架设有用于转动承载便携式线镗机用镗杆的转动承载部，所述转动承载部与便携式线镗机及其镗杆耦合形成轴向连接。

2.根据权利要求1所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述调节基座包括基座底板、基座左侧板、基座右侧板、基座前板、基座后板、升降机构；所述基座左侧板、基座右侧板、基座前板、基座后板在基座底板上合围形成空腔，所述升降机构包括Y轴升降调节手轮、Y轴手轮联轴器、Y轴蜗轮传动丝杠、Y轴升降蜗轮、Y轴升降蜗杆、Y轴蜗杆传动丝杠、Y轴丝杠螺母法兰、Y轴升降直线导轨、Y轴升降导轨滑块、Y轴升降托架，所述Y轴升降调节手轮穿设于基座前板外侧，并通过设于空腔内的Y轴手轮联轴器依次同向连接水平设置的Y轴蜗轮传动丝杠、Y轴升降蜗轮，所述Y轴升降蜗轮通过其齿轮与竖直设置的Y轴升降蜗杆形成啮合转动配合，从而带动Y轴升降蜗杆转动，所述Y轴升降蜗杆同向连接Y轴蜗杆传动丝杠，所述Y轴蜗杆传动丝杠通过其螺纹与Y轴丝杠螺母法兰形成啮合转动配合，所述Y轴丝杠螺母法兰固接中调节座的底面，所述Y轴升降直线导轨竖直分设于基座左侧板、基座右侧板内侧，所述Y轴升降导轨滑块分别与Y轴升降直线导轨形成滑动配合，所述Y轴升降托架分别水平连接两侧的Y轴升降导轨滑块，所述Y轴升降托架的顶部与中调节座的底面连接。

3.根据权利要求1所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述中调节座包括中调节座底板、中调节座顶板、平移机构、第一转动机构；所述平移机构包括Z轴平移手轮、Z轴平移联轴器、Z轴平移轴台、Z轴平移丝杠、Z轴平移丝杠螺母、Z轴平移直线导轨、Z轴平移导轨滑块，所述Z轴平移手轮设于中调节座底板的前侧或后侧，并通过Z轴平移联轴器同向连接水平设置的Z轴平移丝杠，Z轴平移丝杠穿设于Z轴平移轴台中，Z轴平移轴台的底部固接中调节座底板的上表面，Z轴平移丝杠的前端与Z轴平移丝杠螺母形成螺纹啮合转动配合，Z轴平移丝杠螺母的顶部固接中调节座顶板的底面，所述Z轴平移直线导轨分设于中调节座底板上表面的左右两侧，所述Z轴平移导轨滑块分别与两侧的Z轴平移直线导轨形成滑动配合，所述Z轴平移导轨滑块的顶部固接中调节座顶板的底面；所述第一转动机构包括Y轴旋转调节手轮、Y轴旋转手轮联轴器、Y轴旋转丝杠、Y轴丝杠轴台、Y轴旋转丝杠螺母、Y轴旋转弧形导轨、Y轴弧形导轨滑块，所述Y轴旋转调节手轮通过Y轴旋转手轮联轴器同向连接水平设置的Y轴旋转丝杠，Y轴旋转丝杠穿设于Y轴丝杠轴台中，Y轴丝杠轴台的侧部固接中调节座顶板的侧部，Y轴旋转丝杠的前端与Y轴旋转丝杠螺母形成螺纹啮合转动配合，Y轴旋转丝杠螺母的顶部固接一个转接片，转接片的顶部固接上调节座的底面，所述Y轴旋转弧形导轨分设于中调节座顶板上表面的左右两侧，所述Y轴弧形导轨滑块分别与两侧的Y轴旋转弧形导轨形成滑动配合，所述Y轴弧形导轨滑块的顶部固接上调节座的底面；所述中调节座底板滑动连接调节基座。

4.根据权利要求1所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述上调节座包括上调节座底板、上调节座顶板、第二转动机构；所述第二转动机构包括Z轴旋转手轮、Z轴旋转联轴器、Z轴旋转轴台、Z轴旋转丝杠、Z轴旋转丝杠螺母法兰、滑块连接台、Z轴旋转直线导轨、Z轴旋转导轨滑块、连接推杆、推杆定位块、Z轴枢轴轴台、Z轴旋转轴，所述Z轴旋转手轮设于上调节座底板右侧，并通过Z轴旋转联轴器同向连接水平设置的Z轴旋转丝杠，Z轴旋转丝杠穿设于Z轴旋转轴台中，Z轴旋转轴台的底部固接上调节座底板的上表面，Z轴旋转丝杠的前端与Z轴旋转丝杠螺母法兰形成螺纹啮合转动配合，Z轴旋转丝杠螺母法兰固接滑块连接台，所述Z轴旋转直线导轨同向分设于Z轴旋转丝杠两侧的上调节座底板上表面，所述Z轴旋转导轨滑块分别与两侧的Z轴旋转直线导轨形成滑动配合，所述Z轴旋转导轨滑块固接滑块连接台，滑块连接台的顶部和上调节座顶板的底面分设有连接推杆，并通过推杆定位块与连接推杆形成转动连接，所述上调节座底板的左侧固设有Z轴枢轴轴台，Z轴枢轴轴台内转动设有Z轴旋转轴，Z轴旋转轴固接上调节座顶板；所述上调节座底板滑动连接中调节座。

5.根据权利要求1所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述镗杆托架包括托架底板、耦合器接板、中部接板、尾部接板，所述耦合器接板、中部接板、尾部接板自左向右设于镗杆托架的上表面，并都设有沿X向的同心通孔，所述通孔用于穿设并承载镗杆，所述耦合器接板通过其通孔与便携式线镗机耦合，所述托架底板的底部与上调节座顶板的上表面固接。

6.根据权利要求1所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述调节基座设有用于限制中调节座上下运动的第一限位机构，以及用于限制上调节座水平运动的第二限位机构。

7.根据权利要求6所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述第一限位机构竖直设有限位螺栓，所述第二限位机构水平设有限位螺栓。

8.根据权利要求4所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述上调节座底板的上表面设有用于限制Z轴旋转导轨滑块运动的Z轴旋转限位板。

9.根据权利要求2所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述基座左侧板的外侧设有开口向外的U型板槽，所述U型板槽通过紧固件分别连接基座左侧板、基座底板；所述U型板槽竖直设有限制中调节座下降的限位螺栓。

10.根据权利要求5所述的用于便携式线镗机的四自由度调节装置，其特征在于，所述耦合器接板、中部接板、尾部接板的通孔内设有与镗杆配合的滚珠轴承。