[发明专利]一种精密导轨万向球头轴调节支架

说明书

■技术领域

本发明涉及一种精密导轨调节支架，特别是一种精密导轨万向球头轴调节支架。

■背景技术

精密导轨通常由固定式或可调式支架支撑。支架属于大件结构，在设计中采用下述设计思想：首先，结构必须合理，有足够的加强筋，支承位置要适当，以保证不因自重而变形；其次，很好地消除支架的内应力，保证长期使用中不产生微小的变形，保持支架的精度稳定可靠；第三，材料性能要好，同时材料还要有一定的吸震能力。

固定式支架为精密导轨的底座和工作台，为保证精度，要进行组合受力刚度设计，刚度计算时主要考虑接触变形和自重变形两种。接触变形属于弹性变形的范围，是一种局部变形，客观上是不可避免的，与接触零件的表面形状、材料和作用力有关。支架承载受力后接触面会产生变形，若变形过大，就会影响导轨的运动精度。因此，需要合理地设计支架的结构形状和各部分尺寸，尤其是接触面的几何参数、热处理工艺及表面光洁度，使其微观不平度的变形量达到最小。自重变形是由重力造成的拉伸、弯曲、扭转而产生的刚度变形，该变形会影响到零件尺寸。由于支架为大型零件，其本身重量产生的变形对高精度零部件而言不可忽视，自重变形量还和零件支点的位置有关，因此，结构设计时应合理选择支点的位置，尽量减小自重变形对机构或部件精确度的影响，使其具有足够的刚度，以保证承受重力后产生的变形不超过一定值。

可调式支架，常采用螺旋传动机构调节支架的升降。螺旋传动调节方便，但当螺旋传动机构承受重力时，螺旋传动的径向间隙及轴向间隙会影响支架的调节精度，并影响调节的运动方向。在受重力情形下会发生螺杆受压失稳现象，甚至螺纹牙发生塑形变形或断裂，受力后螺距的变化引起传动精度降低，从而影响工作台移动的读数精度。

为了在较长的时间内保证一定的精度，无论是固定式支架还是可调式支架均应具有好的尺寸稳定性，尤其是一些关键尺寸不能随外界环境(如温度变化、振动等)而变化。首先要对制造误差进行控制：结构设计时针对关键尺寸给出公差与配合的容许偏差值，同时控制好材料的性能参数，控制好零部件尺寸、形状、位置、表面质量的不完善等；其次要对运行误差进行控制：提高抵抗应力变形和外界环境变化的能力。

可以看出，固定式支架对设计、结构、材料要求很高，易受应力变形和外界环境变化的影响，可调式支架中的螺旋传动机构易受重力的影响，两者均存在难于保证所支承的精密导轨工作精度的问题。

■发明内容：

本发明为一种精密导轨万向球头轴调节支架。精密导轨万向球头轴调节支架的组成为：基座、左镶套、左销钉、左销套、拉紧螺钉、右销钉、右销套、调节螺柱、调节螺套、调节杆、防脱盖板、地脚螺旋部件、螺钉。为使精密导轨有很高的方向精度，移动时灵敏、平稳，在精密导轨万向球头轴调节支架的地脚螺旋部件上固联一个竖轴轴套及球头轴，通过球头轴的万向旋转可实现支架的万向调节，实现调节的灵敏性并使支架具备相应的调平功能，从而保证精密导轨的工作精度。

本发明的目的是由以下技术方案来实现：①在精密导轨万向球头轴调节支架的基座上表面放置水准器，调平前先观察圆水泡，依靠地脚螺旋部件的调节杆进行快速调节，使圆水泡大致居中。此时，取掉水准器，即可以进行精密导轨的安装。②安装导轨时，首先通过观察确保导轨的安装方向正确，即正对精密导轨的操作方向，支架上的两个定位销钉中，直径较粗的销钉应当位于操作者的左方。在此情况下，先使导轨上的销钉孔对准支架上的左右销钉，然后，平稳地放下精密导轨，使得其底面与支架的上表面整体接触。此时，上紧两个固定螺钉，就完成了精密导轨在支架上的安装。③按一般工作平台的调平方法进行精密导轨的调平，用管状水准器进行水平度的调节。使管状水准器与两个地脚螺旋部件的连线平行，同时分别向内或向外旋转水准器的一端所对应的两个地脚螺旋使水准器水泡居中。然后，旋转水准器的敏感轴方向90°，分别交替旋转水准器一段对应的两个地脚螺旋使气泡居中。如此反复调整，直到水准器转到任意位置气泡都居中为止。此时，精密导轨万向球头轴调节支架完成了精密调平。④调节组件作为一个独立部件安装在支架上，其位置既要有利于总体布局，也要顾及操作者的方便与习惯。调节组件由调节螺柱、调节螺套、调节杆、防脱盖板、地脚螺旋部件、螺钉组成，考虑到调节组件的安放位置、连接、拆卸以及使用要求等，设计了一个安装在底部支架上的调节杆，以及四只调平用的地脚螺旋部件，确保调节范围不小于40mm。

■有益效果