CN107339568A - 一种立式高精度转台及其调节垂直度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式高精度转台，水平轴系、垂直轴系，水平轴系，水平轴系可绕垂直轴系的轴线转动的设置至于垂直轴系上，水平轴系、垂直轴系之间设置有用于调整垂直度的调整垫，调整垫下端面与调整垫上端面具有一个与水平轴线和垂直轴线的不垂直度度数相同且方向相反的角度。本发明还公开了一种立式高精度转台调节垂直度的方法，是通过准直光管测量水平轴线和垂直轴线的不垂直度，再通过刮研调整垫，使其上、下端面相对倾斜，以修正所述不垂直度。本发明不再需要调整水平轴系和垂直轴系本身的精度，适应性强，精度高，可靠性高，中间误差积累少，人工工作量少，便捷、科学、有效，易于推广。

Description

一种立式高精度转台及其调节垂直度的方法

技术领域

本发明涉及一种立式高精度转台，及其调节转台水平轴系和垂直轴线垂直度的工艺方法。

背景技术

高精度立式转台水平轴系和垂直轴系垂直度调节是一个难题，以往通过两种方法来调整该垂直度。

方法一：如图4所示，通过顶丝101直接顶水平轴系1的左轴部件(或右轴部件)的支撑部件使水平轴系与垂直轴系的夹角达到要求来实现调节垂直度的目的，该方法不调整垂直轴系，但这种方法对于水平轴系的精度往往会造成一定损失，因为在顶左轴部件或者右轴部件时对于已经调好旋转精度的水平轴系有一定影响，可能导致水平轴系的旋转精度降低至不可接受的程度。图4中的两条横向中心线封闭为理想的水平轴系的轴线C1和实际与垂直轴系的垂直轴线相互垂直的水平轴线C2。C1和C2的夹角显示了水平轴线和垂直轴线不垂直度φ，也显现了水平轴系1依据垂直轴系1的垂直轴线调整垂直度后的精度损失的值。因为，水平轴系1会通过顶丝101顶水平轴系的左轴部件向下，以消除C1和C2的夹角(以图4中为基础来说明)，也就是消除水平轴线和垂直轴线不垂直度φ。顶丝101顶左轴部件的同时，对于调整好精度的水平轴系1会有一定影响，又可能降低左轴部件和右轴部件的同心度，降低整个轴系的旋转精度，使之不能达到高精度指标。

方法二：如图5所示，直接刮研水平轴系1的外框框架底面401，或者垂直轴系3的外框主轴安装面B。但这种方法需要把外框框架4吊装，人工从下往上刮研外框框架底面401，操作困难，或者整个水平轴系1倒放再刮研外框框架底面401，搬运和测量都比较困难，耗时耗力；如果是刮研外框主轴安装面B，但是在已装配好的部件上操作，容易将刮研产生的多余物带入装配体，不符合装配规范，不能操作，除非拆下外框主轴(8)或将整个垂直轴系(3)倒置吊装，人工从下往上刮研外框主轴安装面(B)，同样是搬运和测量都比较困难，耗时耗力，完成调节需要16个工时。

发明内容

本方案提供一种立式高精度转台调节水平轴系和垂直轴线垂直度的方法，以解决以往方法中存在的一下问题：

1、对于水平轴系的精度会造成一定损失，可能导致水平轴系的旋转精度降低至不可接受的程度的问题；

2、或者，调整时搬运和测量都比较困难，耗时耗力的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：提供了一种立式高精度转台，包括水平轴系、垂直轴系和水平轴系，水平轴系可绕垂直轴系的垂直轴线转动的设置至于垂直轴系上；

还包括调整垫；所述水平轴系的外框框架底端设置有外框主轴插入孔，外框主轴插入孔周边设置有用于配合调整垫上端面的调整垫配合面；所述垂直轴系的外框主轴设置有用于安装调整垫并与调整垫下端面配合的外框主轴安装面；

