光学投影数显刀具预调仪制造技术

本实用新型专利技术是一台光学投影数显刀具预调仪。由于综合采用高倍率投影瞄准系统，精密密珠轴承系，带预负荷的循环滚珠（柱）式滚动直线导轨等传动平稳、可靠的新型结构与高分辨率的数显测量系统配合进行高精度测量，从而提高了数控加工中刀具机外精密预调的可靠性，达到了提高数控机床机时利用率，降低数控加工成本的显著效果。（*该技术在1995年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一台刀具预调仪，更确切地为光学投影数显刀具予调仪。用于数控加工中对锥柄刀具进行机外尺寸的精密予调整。属于以采用光学为特征的计量设备。在数控加工中，为了提高数控机床的机时利用率，所使用的各种刀具的径向（直径）与轴向（长度）尺寸应按编程要求在机外进行予调整。通常，这种调整要求精度极高，很费工时。公知的这类予调仪的主要不足是：光学瞄准系统是目镜式不易观察操作，或是低放大倍率的投影放大系统，瞄准误差大，不能满足高精度要求与具有高分辩率的数显测量系统相匹配。此外，仪器的其它结构陈旧，特别是主轴系晃动量大，传动导轨等不适宜实现高精度微量调整。由于这些弊病，公知的这类予调仪刀具预调精度差，调整可靠性及效率低，往往仍然需要与机床试切相配合多次反复调试才能达到加工的最终精度要求，结果，数控机床的机时利用率仍然不高。另外，陈旧结构的公知予调仪的精度保持性也很有限。本技术的任务是建立一台新型刀具予调仪，克服上述公知予调仪的不足。该仪器综合采用了高倍率的投影放大瞄准系统及精密主轴系，无间隙精密循环滚珠（柱）式滚动直线导轨等传动平稳可靠的新型结构，与高分辩率的数显测量系统相配，达到了刀具尺寸可靠的-->高精度机外予调目的，确保数控机床机时利用率的提高。同时，由于采用低摩擦付导轨材料，仪器操作更为轻巧。仪器的精度保持性随之相应提高。本技术的任务由下列的仪器来解决，该仪器由基座、水平滑座、精密主轴系、立柱、平衡架、垂直滑板、传动系统、光学投影瞄准装置及坐标数显测量系统等组成。其特征是：光学投影瞄准装置具有25～35倍的放大倍率，其物镜焦距为40～80毫米，物距为50～75毫米，投影屏直径为100～180毫米，精密主轴系是直径为100～125毫米特制的有0.003～0.012毫米予加负荷的园锥或园柱形密珠轴承结构，安放刀具的主轴锥孔为ISO50，45或40（锥度7：24、大端直径69.85，57.15或44.45毫米），主轴为抱闸锁紧，微调螺钉调整结构，滑座导轨为可适当调节予加负荷的循环滚珠（柱）式滚动直线导轨，滑座和滑板的传动由电机、微调手钮、蜗杆、蜗轮螺母及丝杠等构成，其中丝杠是静止固定的，蜗轮模数在1～2之间，丝杠是直径为16～25毫米，螺距为4～5毫米的梯形螺纹滑动丝杠或滚珠丝杠，滑座或滑板快速和机动以电机为动力，微调手钮用以实现滑座或滑板的微量调整移动：测量系统为具有0.0005～0.001毫米分辩率的数字显示装置。-->本技术的细节、优点和特征用下列实施例和附图进一步说明。但它仅仅是本技术要求保护范围内的实施例之一，而不是全部。图1、光学投影数显刀具予调仪布局的立体草图；图2、光学投影瞄准装置光路及其示意图；图3，4、精密主轴系局部剖视图；图5，6、水平滑座传动系统及其结构示意图；图7、垂直滑板传动系统及其结构示意图；图1、表示的是整台仪器布局。由图清楚看到，仪器由机座1、水平滑座2、精密主轴系3、立柱4、垂直滑板5、光学投影瞄准装置6、坐标检测元件7（表示在图5，7中）数显表8、平衡架32及操作台9等组成。精密主轴系3的垂直布局（立式）不是本专利技术的唯一布置形式。为了使整个仪器具有便于操作的适当高度，以及便于仪器的搬动，基座1之下可以制成为支撑台形式（图中未表示出）或带轮子的小车形式。图1所示仪器的精密主轴系3用以安放欲调整刀具20的锥柄。水平滑座2、垂直滑板5及各自相应的检测元件7和数显表8配合，分别用以测定欲调整刀具的径向（直径）和轴向（长度）尺寸。光学投影瞄准装置6有投影屏10，用其上的十字刻线在水平滑座2或垂直滑板5-->移动过程中精确瞄准欲调整刀具的经投影放大了的刀尖。然后，由数显表确认刀尖的径向和轴向尺寸值。平衡架使立柱与垂直滑板间的受力状况改善，运动更平稳。图2表示的光学投影瞄准装置是一个由物镜组33，34和其它光学镜片组成的二次成像放大系统，特征在有30倍的高放大倍率，较短的光路和良好的投影成像效果和清晰度，因而容易观察，操作，瞄准误差小，适合与高分辩率的精密坐标测量系统相匹配，满足欲调整刀具的高精度机外予调目的。光学投影瞄准装置6的投影屏（即十字刻线分划板）10有100～180毫米的直径并制成可回转的。