一种用于数控机床的球杆仪专用夹具的制作方法

本实用新型涉及数控机床测量设备技术领域，具体涉及一种用于数控机床的球杆仪专用夹具。

背景技术：

随着机床设计水平、制造工艺、使用基础材料性能、数控系统等技术的提高，机床误差中热误差、系统控制误差等所占比例大幅降低，而由装配机制造及床身、部件变形引起的几何误差占比不降反升。几何误差约占数控机床总加工误差的40-70%，所占比例随着数控机床精度等级不同而不同，一般是精度越高的机床几何误差所占比例越大，在一些高档精密数控机床，几何误差往往是最主要的误差源。因此，降低几何误差对机床进给系统精度的影响对提升机床加工精度至为重要；目前，球杆仪被广泛应用于机床几何精度的评估，通过圆测试能够识别出机床运动轴的多项误差。球杆仪的测量杆的两端分别安装有两个精密小球：球之间装有精密位移传感器，两小球通过磁性支座分别与机床的测量部件相连接。另外，为了安装方便和完成不同直径的圆测试。磁性支座采用三点支承结构，保证小球与磁性支座间紧密接触。当机床中被测量部件间有相对移动时，测量杆内的位移传感器将杆的位移伸长量测出。

实际测量过程中，为实现不同高度及测量长度的测量状态变化，需利用垫块或伸长杆实现预设计安装位置的固定；这些临时夹具存在在高度不可准确控制、角度不满足预期需求的缺陷；由此，影响球杆仪测量使用范围的同时，导致设计的测量轨迹无法实现。因此欲完成在xy、yz、xz平面内不同高度及不同角度运行测量，需要设计一种用于多轴数控机床机床圆度测量的球杆仪连接杆件。

技术实现要素：

根据现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于数控机床的球杆仪专用夹具。该装置实现在同一测量平面内的可量化调整球杆仪器安装高度及安装角度置，即可使球杆仪在多平面内运行测量。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，包括水平底座，竖直支座，滑座，第一螺杆，垫板，滑块，第二螺杆，螺母，连接板，连杆；其特征在于所述水平底座为上下两个偏平状长方体叠放结构，且底层的长方体两侧设有螺纹孔；所述水平底座的中部排列有一个以上的台阶螺纹孔；所述竖直支座为长方体结构中部并设有空心槽；所述竖直支座的底部设有配合台阶螺纹孔的螺栓；所述竖直支座的正面设有高度刻度；所述竖直支座的空心槽内设有滑块；所述滑块的中部横穿有通孔，且通孔内设有第一螺杆；所述滑座为背部为板状的铰接卡件结构；所述滑座的背部中间设有螺纹孔;所述第一螺杆上设有垫板、滑块，并通过底部的螺纹与滑座固定；所述垫板在竖直支座的背部外侧；所述滑座的铰接卡件的侧面设有角度刻度，并且铰接卡件通过第二螺杆、螺母与连接板铰接固定；所述连接板为u型连接件；所述连接板的背部设有螺纹孔；所述连杆的底部设有螺纹，并与连接板的背部螺纹孔进行固定；所述连杆的顶端设有凹槽，可以与球杆仪的磁性端头进行吸附扣合。

优选地，所述竖直支座上的刻度范围在0～200mm。

优选地，所述滑座上的刻度范围在-45°～-60°。

优选地，所述连杆选用铁或碳钢材料。

优选地，所述垫板的宽度大于竖直支座空心槽的宽度。

优选地，所述水平底座上的台阶螺纹孔呈水平方向排列。

优选地，所述滑座的侧面且与竖直支座刻度的同一侧对应的设有起点标注。

本实用新型有益效果有以下几点：

1.通过该夹具实现了不同高度及测量长度的测量状态变化，完成了在xy、yz、xz平面内不同高度及不同角度运行测量；

2.夹具与现有球杆仪通过磁性吸附的方式扣合，安装更方便；

3.该夹具设有三种变量，可通过控制其中一到两组的变量进行测量运算，得出数据更加精确。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型的滑座结构示意图。