调整垫安装在外框主轴安装面上，调整垫下端面与框主轴安装面定位贴合，外框主轴上端插入外框主轴插入孔中，调整垫上端面与调整垫配合面定位贴合；

调整垫下端面与调整垫上端面具有一个与水平轴线和垂直轴线的不垂直度度数相同且方向相反的角度，所述调整垫及其具有所述角度用于调整水平轴线和垂直轴线的不垂直度，使其满足垂直度要求。

所述水平轴系包括外框框架，左半轴组合、右半轴组合和中框框架；

其中，所述外框框架用来支撑水平轴系，所述左半轴组合和右半轴组合分别穿过所述中框框架和外框框架的左右两端，将中框框架和外框框架可转动的连接在一起。

所述垂直轴系包括外框主轴、外框轴承、外框轴承套、外框外锁母、外框内锁母和底座；

外框轴承套装在外框主轴上，外框轴承下端和外框主轴之间设置有外框内锁母；外框轴承外套装有外框轴承套，外框轴承上端和外框轴承套之间设置有外框外锁母；外框轴承套插装在底座中。

所述调整垫为厚度10～20mm的金属大垫片。

进一步的，述调整垫为厚度10mm的钢制大垫片。

本发明还提供了一种立式高精度转台调节垂直度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)、用准直光管测量装配好的立式高精度转台的水平轴系和垂直轴系的垂直度；

b)、测量结果若不符合要求，水平轴线和垂直轴线的不垂直度为x″，可拆下调整垫，铣削或者刮研调整垫上、下端面，使上下两端面相对倾斜x″，角度及方向与光管实测的角度和安装时实际的方向对应；

c)将修整好的调整垫重新安装到位，再次用光管测量；

d)如不符合垂直度要求，则重复步骤b)和步骤c)，直至达到垂直度要求，则完成调整垂直度。

将水平轴系、调整垫和垂直轴系装配在一起的工序，以及步骤c)中将调整垫重新安装到位的工序中，包括以下步骤：

c1)、将调整垫放置于外框主轴的外框主轴安装面上，径向定位是调整垫内孔和外框主轴外圆，轴向定位是调整垫下端面和外框主轴安装面；旋转方向定位是用调整垫上两个定位用销钉孔与外框主轴两个对应的销钉孔保持一致；

c2)、将水平轴系以外框框架下端的调整垫配合面和调整垫上端面轴向定位，外框框架下端的外框主轴插入孔和外框主轴外圆径向定位，旋转方向靠调整垫两个定位用销钉孔与外框主轴两个对应销钉孔及外框框架两个对应销钉孔保持一致，组合用连接螺钉穿过外框框架和调整垫固定安装到外框主轴上，将水平轴系、调整垫和垂直轴系装配在一起，并紧固组合用连接螺钉。

本发明的有益效果是：

1、本立式高精度转台及其调节垂直度的方法，在调整垂直度时，不再需要调整水平轴系和垂直轴系本身的精度，因此适用于不同结构的水平轴系和垂直轴系，也就是能够适应现有的不同结构的水平轴系和垂直轴系，也能够过适应以后新的不同结构的水平轴系和垂直轴系，适应性强；

2、本立式高精度转台及其调节垂直度的方法，可以直观有效地通过光学仪器测量不垂直度，利用修整水平轴系和垂直轴系中间的调整垫进行两个轴系的垂直度调节，精度高，可靠性高；

3、本立式高精度转台及其调节垂直度的方法，保证原有水平轴系精度，中间误差积累少，人工工作量少，能够满足高精度立式转台的垂直度调节要求；

4、本立式高精度转台调节垂直度的方法，完成调节只需8个工时，比相比方法二节约50％的工时；制造成本上，本方法为以方法二的1/2，经济效益显著；因此，本方法更为经济、便捷、科学、有效，本立式高精度转台及其调节垂直度的方法易于推广。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为立式高精度转台水平轴系1和垂直轴系3的装配示意图(纵剖图)；

图2为立式高精度转台水平轴系1和垂直轴系3的装配示意图(立体图)

