专利名称：极坐标机床球式校正装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机床的精度校正装置，具体地说是一种在极坐标机床安装过程中实现回转体与加工执行体间校正的极坐标机床球式校正装置。
背景技术：
近年来，极坐标机床发展非常迅速，该类机床数控化程度也非常高，应用场合广泛。极坐标数控机床加工坐标系是极坐标形式的，但是在具体加工应用过程中可以参照直角坐标系的方式，进行插补加工。极坐标机床主要考虑极径和极角的关系，所以在齿轮、法兰、轮毂等回转类零件加工应用中具有非常大的优势。
机床在安装过程中，为了达到技术要求，要将回转体中心与加工执行体中心进行校正，否则就不符合技术指标。安装完成后，为了保证性能必须对其进行验收。这个验收过程一般包含生产厂家的自检验收和用户的最终验收，精度验收和功能验收是其中最主要的内容。精度验收项目包括几何精度、位置精度及加工精度。提高精度主要有两种途径，一是提高机械自身精度，即提
高机床部件的加工精度及装配精度等；二是应用数控技术，利用软件方式来弥补硬件上的缺陷。功能验收项目主要是指加工类型、加工范围等，以保证加工要求。
机床精度的提高是无止境的。目前，在安装过程中，以直线运动为'主的
3机床，可以通过很多方法进行校正。可以通过一些简单的检测器件，如精密水平仪、方箱、角尺、平尺、百分表、杠杆表等组合来实现，也可以通过一些新型高科技的仪器如光栅、三坐标测量机、激光干涉仪等完成。但是在极坐标机床中，回转体与加工执行体的校正很困难，需要应用圆光栅、激光干涉仪等，这些仪器价格昂贵， 一般单位承担不起；同时其使用复杂， 一般操作人员不容易掌握，校正效率低下。因此导致很大一部分该类机床就没有进行校正或只是通过简单的视线参照或划线来校正，结果造成机床精度得不到有效保证，加工精度达不到技术要求。
因此，亟需一种采用模块化设计，原理简单，装配环节少，且以机械调整为主体，精度较高，能够满足机床使用要求的极坐标机床球式校正装置。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有价格优势且简单实用的极坐标机床球式校正装置，以解决目前极坐标机床校正环节中的诸多难题。本实用新型的技术方案是
一种极坐标机床球式校正装置，包括执行体转臂l，其特征是所述执行体
转臂1 一端活动连接水平臂3的一端，水平臂3的另一端活动连接轴销6，轴销6上设有百分表架9，百分表架9上设有百分表16;百分表16下方置有标准钢球11，标准钢球11置于钢球支撑轴14上，钢球支撑轴14安装在回转支架13上。
所述执行体转臂1与水平臂3之间设有调整垫片2。
所述执行体转臂1上的执行体转臂安装端面100安装在极坐标机床执行体19上的极坐标机床执行体安装端面190上。
所述执行体转臂1上的执行体转臂安装端面键槽101与极坐标机床执行体19上的极坐标机床执行体安装端面键191连接。
所述钢球支撑轴14的支撑轴颈140安装在极坐标机床回转体20的极坐标机床回转体安装孔200内。
本实用新型的有益效果是
本实用新型通过调整执行体中心组件与回转体中心组件之间的距离以适用于不同规模的机床，也可根据需要，选配不同的组件进行组合，实现不同类型机床的校正需求，大大简化了机床调整难度，对降低机床安装系统的价格和推动机床加工精度的提高具有重要的意义。具体表现在以下几点
1. 本实用新型的零件加工简单，精度高；
2. 本实用新型的各个组件之间的装配环节少，尺寸链少，调整方便，作为校正专用装备，误差小，能够保证检测精度；
3. 本实用新型的组件采用模块化设计，安装简单，操作方便，特别是现场的安装人员能够很快掌握；
4. 本实用新型的组件采用系列化设计，满足各种规格机床的需求。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的分解结构示意图。
图3是本实用新型的执行体转臂之一的结构示意图。
