一种球面支撑找平等高的方法和机构与流程

1.本申请涉及机床找平技术领域，尤其涉及一种球面支撑找平等高的方法和机构。


背景技术：

2.加工产品很多技术要求精度高的场合，按一般的加工过程很难保证质量的稳定可靠，必须在加工过程中进行质量控制。在数控机床中存在车削某种薄壁零件，底面定位处，不能使用常规的平面支持，因为可能由于零件上的平面本身不平，容易导致加工变形，需要使用一种特殊球面支撑的平面来支撑零件，而控制多处球面支撑的等高就是难点。
3.中国专利文献中，授权公告号为cn201152734于2008年11月19日授权公开了一种平面找平仪，具体地讲是涉及一种加工工件用的高精度平面找平仪。其包括底座、控制面板、伺服电机、主压缸、至少三个副压缸、管、百分表，主压缸和伺服电机相连接，两者设置在底座上；主压缸通过管与副压缸连通，副压缸下端设置在底座上，上端与工件连接；管上设置有阀门；百分表设置于机床上，百分表的探针与工件相接触。该申请通过在工件下方设置压缸，利用静止设置的百分表配合移动设置的机床，实现对机床上工件四个角上的高度测量，通过工件下方的压缸实现工件四个角的高度调节，进而完成工件上平面的找平，其不足之处在于工件四个角实际是相互影响的，在某个或某两个角需要调节时，会直接影响到另外角是上的示数，因此在使用时必然需要多次调试，调试效率低，影响工件的加工效率；测量点为百分表的探针，接触面积小，无法应用在球面支撑的找等高。