图3为图1的局部放大图；

图4为顶丝法(方法一)调节立式转台水平轴系和垂直轴系垂直度的原理图；

图5为直接刮研法(方法二)调节立式转台水平轴系和垂直轴系垂直度的示意图；

图6为光管测量两轴线垂直度原理图；

图7为立式高精度转台水平轴系1的结构示意图(纵剖图)；

图8为立式高精度转台水平轴系1的结构示意图(立体图)；

图9为立式高精度转台垂直轴系3的结构示意图(纵剖图)；

图10为立式高精度转台垂直轴系3的结构示意图(俯视图)；

图11为立式高精度转台垂直轴系3的结构示意图(立体图)；

图12为调整垫2配合不垂直度刮研示意图，也是调整垫2的结构示意图；

图13为调整垫2的结构示意图(立体图)。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

水平轴系(1)、调整垫(2)、定位用销钉孔(201)、垂直轴系(3)、外框框架(4)、外框框架底面(401)、左半轴组合(5)、中框框架(6)、右半轴组合(7)、外框主轴(8)、外框主轴安装面(B)、外框外锁母(9)、外框轴承(10)、外框轴承套(11)、外框内锁母(12)、底座(13)、组合用连接螺钉(14)、准直光管(15)、镜面一(16)、镜面二(17)、顶丝(101)、

调整好的水平轴系的轴线(C1)、实际与垂直轴系的垂直轴线相互垂直的水平轴线(C2)、水平轴线和垂直轴线的不垂直度(φ)(图4中为C1和C2的夹角，图6中为镜面一和镜面二所对应的两条轴线的1/2夹角，显示了水平轴线和垂直轴线不垂直度，在方法一中也是调整水平轴系的水平轴线后水平轴系的精度损失程度，即水平轴系的精度误差)、

外框主轴外圆(A)、调整垫内孔(A’)、外框主轴插入孔(A”)、外框主轴安装面(B)、调整垫下端面(B’)、调整垫配合面(C)、调整垫上端面(C’)。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至3、7至13所示，该立式高精度转台，包括水平轴系1、垂直轴系3和水平轴系1，水平轴系1可绕垂直轴系3的垂直轴线转动的设置至于垂直轴系3上。

该立式高精度转台，还包括调整垫2；所述水平轴系1的外框框架4底端设置有外框主轴插入孔A”，外框主轴插入孔A”周边设置有用于配合调整垫上端面C’的调整垫配合面C；所述垂直轴系3的外框主轴8设置有用于安装调整垫2并与调整垫下端面B’配合的外框主轴安装面B；

调整垫2安装在外框主轴安装面B上，调整垫下端面B’与框主轴安装面B定位贴合，外框主轴8上端插入外框主轴插入孔A”中，调整垫上端面C’与调整垫配合面C定位贴合；

调整垫下端面B’与调整垫上端面C’具有一个与水平轴线和垂直轴线的不垂直度φ度数相同且方向相反的角度，所述调整垫2及其具有所述角度用于调整水平轴线和垂直轴线的不垂直度φ，使其满足垂直度要求。

所述水平轴系1包括外框框架4，左半轴组合5、右半轴组合7和中框框架6；

其中，所述外框框架4用来支撑水平轴系1，所述左半轴组合5和右半轴组合7分别穿过所述中框框架6和外框框架4的左右两端，将中框框架6和外框框架4可转动的连接在一起。

所述垂直轴系3包括外框主轴8、外框轴承10、外框轴承套11、外框外锁母9、外框内锁母12和底座13；

外框轴承10套装在外框主轴8上，外框轴承10下端和外框主轴8之间设置有外框内锁母12；外框轴承10外套装有外框轴承套11，外框轴承10上端和外框轴承套11之间设置有外框外锁母9；外框轴承套11插装在底座13中。