图4是图3中A—A方向视图。图5是本实用新型的执行体转臂之二的结构示意图。
图6是图5中B—B方向视图。
图7是本实用新型的执行体转臂之三的结构示意图。
图8是图7中C一C方向视图。
图9是本实用新型的执行体转臂之四的结构示意图。
图10是图9中D — D方向视图。
图ll是图IO中E — E方向视图。
图12是与本实用新型相匹配的极坐标机床的结构示意图。图13是本实用新型的连接结构框图。图14是本实用新型安装在极坐标机床上的结构示意图。图15是本实用新型安装在极坐标机床上的使用状态之一局部示意图。图16是本实用新型安装在极坐标机床上的使用状态之二局部示意图。图中l为执行体转臂、2为调整垫片、3为水平臂、4为转销螺母、5为转销、6为轴销、7为转轴挡圈、8为转轴挡圈安装螺丝、9为百分表架、10为百分表固定螺丝、11为标准钢球、12为百分表架安装螺丝、13为回转支架、14为钢球支撑轴、140为支撑轴颈、15为钢球支撑轴安装螺丝、16为百分表、17为极坐标机床床身、18为极坐标机床立柱、19为极坐标机床执行体、190为极坐标机床执行体安装端面、191为极坐标机床执行体安装端面键、20为极坐标机床回转体、200为极坐标机床回转体安装孔、100为执行体转臂安装端面、101为执行体转臂安装端面键槽、22为执行体中心组件、23为中心校正组件、24为回转体中心组件。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述
结合图1、图2， 一种极坐标机床球式校正装置，执行体中心组件22由执行体转臂1、调整垫片2、转销螺母4和转销5组成；中心校正组件23由水平臂3、轴销6、转轴挡圈7、转轴挡圈安装螺丝8、百分表架9、百分表固定螺丝10、百分表架安装螺丝12和百分表16组成；回转体中心组件24由标准钢球11、回转支架13、钢球支撑轴14和钢球支撑轴安装螺丝15组成。
执行体转臂1一端活动连接水平臂3的一端，水平臂3的另一端活动连接轴销6，轴销6上设有百分表架9，百分表架9上设有百分表16;百分表16下方置有标准钢球11，标准钢球11置于钢球支撑轴14上，钢球支撑轴14安装在回转支架13上。
执行体转臂1通过调整垫片2安装在水平臂3上，用转销5与转销螺母4将其锁紧，通过一定的修正配合，保证水平臂3的中心线与执行体转臂1的中心重合。转轴6安装在水平臂3内部，可以进行旋转动作。用转轴挡圈安装螺丝8将转轴挡圈7装配在水平臂3上，并将转轴6轴向压紧，保证其轴向窜动小。用百分表架安装螺丝12将百分表架9安装在转轴6上，使其可与之一起旋转。用百分表固定螺丝10将百分表16安装在百分表架9上，使百分表16可与百分表架9 一起旋转。用钢球支撑轴安装螺丝15将钢球支撑轴14安装到回转支架13上，标准钢球11安装到钢球支撑轴14上，调整钢球支撑轴14与回转支架13精度。
如图12， 一个典型的极坐标机床，可进行的运动包含有极坐标机床立柱18的水平运动、极坐标机床执行体19的水平与垂直运动以及极坐标机床回转体20的旋转运动，极坐标机床执行体19上可以安装刀具，进行切削加工。在校正时，需要将本实用新型的极坐标机床球式校正装置安装到机床上。
结合图13、图14，实施例中的极坐标机床，极坐标机床床身17上设有可水平运动的极坐标机床立柱18和可旋转运动的极坐标机床回转体20,极坐标机床立柱18上设有可垂直运动的极坐标机床执行体19。极坐标机床球式校正装置的执行体中心组件22与极坐标机床执行体19连接，回转体中心组件24设置在极坐标机床回转体20上。执行体中心组件22与回转体中心组件24之间连接中心校正组件23。'
安装时，执行体转臂1上的执行体转臂安装端面100安装在极坐标机床执行体19上的极坐标机床执行体安装端面190上。执行体转臂1上的执行体转臂安装端面键槽101与极坐标机床执行体19上的极坐标机床执行体安装端面键191连接。钢球支撑轴14的支撑轴颈140安装在极坐标机床回转体20的极坐标机床回转体安装孔200内。