技术实现要素：

4.基于现有技术中的上述不足，本发明提供了一种球面支撑找平等高的方法和机构，安装在数控机床主轴上，为刀具式结构，通过机床主轴的微小移动传递给杠杆表的示数，精确地找平多处球面支撑的高度，使用方便，准确可靠，方便工件找平加工。
5.本发明的另一个目的是，通过设置溃缩结构的隔离套，在保证内轴下端平面找平的作用下，同时通过隔离套放大找平平面的变形，有利于隔离套的及时更换，提高找平等高结构的使用可靠性。
6.为了实现上述发明目的，本申请采用以下技术方案。
7.一种球面支撑找平等高的机构，包括与刀具刀柄固定的衬套，衬套内设有滑动设置的内轴，内轴上固定设有定位销，衬套上设有配合定位销的定位滑槽，衬套上设有限位螺钉，内轴上设有配合限位螺钉的导向滑槽；衬套外设有夹块，夹块上设有杠杆表；定位销上设有配合杠杆表表针的支撑平面；内轴一端和衬套之间设有复位弹簧。
8.衬套与刀具刀柄连接固定，限位螺钉与衬套连接，夹块固定设置在衬套上，杠杆表固定在夹块上，支撑平面通过定位销与内轴固定连接，复位弹簧使内轴与衬套弹性连接，限位螺钉和定位销配合限制内轴的活动范围，同时保证内轴不会旋转，影响精度；使用时，衬套固定在刀柄上不动，内轴与等高块接触，通过调整等高块高度，使位移传递给内轴，通过内轴上的支撑平面，将位移传递给杠杆表，得出数据，在每个等高块的数据相同时，所有等
高块等高；本申请应用在数控车床上，由于机构设置在刀具刀柄上，能够与刀具一样在等高块上侧移动，由于刀具主轴可以方便的控制移动距离，更加参数设置控制主轴的高度，因此在同一高度参数上，控制内轴接触球面支撑，调节球面支撑的高度使杠杆表在各球面支撑上的度数相同则代表着球面支撑找平完成，将球面支撑的曲面找平转化为内轴和定位销配合的平面找平，使用方便，准确可靠，方便工件找平加工。
9.作为优选，支撑平面垂直衬套轴线，定位销和定位滑槽的槽宽呈过盈配合。支撑平面垂直衬套，而杠杆表与衬套固定，能够保证杠杆表检测的可靠性。
10.作为优选，夹块的一端固定在衬套外部，夹块的另一端设有定位孔，定位孔的一侧开口，定位孔的开口两侧贯穿设有紧固螺钉。定位孔配合杠杆表的上端固定，开口能够被紧固螺钉锁紧，保证杠杆表固定的可靠性。
11.作为优选，衬套上设有配合限位螺钉的螺纹孔。限位螺钉和衬套螺纹配合能够调节限位螺钉在衬套内的深度，从而调节内轴和衬套的间隙，方便控制内轴和衬套的上下滑动为直线滑动，提高杠杆表测量的准确性。
12.作为优选，内轴配合球面支撑的端面为水平面。水平面能够在球面支撑上自动找平等高，找到最高点后找平，找平作用可靠。
13.作为优选，内轴与衬套间隙配合。保证内轴和衬套的相对滑动能力，通过定位小和限位螺钉保证滑行方向和间隙量的调节，保证杠杆表测量的结果准确。
14.作为优选，内轴下端包覆设有隔离套，隔离套的下端为水平面，内轴的下端设有若干道同轴设置的锯齿环，隔离套的上端面设有配合锯齿环的配合齿。锯齿环和配合齿配合形成溃缩结构，在隔离套实际使用时，配合齿之间的交界处在多次使用后更容易发生形变，在形变后会之间影响整个隔离套的结构，因此能够在保证内轴下端平面找平的作用下，同时通过隔离套放大找平平面的变形，有利于隔离套的及时更换，提高找平等高结构的使用可靠性。
15.作为优选，锯齿环的横截面形状为直角三角形；配合齿的横截面形状为直角梯形，锯齿环内在配合齿的顶部设有弹性垫圈。弹性垫圈是配合齿的顶部具有弹性运动的能力，方便进一步拉伸配合齿之间的距离，放大隔离套的变形，方便隔离套的更换，保证找平装置与球面支撑配合面的平齐性，减小出现误差的可能。
16.作为优选，锯齿环的高度从外到内逐渐减小。锯齿环的中部一般起到找平面的概率较大，锯齿环的高度越向内越大，从而内侧锯齿环会更容易溃缩，提高锯齿环溃缩替换的便捷性。
17.一种基于上述球面支撑找平等高的机构的找平方法，其特征是，用于若干个球面支撑找平等高，包括以下步骤：a、选定一球面支撑为基本支撑，通过机床主轴控制衬套下移，内轴的下端与球面支撑的最高点配合，记录下移高度参数；记录杠杆表示数；b、控制机床主轴移动至另外的球面支撑上方，机床主轴根据步骤a中记录的高度参数移动，杠杆表出现示数，将新出现的示数与基本支撑的杠杆表示数对比，根据杠杆表示数调节球面支撑直至示数与基本支撑的杠杆表示数相同；c、重复b步骤；直至所有所需球面支撑的杠杆表示数等于基本支撑的杠杆表示数，结束找平。
18.通过本方法能够调节各球面支撑的最高点相对，起到可靠的零件支撑作用。
19.本发明具有如下有益效果：刀具式结构，通过机床主轴的微小移动传递给杠杆表的示数，精确地找平多处球面支撑的高度，使用方便，准确可靠，方便工件找平加工；通过设置溃缩结构的隔离套，在保证内轴下端平面找平的作用下，同时通过隔离套放大找平平面的变形，有利于隔离套的及时更换，提高找平等高结构的使用可靠性。
附图说明
20.图1是本发明一种实施例的结构示意图。
21.图2是图1所示实施例中衬套的结构示意图。
22.图3是图1所示实施例中内轴的结构示意图。
23.图4是图1所示实施例的剖视图。
24.图5是本发明另一种实施例的结构示意图。
25.图6是图5所示实施例中内轴的仰视图。
26.图7是图5中a处的放大示意图。
27.图中：衬套1
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夹块11
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杠杆表12
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定位孔13
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开口14
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紧固螺钉15
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内轴2
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定位销21