所述调整垫2为厚度10～20mm的金属大垫片。本实施例中，所述调整垫2为厚度10mm的钢制大垫片。

图6为光管测量原理图，水平轴系两侧分别固定镜面一16和镜面二17，水平轴线一端放置准直光管15，读镜面一16读数；旋转垂直轴线180度，使镜面二17对准准直光管15，读数；两读数差即为水平轴线和垂直轴线不垂直度Φ的2倍，即2Φ。

图7、8为水平轴系1的结构示意图。安装水平轴系，将左右半轴组合5、7分别与中框6连接。右半轴组合7先与中框6固定连接，通过千分表监测左半轴5的外圆跳动，调节左半轴位置，使跳动公差小于5μm，调节到位后半轴组合7与中框的连接螺钉紧固，且打销钉定位。将调整好的水平轴系安装在外框框架4上。左右半轴组合5、7与中框6等组成水平旋转的轴系部分。

图9至11为垂直轴系3的结构示意图。安装垂直轴系，将外框轴承10安装到外框主轴8上，锁好外框内锁母12，再一起安装到外框轴承套11上，锁好外框外锁母9；再将外框轴承套11安装到底座13上。调整外框内锁母12，通过千分表监测外框主轴8外圆跳动，使外圆跳动公差小于5μm；使外框主轴8与外框主轴安装面B的端面跳动公差小于5μm。

调整垫内孔A’、外框主轴外圆A和外框主轴插入孔A”的直径相同。

如图6至13所示，本发明公开了立式高精度转台调节垂直度的方法，包括以下步骤：

a)、用准直光管15测量装配好的立式高精度转台的水平轴系1和垂直轴系3的垂直度；

b)、测量结果若不符合要求，水平轴线和垂直轴线的不垂直度φ为x″，可拆下调整垫2，铣削或者刮研调整垫2上、下端面C’、B’，使上下两端面相对倾斜x″，角度及方向与光管实测的角度和安装时实际的方向对应；

c)将修整好的调整垫2重新安装到位，再次用光管测量；

d)如不符合垂直度要求，则重复步骤b)和步骤c)，直至达到垂直度要求，则完成调整垂直度。

其中，将包括将水平轴系1、调整垫2和垂直轴系3装配在一起的工序，以及步骤c)中将调整垫2重新安装到位的工序中，还包括以下步骤：

c1)、将调整垫2放置于外框主轴8的外框主轴安装面B上，径向定位是调整垫内孔A’和外框主轴外圆A，轴向定位是调整垫下端面B’和外框主轴安装面B；旋转方向定位是用调整垫2上两个定位用销钉孔201与外框主轴8两个对应的销钉孔保持一致；

c2)、将水平轴系1以外框框架4下端的调整垫配合面C和调整垫上端面C’轴向定位，外框框架4下端的外框主轴插入孔A”和外框主轴外圆A径向定位，旋转方向靠调整垫2两个定位用销钉孔201与外框主轴8两个对应销钉孔及外框框架4两个对应销钉孔保持一致，组合用连接螺钉14穿过外框框架4和调整垫2固定安装到外框主轴8上，将水平轴系1、调整垫2和垂直轴系3装配在一起，并紧固组合用连接螺钉14。

本方法能够配合调整垫及其相依配合、安装面，能够适应高精度立式转台中结构不同的水平轴系和垂直轴系，能够满足高垂直度要求。即利用光学仪器测量垂直度(测量方法见GJB1801-93《惯性技术测试设备主要性能试验方法》方法103垂直度测量方法，见图6)，通过修研水平轴系和垂直轴系中间的调整垫片，不影响已调整好的水平轴系1精度，也不用费时费力的搬运、刮研和测量，能方便快捷的使两个轴系达到垂直度要求，实现垂直度调节。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种立式高精度转台，包括水平轴系(1)、垂直轴系(3)和水平轴系(1)，水平轴系(1)可绕垂直轴系(3)的垂直轴线转动的设置至于垂直轴系(3)上；其特征在于：

还包括调整垫(2)；所述水平轴系(1)的外框框架(4)底端设置有外框主轴插入孔(A”)，外框主轴插入孔(A”)周边设置有用于配合调整垫上端面(C’)的调整垫配合面(C)；所述垂直轴系(3)的外框主轴(8)设置有用于安装调整垫(2)并与调整垫下端面(B’)配合的外框主轴安装面(B)；