将本实用新型的极坐标机床球式校正装置安装到机床后，极坐标机床执行体19进行水平进给及垂直进给运动，使百分表16能够接触到标准钢球11的圆弧表面。通过机械运动，获得极坐标机床执行体19与极坐标机床回转体20的相对校正数据。具体过程是手动转动百分表架9若干角度，形成如图14、图15、图16三种位置。当图15中的百分表16接近水平时，读出百分表上的数字。当图16中的百分表16接近水平时，读出百分表上的数字。这时对两组数字进行比较，获得校正的数据值，调整极坐标机床回转体20和极坐标机床执行体19的相对位置。反复进行校正三到五次，最终将机床校正到位。通过这样的校正方法，其精度在0.05mm以内。当校正完成后，回转体中心组件24的中心面、钢球支撑轴14的中心轴 线、标准钢球ll的球心、水平臂3的中心轴线、执行体转臂l中心，理论上 应该在同一个平面内，此时读取百分表16的读数是不变的，实际上在一个误 差范围内，百分表16上的读数差值变化很小。
不同形式的极坐标机床要求有不同形式的校正装置，如图3至图11，不 同形式的执行体转臂1可以安装到不同类型的极坐标机床上，结合图3、图4， 此种执行体转臂1是适用于执行体转臂1的执行体转臂安装端面100与极坐 标机床回转体20的中心轴线平行的极坐标机床。结合图5、图6，此种执行 体转臂1是适用于执行体转臂1的执行体转臂安装端面100与极坐标机床回 转体20的中心轴线垂直的极坐标机床。结合图7、图8，此种执行体转臂1 是适用于执行体转臂1的中心轴与极坐标机床回转体20的中心轴线平行的极 坐标机床。结合图9、图10、图11，此种执行体转臂1是适用于执行体转臂 1的执行体转臂安装端面100与极坐标机床回转体20的中心轴线垂直的极坐 标机床。
权利要求1、一种极坐标机床球式校正装置，包括执行体转臂(1)，其特征是所述执行体转臂(1)一端活动连接水平臂(3)的一端，水平臂(3)的另一端活动连接轴销(6)，轴销(6)上设有百分表架(9)，百分表架(9)上设有百分表(16)；百分表(16)下方置有标准钢球(11)，标准钢球(11)置于钢球支撑轴(14)上，钢球支撑轴(14)安装在回转支架(13)上。
2、 根据权利要求1所述的极坐标机床球式校正装置，其特征是所述执行体转 臂(1)与水平臂(3)之间设有调整垫片(2)。
3、 根据权利要求1所述的极坐标机床球式校正装置，其特征是所述执行体转 臂(1)上的执行体转臂安装端面(100)安装在极坐标机床执行体(19)上 的极坐标机床执行体安装端面(190)上。
4、 根据权利要求l所述的极坐标机床球式校正装置，其特征是所述执行体转 臂(1)上的执行体转臂安装端面键槽(101)与极坐标机床执行体(19)上 的极坐标机床执行体安装端面键(191)连接。
5、 根据权利要求1所述的极坐标机床球式校正装置，其特征是所述钢球支撑 轴(14)上的支撑轴颈(140)安装在极坐标机床回转体(20)的极坐标机床 回转体安装孔(200)内。
专利摘要一种极坐标机床球式校正装置，包括执行体转臂(1)，其特征是所述执行体转臂(1)一端活动连接水平臂(3)的一端，水平臂(3)的另一端活动连接轴销(6)，轴销(6)上设有百分表架(9)，百分表架(9)上设有百分表(16)；百分表(16)下方置有标准钢球(11)，标准钢球(11)置于钢球支撑轴(14)上，钢球支撑轴(14)安装在回转支架(13)上。本实用新型通过调整执行体中心组件与回转体中心组件之间的距离以适用于不同规模的机床，也可根据需要，选配不同的组件进行组合，实现不同类型机床的校正需求，大大简化了机床调整难度，对降低机床安装系统的价格和推动机床加工精度的提高具有重要的意义。
文档编号B23Q16/00GK201366634SQ20092003530
公开日2009年12月23日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者金 张, 方成刚, 洪荣晶, 黄筱调 申请人:南京工大数控科技有限公司