一种可实现倾斜度调整的龙门结构横梁的制作方法

本发明涉及机床和仪器设备单元部件，具体为一种可实现倾斜度调整的龙门结构横梁。

背景技术：

随着精密超精密制造技术的快速发展，高精度加工技术对机床单元零部件的精度提出越来越高的要求。高精度平面零件加工、盘面面形修整等加工设备上，机床的直线运动精度直接影响最终的加工效果，因此，提升机床的直线运动精度对于精密加工技术十分重要。

目前机床的直线运动机构特别是龙门式横梁机构的直线度主要依靠装配组件的零部件高精度加工来保证，但在设备的装配过程中可能由于零部件加工误差、装配方法、装配经验等因素出现误差，使得最终的运动精度丧失；或者在出现大的误差情况下依靠薄垫片来调整填补倾斜误差，不仅费时费力，且稳定性较差，难以实现稳定的高直线度运动。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可实现倾斜度调整的龙门结构横梁，直线精度高、稳定性好、精度保持性好、调节方便。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种可实现倾斜度调整的龙门结构横梁，包括床身、左立柱、右立柱、横梁、主动调整机构、自适应调整机构和锁紧装置；

所述的横梁通过左立柱和右立柱连接在床身上形成龙门结构；

所述的主动调整机构包括顶紧螺栓，以及设置在左立柱顶部矩形凹槽内的上楔形块和下楔形块；下楔形块与左立柱固定连接，上楔形块上端与横梁接触，下端与上楔形块沿横梁长度方向滑动配合；左立柱顶部矩形凹槽两端分别固定设置楔形块封盖，顶紧螺栓转动穿过楔形块封盖与上楔形块的两端接触，用于调整上楔形块的位置；

所述的自适应调整机构包括设置在右立柱顶部圆弧凹槽内的椭圆调整柱；椭圆调整柱的一侧呈平面且与横梁固定，另一侧呈圆柱面设置与右立柱顶部圆弧凹槽在横梁长度方向转动配合；

通过转动穿过楔形块封盖的顶紧螺栓来调整上楔形块的位置，进而从一端调整横梁的倾斜角度，横梁另一端通过自适应调整机构配合转动，最终实现横梁的水平调节后，通过锁紧装置将主动调整机构和自适应调整机构锁死，并将横梁分别与左立柱和右立柱固定连接。

优选的，所述的左立柱和右立柱均由上下两根立柱组成，左下立柱和右下立柱用于支撑连接，左上立柱用于支撑连接和通过设置的矩形凹槽为主动调整机构提供安装基座；右上立柱用于支撑连接和通过设置的圆弧凹槽为自适应调整机构提供安装基座。

优选的，上楔形块和下楔形块的接触斜面上分别设置配合滑动的矩形凹槽和矩形凸台，使得楔形块沿横梁长度方向直线滑动。

优选的，所述的圆弧凹槽包括两段间隔设置的分圆弧凸起，椭圆调整柱的圆柱面与两段分圆弧凸起接触转动配合。

优选的，所述的锁紧装置包括横梁左固定块和横梁右固定块；横梁左右两端分别由横梁左固定块和横梁右固定块固定连接于左立柱和右立柱。

优选的，所述的锁紧装置包括横梁锁紧块和锁紧螺栓；横梁锁紧块用于从横梁端部与楔形块封盖固定连接；左立柱顶部的矩形凹槽两侧开设有腰圆孔，腰圆孔的倾斜角度与楔形块斜面的倾角相同，锁紧螺栓穿过腰圆孔将上楔形块与左立柱固定锁紧。

优选的，所述的锁紧装置包括分别设置在右立柱圆弧凹槽两端的旋转锁紧轴；旋转锁紧轴包括同轴设置的端板和阶梯轴段，端板固定在右立柱圆弧凹槽的端部，阶梯轴段与椭圆调整柱端部的螺纹孔配合固定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种可实现倾斜度调整的龙门结构横梁，通过主动调整机构中的上下楔形块之间利用矩形滑槽和矩形凸台的配合滑动，通过旋转穿过楔形块封盖的顶紧螺栓来调整上楔形块的位置，进而调整横梁的倾斜角度；配合自适应调整机构中椭圆调整柱通过螺栓与横梁固定连接在一起，椭圆调整柱与安装基座之间是圆柱配合，可根据主动调整机构的调整幅度自由转动。从而能够在水平调节工作完成后对横梁位置进行固定锁紧。由两个调整机构配合调整最终实现横梁的水平调节，并利用锁紧装置保证装置工作过程中横梁一直处于水平状态。其主动调整机构与自适应调整机构配合组成倾斜度调整机构，调节方便、成本较低；利用两块配合的楔形块和顶紧螺栓可以实现无极调整，保证横梁结构的高直线精度；自适应调整机构采用圆弧配合，调整过程中配合主动调整机构自由转动，实现高直线度调整。锁紧装置锁定调整后形成的倾斜状态，使龙门横梁机构具有较好的精度保持性。

