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CN103831903A - 一种俯仰调节机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种俯仰调节机构。所述的俯仰调节机构采用手轮摇动具有自锁功能的梯形丝杠驱动曲柄滑块机构实现俯仰调节机构的角度调节；采用双圆弧导轨支承并导向实现被加工零件0°到60°连续可调的旋转，且Z向移动量小于20mm；圆弧导轨支承点和曲柄滑块驱动点都在俯仰机构上端，增加机构上端的刚性；采用刻度尺和指针指示的方式读取旋转角度；被加工件的夹持采用真空吸具。本发明是一种在侧棱加工中应用的机床工件装卡装置，具有Z向移动量小，整体刚性高，有利于提高被加工件的面形精度和表面质量，而且整套俯仰调节机构结构简单，拆装方便。

Description

一种俯仰调节机构
技术领域
 本发明属于工件精密调节装置技术领域，具体涉及一种俯仰调节机构，特别是一种用于磷酸二氢钾（KDP）晶体侧棱加工的连续角度精密俯仰调节机构。
背景技术
俯仰调节机构是一种常见的角度调节机构，应用广泛如风扇、鼓风机、磨刀机、船舶、铁路、机床等均有俯仰调节机构，在机床中，俯仰调节机构主要作为机床辅助装卡工装，这类工装在零件加工时，可调整工件与工作台之间的角度，从而实现零件中的不同角度斜面加工要求。
正弦工作台是机床辅助角度调节工装中一种典型代表，通过一系列标准垫块和合页式铰链结构构成正弦工作台，实现被加工件加工时的不同角度斜面的要求。当前我国神光-Ⅲ等重大光学工程急需大量的大口径KDP晶体，在安装和使用过程中除了对大平面提出高指标的精度要求，进一步对侧面和侧棱提出了加工要求，且要求面形精度、表面质量及表面缺陷等指标达到较高水平。但由于正弦工作台这种俯仰调节机构的铰链在下端，当被加工零件大，且角度要求大时，一方面整个正弦机构庞大，对机床的空间尺寸提出了要求，另一方面被加工零件的Z向调节量很大，导致加工刀具调节量很大。目前KDP晶体的侧棱加工主要采用单点金刚石飞切加工，飞切设备中刀具固定在刀盘上，其Z向调节量有限，另为保证KDP晶体的纳米和亚纳米级加工精度不受影响，对侧棱的角度调节机构刚性要求很高，因此正弦工作台这种机床辅助装卡工装在KDP晶体切削中不适用。
发明内容
为了克服现有技术中俯仰调节机构在大角度调节时Z向行程大、系统刚性差的不足，本发明提供一种俯仰调节机构，用于KDP晶体侧棱与侧面加工的俯仰调节。本发明的俯仰调节机构可实现工件0度侧面及30度~60度侧棱的加工，同时可满足被加工零件的面形精度、表面质量及表面缺陷等指标要求。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种俯仰调节机构，其特点是，所述的俯仰调节机构包括底板、手轮、直线导轨、驱动滑块、驱动连杆、支撑板、刻度尺、指针、托板、真空吸具、被加工零件、旋转滑块、圆弧导轨、梯形丝杠。其连接关系是，所述的底板左侧固定设置有相互平行的两条直线导轨，梯形丝杠安装在两条直线导轨之间，梯形丝杠的两端分别通过安装在底板上的轴承座连接，梯形丝杠的一端还设置有手轮，驱动滑块安装在直线导轨上，并沿着直线导轨滑动，通过摇动手轮驱动梯形丝杠带动驱动滑块做直线运动。所述的底板右侧设置有两块相互平行的支撑板，两个圆弧导轨分别安装在两个支撑板内侧，旋转滑块安装在圆弧导轨上，并沿着圆弧导轨做向心滑动，托板的两外侧分别安装在旋转滑块上，托板随着旋转滑块做向心运动。所述的驱动连杆的一端与托板的底面连接，另一端与驱动滑块连接，驱动连杆将手轮驱动梯形丝杠的直线运动转化为托板的旋转运动；所述的真空吸具通过螺钉固定在托板上表面，被加工零件通过真空负压吸附在真空吸具上。所述的刻度尺分别固定在支撑板的外侧，指针通过螺钉固定在托板的外侧，指针与刻度尺之间有一间距，通过指针相对于刻度尺的运动，确定被加工零件的旋转角度。