通过与影屏10同步回转的影屏外壳11上的分度刻度及游标尺12配合读数，可以测定欲调整刀具刀头的主偏角或付偏角值。图3，4的精密主轴系为特制的直径100～125毫米的锥形密珠轴承支承13，它可以方便地调整予加负荷达到无间隙目的。密珠轴承各钢球有自己的滚道轨迹，因而主轴14有极高的径向回转精度（径向晃动）和刚度，保证了要确认的刀具径向尺寸的可靠性。主轴14有锥孔15与欲调整刀具的锥柄20相配。根据需要，主轴锥孔可为ISO50，45或40（锥度7：24，大端直径69.85，57.15或44.45毫米）。转动手轮16，借助螺纹17使滑套18向下移动，由于钢球的作用拉紧欲调整刀具锥柄20并使其锥面20a与主轴锥孔15的锥面15a紧密贴合。反之，则可使刀-->具锥柄与主轴锥孔松开。手把21通过螺纹和抱闸22来锁紧主轴14。主轴松开时，可用手直接扳转主轴端部法兰使主轴轻快回转，将刀尖转至光学投影装置6的物镜视场范围内。主轴锁紧后用微调螺钉23可使主轴14微量旋转。这种设计的优点是结构轻巧，主轴受力均匀，锁紧可靠，调整细微方便。图5，6表示的水平滑座传动除导轨外也被类似地用于垂直滑板的传动中（见图7）。水平滑座24由数个滑块25支承于导轨26上。滑块25和导轨26为成组的循环滚珠（柱）式封闭滚动直线导轨具有适当的予加负荷，提高刚度，改善阿贝误差的影响，既有高的导向精度和刚度又有运动灵敏的优点，保证了滑座的微量运动平稳性和对刀尖的高精度瞄准。驱动电机27布置在滑座上。电机使蜗杆28，蜗轮螺母29转动而实现滑座的快速机动，其速度在每分钟200～300毫米之间。转动电机另一轴伸端上的微动手钮30可得到滑座的低速微量移动，其速度在手钮每转0.10～0.30毫米之间。结构中的丝杠31是静止不动的，该丝杠或者是梯形滑动丝杠，或者是滚珠丝杠，直径在16～25毫米之间，螺距为4～5毫米。蜗杆蜗轮的传动比在1／20～1／35之间，模数在1～2之间。图5，6，7表示的实施例中，其驱动电机为永磁式直流力矩电机，因而具有体积小，输出扭矩大，亦可实现调速，特别是具有良好的低速运转特性。-->上述图5，6、图7的传动，结构简单，制造、安装、调整方便，传动平稳可靠，因此，尤其适宜用于仪器实现精密微量调整运动。本仪器配用的坐标位置检测元件可以为光栅、磁栅或感应同步器。数字显示为与之相应的数显表，图1，5，7中表示了由感应同步器7及高分辩率数显表8组成的坐标数字显示测量系统。该数显系统具有误差补偿功能，用以消除仪器阿贝误差，使仪器精度的可靠性得到保证。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一台光学投影数显刀具予调仪由基座、水平滑座、精密主轴系、立柱、垂直滑板、光学投影瞄准装置、坐标检测系统、平衡架及操作台等部件组成，其特征在于光学投影瞄准装置有高放大倍率，精密主轴系垂直或水平布置，水平滑座为有予负荷的精密滚动直线导轨，垂直滑板采用低摩擦付导材料，滑座及滑板采用电机、手钮、蜗杆、蜗轮螺母和丝杠的传动结构。

【技术特征摘要】
1、一台光学投影数显刀具予调仪由基座、水平滑座、精密主轴系、立柱、垂直滑板、光学投影瞄准装置、坐标检测系统、平衡架及操作台等部件组成，其特征在于光学投影瞄准装置有高放大倍率，精密主轴系垂直或水平布置，水平滑座为有予负荷的精密滚动直线导轨，垂直滑板采用低摩擦付导轨材料，滑座及滑板采用电机、手钮、蜗杆、蜗轮螺母和丝杠的传动结构。2、根据权利要求1的仪器，其特征在测量刀具的最大长度达450毫米，测量刀具的最大直径：镗刀为400毫米，铣刀为160毫米。3、根据权利要求1的仪器，其特征在光学投影瞄准装置的放大倍率为25～35倍，物距为50～75毫米，影屏直径为100～180毫米。4、根据权利要求3的光学投影瞄准装置，其特征在由二组物镜构成，物镜焦距为40～80毫米。5、根据权利要求1的光学投影瞄准装置，其特征在影屏（分划板）外壳有分度刻度，回转后与分度游标刻度配合读数可测定刀头的某些角度值。6、根据权利要求1、3和4的光学投影瞄准装置，其特征在光路的转像采用反射镜或多棱镜。7、根据权利要求3、4、5的光学投影瞄准装置，其特征在可被单独作为小型光学投影仪使用于其它场合，尤其是其它数控刀具，如车刀等非锥柄刀具的机外或机内刀具予调中。8、根据权利要求1的仪器，其特征在精密主轴系为直径100～125毫米特制的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王年生，付中宪，赵桂生，
申请(专利权)人：北京第二机床厂，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]