附图说明

图1是本发明实例中所述横梁的等轴侧视图。

图2是本发明实例中所述横梁的左端面剖视图。

图3是本发明实例中所述横梁的右端面剖视图。

图4是本发明的主动调整机构爆炸视图。

图5是本发明的自适应调整机构爆炸视图

图中：1为床身，2为左下立柱，3为左上立柱，4为楔形块封盖，5为顶紧螺栓，6为横梁锁紧块，7为横梁左固定块，8为横梁，9为横梁右固定块，10为旋转锁紧轴，11为右上立柱，12为右下立柱，13为下楔形块，14为上楔形块，15为椭圆调整柱，16为腰圆孔，17为锁紧螺栓。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种可实现倾斜度调整的龙门结构横梁，包括床身1、左立柱、右立柱、横梁8、主动调整机构、自适应调整机构和锁紧装置；主动调整机构包括两块配合的楔形块、楔形块封盖4、顶紧螺栓5和锁紧螺栓17；自适应调整机构包括椭圆调整柱15、旋转锁紧轴10。床身1和横梁8通过左右两侧立柱连接。左、右立柱除了起到连接支撑作用外，还用作倾斜调整机构的安装基座。

所述的主动调整机构包括两块配合的楔形块、楔形块封盖4、顶紧螺栓5和锁紧螺栓17，所述的下楔形块13与左上立柱3连接，上楔形块14与横梁8接触，通过转动穿过楔形块封盖4的顶紧螺栓5来调整上楔形块14的位置，进而调整横梁8的倾斜角度。

所述的自适应调整机构包括椭圆调整柱15和旋转锁紧轴10等，椭圆调整柱15通过螺栓与横梁8固定连接在一起，椭圆调整柱15与安装基座之间圆弧凹槽配合。

所述的主动调整机构的锁紧装置是利用锁紧螺栓17将上楔形块与左上立柱3连接，然后在横梁8端部利用横梁锁紧块6将横梁8与楔形块封盖4固定连接。

所述的自适应调整机构的锁紧装置是利用旋转锁紧轴10端部与椭圆调整柱15连接，然后将旋转锁紧轴10与右上立柱11固定连接。

上述的两个调整机构配合调整最终实现横梁的水平调节，并利用锁紧装置保证装置工作过程中横梁一直处于水平状态。

其中，主动调整机构、自适应调整机构和锁紧装置形成倾斜调整机构。

立柱各由上下两根立柱组成，下立柱起支撑连接作用，上立柱起支撑连接和为调整机构提供安装基座的作用。

主动调整机构的上下楔形块之间利用矩形滑槽和矩形凸台的配合滑动，保证楔形块沿直线滑动。

顶紧螺栓包括外顶紧螺栓和内顶紧螺栓，根据横梁倾斜角度情况，如果横梁左端偏低，则把内顶紧螺栓旋出、外顶紧螺栓旋进；如果横梁左端偏高，则把内顶紧螺栓旋进、外顶紧螺栓旋出。

自适应调整机构是由椭圆调整柱15和圆弧凹槽配合组成，椭圆调整柱15与横梁8底面连接，根据主动调整机构的调整幅度，椭圆调整柱15可自由在圆弧凹槽底座内转动。其中，圆弧凹槽由两段分圆弧组成，在满足使用要求的情况下减小高精度加工表面面积。

主动调整机构的锁紧装置是利用锁紧螺栓17将上楔形块与上立柱连接，安装锁紧螺栓17的腰圆孔16倾斜度与楔形块斜边倾斜度一致，然后用横梁固定块将横梁与上立柱固定连接。