所述的直线导轨、梯形丝杠、支撑板、圆弧导轨、旋转滑块为平行设置。
所述的梯形丝杠为自锁丝杠。
所述的圆弧导轨的角度范围为45度~90度。
所述的真空吸具采用真空负压装卡工件。
所述的指针与刻度尺之间的间距为1~20mm。
本发明的俯仰调节机构的优点是采用一种圆弧导轨支承、曲柄滑块机构驱动，圆弧导轨支承替代轴承支承，并具有导向作用，一方面简化结构，另一方面可以优化机构空间，机构通过减小旋转中心与被加工面的距离来缩小Z向调节量。
本发明的俯仰调节机构有益效果是：所述的俯仰调节机构采用具有自锁功能的梯形丝杠传动，手轮摇动梯形丝杠驱动双曲柄滑块机构实现俯仰调节机构的角度调节，俯仰调节机构旋转采用双圆弧导轨支承并导向，实现被加工件0度到60度连续可调，Z向移动量小于20mm，同时双圆弧导轨支承和双曲柄滑块驱动点都在俯仰调节机构上端，增加机构上端的刚性，从而使得该装置具有Z向移动量小，整体刚性高的特点，而被加工零件的加工面处于机构上端，这有利于提高被加工件的面形精度和表面质量，使被加工零件表面少缺陷、甚至无缺陷。而且整套俯仰调节机构结构简单，拆装方便。
附图说明
图1为本发明的俯仰调节机构结构主视图；
图2为本发明的俯仰调节机构结构俯视图；
图中：1.底板    2.手轮     3.直线导轨Ⅰ     4.驱动滑块     5.驱动连杆Ⅰ     6.支撑板Ⅰ     7.刻度尺Ⅰ     8.指针Ⅰ     9.托板     10.真空吸具     11.被加工零件     12.旋转滑块Ⅰ     13.圆弧导轨Ⅰ     14.梯形丝杠。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的详细描述：
实施例1
图1为本发明的俯仰调节机构结构主视图，图2为本发明中的俯仰调节机构结构俯视图。
在图1、2中，本发明的俯仰调节机构，包括底板1、手轮2、直线导轨、驱动滑块4、驱动连杆、支撑板、刻度尺、指针、托板9、真空吸具10、被加工零件11、旋转滑块、圆弧导轨、梯形丝杠14；其连接关系是，所述的底板1左侧固定设置有相互平行的两条直线导轨，梯形丝杠14安装在两条直线导轨之间，梯形丝杠14的两端分别通过安装在底板1上的轴承座连接，梯形丝杠14的一端还设置有手轮2，驱动滑块4安装在直线导轨上，并沿着直线导轨滑动，通过摇动手轮2驱动梯形丝杠14带动驱动滑块4做直线运动；所述的底板1右侧设置有两块相互平行的支撑板，两个圆弧导轨分别安装在两个支撑板内侧，旋转滑块安装在圆弧导轨上，并沿着圆弧导轨做向心滑动，托板9的两外侧分别安装在旋转滑块上，托板9随着旋转滑块做向心运动；所述的驱动连杆的一端与托板9的底面连接，另一端与驱动滑块4连接，驱动连杆将手轮2驱动梯形丝杠14的直线运动转化为托板9的旋转运动；所述的真空吸具10通过螺钉固定在托板9上表面，被加工零件11通过真空负压吸附在真空吸具10上；所述的刻度尺分别固定在支撑板的外侧，指针通过螺钉固定在托板9的外侧，指针与刻度尺之间有一间距，通过指针相对于刻度尺的运动，确定被加工零件11的旋转角度。
所述的直线导轨、梯形丝杠14、支撑板、圆弧导轨、旋转滑块为平行设置。
所述的梯形丝杠14为自锁丝杠。
本实施例中，所述的直线导轨设置的数量为两根，直线导轨Ⅰ3为其中一个。