调整垫(2)安装在外框主轴安装面(B)上，调整垫下端面(B’)与框主轴安装面(B)定位贴合，外框主轴(8)上端插入外框主轴插入孔(A”)中，调整垫上端面(C’)与调整垫配合面(C)定位贴合；

调整垫下端面(B’)与调整垫上端面(C’)具有一个与水平轴线和垂直轴线的不垂直度(φ)度数相同且方向相反的角度，所述调整垫(2)及其具有所述角度用于调整水平轴线和垂直轴线的不垂直度(φ)，使其满足垂直度要求。

2.按权利要求1所述的一种立式高精度转台，其特征在于：

所述水平轴系(1)包括外框框架(4)，左半轴组合(5)、右半轴组合(7)和中框框架(6)；

其中，所述外框框架(4)用来支撑水平轴系(1)，所述左半轴组合(5)和右半轴组合(7)分别穿过所述中框框架(6)和外框框架(4)的左右两端，将中框框架(6)和外框框架(4)可转动的连接在一起。

3.按权利要求1所述的一种立式高精度转台，其特征在于：

所述垂直轴系(3)包括外框主轴(8)、外框轴承(10)、外框轴承套(11)、外框外锁母(9)、外框内锁母(12)和底座(13)；

外框轴承(10)套装在外框主轴(8)上，外框轴承(10)下端和外框主轴(8)之间设置有外框内锁母(12)；外框轴承(10)外套装有外框轴承套(11)，外框轴承(10)上端和外框轴承套(11)之间设置有外框外锁母(9)；外框轴承套(11)插装在底座(13)中。

4.按权利要求1所述的一种立式高精度转台，其特征在于：所述调整垫(2)为厚度10～20mm的金属大垫片。

5.按权利要求4所述的一种立式高精度转台，其特征在于：所述调整垫(2)为厚度10mm的钢制大垫片。

6.一种立式高精度转台调节垂直度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)、用准直光管(15)测量装配好的立式高精度转台的水平轴系(1)和垂直轴系(3)的垂直度；

b)、测量结果若不符合要求，水平轴线和垂直轴线的不垂直度(φ)为x″，可拆下调整垫(2)，铣削或者刮研调整垫上、下端面(C’、B’)，使上下两端面相对倾斜x″，角度及方向与光管实测的角度和安装时实际的方向对应；

c)将修整好的调整垫(2)重新安装到位，再次用光管测量；

d)如不符合垂直度要求，则重复步骤b)和步骤c)，直至达到垂直度要求，则完成调整垂直度。

7.如权利要求6所述的立式高精度转台调节垂直度的方法，其特征在于：将水平轴系(1)、调整垫(2)和垂直轴系(3)装配在一起的工序，以及步骤c)中将调整垫(2)重新安装到位的工序中，包括以下步骤：

c1)、将调整垫(2)放置于外框主轴(8)的外框主轴安装面(B)上，径向定位是调整垫内孔(A’)和外框主轴外圆(A)，轴向定位是调整垫下端面(B’)和外框主轴安装面(B)；旋转方向定位是用调整垫(2)上两个定位用销钉孔与外框主轴(8)两个对应的销钉孔保持一致；

c2)、将水平轴系(1)以外框框架(4)下端的调整垫配合面(C)和调整垫上端面(C’)轴向定位，外框框架(4)下端的外框主轴插入孔(A”)和外框主轴外圆(A)径向定位，旋转方向靠调整垫(2)两个定位用销钉孔(201)与外框主轴(8)两个对应销钉孔及外框框架(4)两个对应销钉孔保持一致，组合用连接螺钉(14)穿过外框框架(4)和调整垫(2)固定安装到外框主轴(8)上，将水平轴系(1)、调整垫(2)和垂直轴系(3)装配在一起，并紧固组合用连接螺钉(14)。