自适应调整机构的锁紧装置是利用旋转锁紧轴10细端部与椭圆调整柱15螺纹配合，旋转锁紧轴10另一端部与上立柱固定连接，然后用横梁固定块将上立柱与横梁8固定连接。

具体的，如图1和图2所示，本发明包括床身1，左下立柱2，左上立柱3，楔形块封盖4，顶紧螺栓5，横梁锁紧块6，横梁左固定块7，横梁8，横梁右固定块9，旋转锁紧轴10，右上立柱11，右下立柱12，下楔形块13，上楔形块14，椭圆调整柱15。

如图1、图2、图3所示，所述的横梁整体采用龙门式结构，所述的左下立柱2和右下立柱12与床身1连接，下立柱主要起到连接支撑作用；所述的左上立柱3与左下立柱2通过螺栓固定成一体，右上立柱11与右下立柱12通过螺栓固定成一体，上立柱除了连接支撑作用外，还用作倾斜调整机构的安装基座；所述的横梁8左端与上楔形块14接触配合，横梁8右端与椭圆调整柱15的上表面用螺栓固定连接，所述的椭圆调整柱15圆柱侧面与右上立柱11的圆弧凹槽接触配合；横梁结构安装过程中，在经过倾斜度调整机构水平调整之后进行固定锁紧，横梁8左右两端分别由横梁左固定块7和横梁右固定块9固定连接于左上立柱3和右上立柱11，从而实现溜板在龙门式横梁上的高直线度稳定运行。

如图1、图2、图3、图4所示，横梁倾斜调整装置的左端是所述的主动调整机构，主要包括左上立柱3、上楔形块14、下楔形块13、楔形块封盖4(包括外楔形块封盖和内楔形块封盖)、顶紧螺栓5(包括外顶紧螺栓和内顶紧螺栓)等。所述的左上立柱3与左下立柱2固定连接；下楔形块13与左上立柱3固定连接；上下楔形块之间斜面接触配合，所述的下楔形块13斜面上的矩形凸台与上楔形块14斜面上的矩形滑槽配合，保证楔形块相对运动过程中只发生左右方向滑动，确保横梁结构的稳定性；所述的上楔形块14与横梁8左端下侧接触配合；楔形块组合体放置于左上立柱3的凹槽内，凹槽左右两端固定有楔形块封盖4，所述的顶紧螺栓5穿过楔形块封盖4上面的螺纹孔，螺栓端部与上楔形块14接触。所述的主动调整机构主要通过调整顶紧螺栓5来调节上楔形块14的位置，从而调节横梁8的倾斜角度。根据横梁8倾斜角度情况，如果横梁8左端偏低，则把内顶紧螺栓旋出、外顶紧螺栓旋进；如果横梁8左端偏高，则把内顶紧螺栓旋进、外顶紧螺栓旋出。通过控制顶紧螺栓5的旋转角度实现倾斜角度的微调整。在结构调节平衡后，由锁紧螺栓17把上楔形块14与左上立柱3固定锁紧在一起，左上立柱3上安装锁紧螺栓17的腰圆孔16倾斜角度与楔形块斜面的倾角相同。

如图1、图2、图3、图5所示，横梁倾斜调整装置的右端是所述的自适应调整机构，主要包括右上立柱11、旋转锁紧轴10，椭圆调整柱15等。所述的右上立柱11与右下立柱12固定连接；所述的椭圆调整柱15的圆柱侧面与右上立柱11的圆柱凹槽接触配合，为便于装配和降低加工工作量，与之接触的右上立柱11的圆柱凹槽由两端的两段圆弧槽构成；所述的椭圆调整柱15的上表面与横梁8的下表面固定连接；自适应调整机构主要配合主动调整机构实现倾斜角度调整，调整过程中根据左端顶紧螺栓5的旋转调整量，右端椭圆调整柱15在圆弧凹槽内自由转动；在结构调整平衡后，由旋转锁紧轴10把椭圆调整柱15与右上立柱11固定锁紧在一起，所述的旋转锁紧轴10的细端与椭圆调整柱15端部的螺纹孔配合，然后由螺栓把旋转锁紧轴10固定在右上立柱11上。

上述的主动调整机构、自适应调整机构以及相应的锁紧装置共同组成倾斜度调整机构，调整得到所需的横梁倾斜角度，从而保证横梁上溜板的高直线度稳定运行。