所述的驱动连杆设置的数量为两根，驱动连杆Ⅰ5为其中一个。
所述的支撑板设置的数量为两个，支撑板Ⅰ6为其中一个。
所述的刻度尺设置的数量为两把，刻度尺Ⅰ7为其中一个。
所述的指针设置的数量为两个，指针Ⅰ8为其中一个。
所述的旋转滑块设置的数量为两个，旋转滑块Ⅰ12为其中一个。
所述的圆弧导轨设置的数量为两个，圆弧导轨Ⅰ13为其中一个。
所述的圆弧导轨Ⅰ13的角度范围为90度，指针Ⅰ8与刻度尺Ⅰ7之间的间距为2mm。
所述的真空吸具10采用真空负压装卡工件。
实施例2
本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述的圆弧导轨的角度范围为75度，指针与刻度尺之间的间距为20mm。
本发明的俯仰调节机构的工作状态是这样的：机构工作时，通过带自锁功能的梯形丝杠14传动，摇动手轮带动驱动滑块4做直线运动；真空吸具10固定在托板9上，被加工零件11通过真空负压吸附在真空吸具10上，托板9绕圆弧导轨的圆心做回转运动，托板9与驱动滑块4之间通过驱动连杆连接，从而使得驱动滑块4的直线运动转化为托板9的回转运动，托板9带动被加工零件11实现不同的旋转角度，再通过刻度尺和指针显示被加工零件11的旋转角度，从而实现工件0度侧面及侧棱0度到60度连续可调的加工要求。

Claims (6)

1.一种俯仰调节机构，其特征在于，所述的俯仰调节机构包括底板（1）、手轮（2）、直线导轨、驱动滑块（4）、驱动连杆、支撑板、刻度尺、指针、托板（9）、真空吸具（10）、被加工零件（11）、旋转滑块、圆弧导轨、梯形丝杠（14）；其连接关系是，所述的底板（1）左侧固定设置有相互平行的两条直线导轨，梯形丝杠（14）安装在两条直线导轨之间，梯形丝杠（14）的两端分别通过安装在底板（1）上的轴承座连接，梯形丝杠（14）的一端还设置有手轮（2），驱动滑块（4）安装在直线导轨上，并沿着直线导轨滑动，通过摇动手轮（2）驱动梯形丝杠（14）带动驱动滑块（4）做直线运动；所述的底板（1）右侧设置有两块相互平行的支撑板，两个圆弧导轨分别安装在两个支撑板内侧，旋转滑块安装在圆弧导轨上，并沿着圆弧导轨做向心滑动，托板的两外侧分别安装在旋转滑块上，托板（9）随着旋转滑块做向心运动；所述的驱动连杆的一端与托板（9）的底面连接，另一端与驱动滑块（4）连接，驱动连杆将手轮（2）驱动梯形丝杠（14）的直线运动转化为托板（9）的旋转运动；所述的真空吸具（10）通过螺钉固定在托板（9）上表面，被加工零件（11）通过真空负压吸附在真空吸具（10）上；所述的刻度尺分别固定在支撑板的外侧，指针通过螺钉固定在托板（9）的外侧，指针与刻度尺之间有一间距，通过指针相对于刻度尺的运动，确定被加工零件（11）的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的一种俯仰调节机构，其特征在于：所述的直线导轨、梯形丝杠（14）、支撑板、圆弧导轨、旋转滑块为平行设置。
3.根据权利要求1所述的一种俯仰调节机构，其特征在于：所述的梯形丝杠（14）为自锁丝杠。
4.根据权利要求1所述的一种俯仰调节机构，其特征在于：所述的圆弧导轨的角度范围为45度~90度。
5.根据权利要求1所述的一种俯仰调节机构，其特征在于：所述的真空吸具（10）采用真空负压装卡工件。
6.根据权利要求1所述的一种俯仰调节机构，其特征在于：所述的指针与刻度尺之间的间距为1~20mm。
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