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支撑平面22
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定位滑槽23
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限位螺钉24
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限位平面25
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螺纹孔26
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导向滑槽27
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复位弹簧3
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隔离套4
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锯齿环41
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配合齿42
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弹性垫圈43。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的阐述。
29.实施例1，如图1到4所示，一种球面支撑找平等高的机构，包括与刀具刀柄固定的衬套1，衬套1内设有滑动设置的内轴2，内轴2与衬套1间隙配合。内轴2上固定设有定位销21，定位销21上设有配合杠杆表12表针的支撑平面22；支撑平面22垂直衬套1轴线，衬套1上设有配合定位销21的定位滑槽23，定位销21和定位滑槽23的槽宽呈过盈配合。衬套1上设有限位螺钉24，衬套1上设有配合限位螺钉24的螺纹孔26。内轴2上设有配合限位螺钉24的导向滑槽27；限位螺钉24包括和螺帽紧邻的螺纹段和外端的圆柱段，圆柱段的直径和导向滑槽27的槽宽间隙配合，导向滑槽27的底部和限位螺钉24的端部平面配合。衬套1外侧配合螺纹孔26的外端处设有限位平面25，限位平面25和螺帽的端面平面配合，保证限位螺钉24垂直衬套1轴线设置，保证限位螺钉24和滑槽配合后直线导向限位的可靠性。衬套1外设有夹块11，夹块11上设有杠杆表12；夹块11的一端固定在衬套1外部，夹块11的另一端设有定位孔13，定位孔13的一侧开口14，定位孔13的开口14两侧贯穿设有紧固螺钉15。杠杆表12的上端设有圆柱榫头，圆柱榫头和夹块11内的圆柱形的定位孔13配合，实现杠杆表12在平行衬套1轴线方向上的直线可靠固定。内轴2一端和衬套1之间设有复位弹簧3。衬套1内的上端封闭的盲孔结构，复位弹簧3的两端分别抵接在衬套1内部上端和内轴2的上端，实现内轴2常态下位于衬套1的最下端，方便找平机构的使用。内轴2配合球面支撑的端面为水平面，也就是内轴2的下端面为水平面。
30.实施例2，如图5到7所示，一种球面支撑找平等高的机构，实施例2与实施例1的不同之处在
于：内轴2下端包覆设有隔离套4，隔离套4与内轴2通过螺纹固定连接，实际还可以使用插销等可拆卸方式固定。隔离套4的下端为水平面，内轴2的下端设有五道同轴设置的锯齿环41，锯齿环41的形状为圆环形，五道锯齿环41连续设置，锯齿环41的横截面形状为直角三角形；隔离套4的上端面设有配合锯齿环41的配合齿42。配合齿42的形状也为圆环形，配合齿42和相对的锯齿环41的直径大小相同。配合齿42的横截面形状为直角梯形，锯齿环41的横截面中斜边所在的侧面与配合齿42的横截面中斜腰所在的侧面贴合设置。锯齿环41的锯齿环41内在配合齿42的顶部设有弹性垫圈43。锯齿环41的高度从外到内逐渐减小。锯齿环41的顶部抵接到对应配合齿42的根部。
31.一种基于上述球面支撑找平等高的机构的找平方法，其特征是，用于若干个球面支撑找平等高，包括以下步骤：a、选定一球面支撑为基本支撑，通过机床主轴控制衬套1下移，内轴2的下端与球面支撑的最高点配合，记录下移高度参数；记录杠杆表12示数；b、控制机床主轴移动至另外的球面支撑上方，机床主轴根据步骤a中记录的高度参数移动，杠杆表12出现示数，将新出现的示数与基本支撑的杠杆表12示数对比，根据杠杆表12示数调节球面支撑直至示数与基本支撑的杠杆表12示数相同；c、重复b步骤；直至所有所需球面支撑的杠杆表12示数等于基本支撑的杠杆表12示数，结束找平。
32.以实施例1为例，衬套1与刀具刀柄连接固定，限位螺钉24与衬套1连接，夹块11固定设置在衬套1上，杠杆表12固定在夹块11上，支撑平面22通过定位销21与内轴2固定连接，复位弹簧3使内轴2与衬套1弹性连接，限位螺钉24和定位销21配合限制内轴2的活动范围，同时保证内轴2不会旋转，影响精度；使用时，衬套1固定在刀柄上不动，内轴2与等高块接触，通过调整等高块高度，使位移传递给内轴2，通过内轴2上的支撑平面22，将位移传递给杠杆表12，得出数据，在每个等高块的数据相同时，所有等高块等高；本申请应用在数控车床上，由于机构设置在刀具刀柄上，能够与刀具一样在等高块上侧移动，由于刀具主轴可以方便的控制移动距离，更加参数设置控制主轴的高度，因此在同一高度参数上，控制内轴2接触球面支撑，调节球面支撑的高度使杠杆表12在各球面支撑上的度数相同则代表着球面支撑找平完成，将球面支撑的曲面找平转化为内轴2和定位销21配合的平面找平，使用方便，准确可靠，方便工件找平加工。
33.实施例2通过设置隔离套4，配合齿42的顶部和根部对应压力变形的反馈不同，配合齿42根部的位置容易破坏，从而在隔离套4上形成溃缩结构，隔离套4上出现了容易破坏的位置，在隔离套4在多次使用变形后，配合齿42的根部已被破坏，能够快速被工作人员看到，在保证内轴2下端平面找平的作用下，同时通过隔离套4放大找平平面的变形，有利于隔离套4的及时更换，提高找平等高结构的使用可靠性。