图4为本实用新型的竖直支座底部结构示意图。

图5为本实用新型的整体连接效果图。

图中，水平底座1，竖直支座2，滑座3，第一螺杆4，垫板5，滑块6，第二螺杆7，螺母8，连接板9，连杆10，球杆仪11。

具体实施方式

为了更好的展示本实用新型的内容，下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

如图所示，一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，包括水平底座1，竖直支座2，滑座3，第一螺杆4，垫板5，滑块6，第二螺杆7，螺母8，连接板9，连杆10；水平底座1为上下两个偏平状长方体叠放结构，且底层的长方体两侧设有螺纹孔，该螺纹孔可以与机床工作台进行螺纹固定；水平底座1的中部设有一个以上的台阶螺纹孔并呈水平排列，此处的螺纹孔是水平方向的调节变量所以必须在一条直线上；竖直支座2为长方体结构中部并设有空心槽；竖直支座2的底部设有配合台阶螺纹孔的螺栓；竖直支座2的正面设有高度刻度，刻度范围建议设在0～200mm该刻度范围是测量的常用范围；竖直支座2的空心槽内设有滑块6，滑块6可在空心槽内上下滑动；滑块6的中部横穿有通孔，且通孔内设有第一螺杆4；滑座3为背部为板状的铰接卡件结构；滑座3的背部中间设有螺纹孔，第一螺杆4上串有垫板5、滑块6，并通过底部的螺纹与滑座3固定，这样就可以通过滑块6的上下滑动带动滑座3进行上下调节；滑座的侧面且与竖直支座刻度的同一侧对应的设有起点标注，如果不设标注无法不知道滑座在上下滑动时看竖直支座的刻度到底对应的是那个点的位置；垫板5在竖直支座2的背部外侧，垫板5的宽度要大于竖直支座2空心槽的宽度，在高度调节完毕之后可拧紧螺栓使垫板5压紧在竖直支座2上防止再出现滑动导致距离偏移；滑座3的铰接卡件的侧面设有角度刻度，同上述刻度作用一致都为最常用的刻度范围，并且铰接卡件通过第二螺杆7、螺母8与连接板9铰接固定；连接板9为u型连接件，通过铰接固定的方法可进行旋转；连接板9的背部设有螺纹孔；连杆10的底部设有螺纹，并与连接板9的背部螺纹孔进行固定；连杆10的顶端设有凹槽，可以与球杆仪11的磁性端头进行吸附扣合，所以连杆的材料因选用强磁性材料如铁，碳钢，钨钢等；上述中，如未单独介绍其固定方式皆使用业内技术人员通用技术手段焊接或螺纹紧固的方式进行固定。

如图所示，先将该夹具的水平底座1通过螺纹固定的方法固定于数控机床的工作台之上；再通过对调节变量进行控制，如水平底座1的台阶螺纹孔，竖直支座2的底部可进行选择固定，与竖直支座2连接的滑座3可通过第一螺杆4进行竖直方向的调节以及滑座3处的第二螺杆7可进行角度调节；最后与球杆仪11的底部连接直接磁性吸附到连杆端头的凹槽内即可，凹槽与磁性端头嵌套式配合。

技术特征：

1.一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，包括水平底座，竖直支座，滑座，第一螺杆，垫板，滑块，第二螺杆，螺母，连接板，连杆；其特征在于所述水平底座为上下两个偏平状长方体叠放结构，且底层的长方体两侧设有螺纹孔；所述水平底座的中部排列有一个以上的台阶螺纹孔；所述竖直支座为长方体结构中部并设有空心槽；所述竖直支座的底部设有配合台阶螺纹孔的螺栓；所述竖直支座的正面设有高度刻度；所述竖直支座的空心槽内设有滑块；所述滑块的中部横穿有通孔，且通孔内设有第一螺杆；所述滑座为背部为板状的铰接卡件结构；所述滑座的背部中间设有螺纹孔;所述第一螺杆上设有垫板、滑块，并通过底部的螺纹与滑座固定；所述垫板在竖直支座的背部外侧；所述滑座的铰接卡件的侧面设有角度刻度，并且铰接卡件通过第二螺杆、螺母与连接板铰接固定；所述连接板为u型连接件；所述连接板的背部设有螺纹孔；所述连杆的底部设有螺纹，并与连接板的背部螺纹孔进行固定；所述连杆的顶端设有凹槽，可以与球杆仪的磁性端头进行吸附扣合。

2.根据权利要求1所述的一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，其特征在于:所述竖直支座上的刻度范围在0～200mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，其特征在于:所述滑座上的刻度范围在-45°～-60°。

4.根据权利要求1所述的一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，其特征在于:所述连杆选用铁或碳钢材料。

5.根据权利要求1所述的一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，其特征在于:所述垫板的宽度大于竖直支座空心槽的宽度。

6.根据权利要求1所述的一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，其特征在于:所述水平底座上的台阶螺纹孔呈水平方向排列。

7.根据权利要求1所述的一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，其特征在于:所述滑座的侧面且与竖直支座刻度的同一侧对应的设有起点标注。

技术总结
本实用新型公开了一种用于数控机床的球杆仪专用夹具，包括水平底座，竖直支座，滑座，第一螺杆，垫板，滑块，第二螺杆，螺母，连接板，连杆；所述水平底座为长方体叠放结构；所述水平底座的中部排列有台阶螺纹孔；所述竖直支座为长方体结构中部并设有空心槽；所述竖直支座的空心槽内设有滑块；所述滑块的中部横穿有通孔，且通孔内设有第一螺杆；所述滑座的背部中间设有螺纹孔;所述第一螺杆上设有垫板、滑块，并通过底部的螺纹与滑座固定；所述垫板在竖直支座的背部外侧；所述铰接卡件通过第二螺杆、螺母与连接板铰接固定；所述连接板的背部设有螺纹孔；所述连杆的底部设有螺纹，并与连接板的背部螺纹孔进行固定；所述连杆的顶端设有凹槽。

技术研发人员：郭金鑫;郭世杰;刘江
受保护的技术使用者：内蒙古工业大学
技术研发日：2019.08.21
技术公布日：2020.05.22