专利名称：用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台的制作方法
技术领域：
本发明属于测量技术领域，尤其涉及到一种用于测量回转型工件圆柱度的调心调
平工作台。
背景技术：
机械行业已实现0. 001 ii m的进给技术和0. 005 P m加工精度，，要求检测技术与之
相适应，开发高精度圆柱度测量仪满足先进制造技术的要求，具有重要的社会意义。 目前国内外市场上的圆柱度测量仪采用的调整工作台有两种电动自动调整和手
动调整。国际上目前只有英国泰勒公司采用电动自动调整方式，调整简便，自动化程度高，
但结构复杂，安装调试麻烦，维修繁琐，成本很高，不适用于国内市场。国内一般采用手动调
整工作台，但目前国内市场上采用的调整工作台将调平和调心设计为两层结构，重量和高
度都较大，在进行圆柱度测量时对测量结果的影响较大。

发明内容
为解决现有技术的不足之处，本发明提供了一种用于测量回转型工件圆柱度的调 心调平工作台，使用该调心调平工作台不仅实现了回转型工件单截面内可同时进行调心和 调平工作，而且縮短了调心调平工作台的高度，从而相应縮短了圆柱度测量时回转型工件 的测量高度，提高了测量的精度。 为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案 所述的用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台主要由调心装置、外罩、固 定钢球、调平装置、联接环、底座、工作台和垂直拉紧弹簧构成，所述的调平装置和调心装置 各有两个，两个调平装置和两个调心装置均与底座联接并沿底座中心线对称配置，两个调 平装置呈9(T夹角相邻配置，两个调心装置呈90。夹角相邻配置；在两个调平装置中各设 置有一个调平钢球支点，在两个相邻调心装置的对角平分线上设置一个固定钢球支点，两 个调平钢球支点和一个固定钢球支点共同构成对工作台底面的支撑接触，固定钢球与底座 联接；联接环固定在工作台底面且与工作台中心线对称配置，在联接环和底座上各设置有 四个安装位置相同的台阶状通孔，每个台阶状通孔内设置有垂直拉紧弹簧，垂直拉紧弹簧 的两端挂在销钉上，两个销钉中的一个设在联接环的台阶状通孔内而另一个设在底座的台 阶状通孔内，通过四个垂直拉紧弹簧使工作台拉紧在联接环上端并与两个调平钢球支点和 一个固定钢球支点支撑接触；每个调心装置中的调心拉紧弹簧挂在联接环的两个侧面使调 心装置中配置的两套轴承与联接环的侧面接触；外罩呈倒凹环槽状，外罩倒凹环槽的内径 与底座的外径匹配并卡在底座上，外罩的外径与工作台的外径相等，外罩与底座的轴向支 撑高度小于底座上平面到固定钢球的垂直高度，外罩的轴向支撑高度环沿径向设置有四个 对称匀布的通孔，所述的外罩通孔用来设置两个调平装置中的调平旋钮和两个调心装置中 的调心旋钮。 所述的用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台，调心装置由调心旋钮、调心支座、调心滑块、调心拉紧弹簧、调心固定支座和轴承构成。调心支座和调心固定支座的 中心线保持一致并通过螺钉将调心支座和调心固定支座安装在底座上，调心旋钮的旋接长 轴呈阶梯状外螺纹轴，所述的阶梯状外螺纹轴具有不同的螺距和不同的外径，调心旋钮的 旋接长轴穿越外罩通孔后先旋入调心固定支座再与调心滑块联接，调心滑块坐落在调心支 座的导向槽内，在调心滑块的端部相对调心旋钮旋接长轴轴线的垂直方向安装有并列的两 套轴承，两套轴承的外圆超出调心滑块的前端面，在调心滑块的两端通过螺钉固定有两个 调心拉紧弹簧，调心拉紧弹簧的另一端挂在联接环侧面上。 所述的用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台，调平装置由调平旋钮、调
平旋钮支座、斜块、调平拉紧弹簧、调平钢球和调平固定支座构成，调平旋钮支座和调平固
定支座的中心线保持一致并通过螺钉将调平旋钮支座和调平固定支座安装在底座上，调平
旋钮的外螺纹轴穿越外罩通孔后旋入调平旋钮支座内，调平旋钮的外螺纹轴端部呈半球形
圆弧面，所述的半球形圆弧面顶在斜块的大端面上，斜块底面设有定位台阶，斜块坐落在调
平固定支座的导向槽内，在调平固定支座上部开有与调平钢球直径大小一致的圆孔，所述
的圆孔内设置调平钢球，调平钢球底部落在斜块的斜面上，斜块的大端面两侧挂有两个调
平拉紧弹簧，调平拉紧弹簧的另一端通过螺钉固定在调平旋钮支座上。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性 1 、本发明设置有两个调心装置和两个调平装置，实现了单截面内同时进行工作台 的调心、调平功能。 2、由于縮短了工作台的调整高度，从而相应縮短了圆柱度测量时回转型工件的测 量高度，提高了测量精度。 3、由于调心旋钮的阶梯状外螺纹轴具有不同的螺距和不同的外径结构，实现了调 心装置的微调功能。 4、调心装置和调平装置具有结构简单合理，有效实现了回转型工件四自由度的调 整功能。


图1是本发明去除工作台后的结构示意图。
图2是图1加上工作台从中心线剖视的断面图。 上述图中1-调心旋钮；2_调心支座；3_调心滑块；4_调心拉紧弹簧；5_调心固 定支座；6_轴承；7_外罩；8_固定钢球；9_调平旋钮；10-调平旋钮支座；11_斜块；12-调 平拉紧弹簧；13-调平钢球；14-调平固定支座；15-联接环；16_底座；17_工作台；18_垂直
拉紧弹簧。
具体实施例方式
结合图l-2，本发明的用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台主要由调心 装置、外罩7、固定钢球8、调平装置、联接环15、底座16、工作台17和垂直拉紧弹簧18构成。 所述的调平装置和调心装置各有两个，两个调平装置和两个调心装置均与底座16联接并 沿底座中心线对称配置，两个调平装置呈90。夹角相邻配置，两个调心装置呈90。夹角相 邻配置；在两个调平装置中各设置有一个调平钢球支点，在两个相邻调心装置的对角平分
4线上设置一个固定钢球8支点，两个调平钢球支点和一个固定钢球支点共同构成对工作台底面的支撑接触，固定钢球8与底座16联接；联接环15固定在工作台17底面且与工作台中心线对称配置，在联接环15和底座16上各设置有四个安装位置相同的台阶状通孔，每个台阶状通孔内设置有垂直拉紧弹簧18，垂直拉紧弹簧18的两端挂在销钉上，两个销钉中的一个设在联接环15的台阶状通孔内而另一个设在底座16的台阶状通孔内，通过四个垂直拉紧弹簧18使工作台17拉紧在联接环15上端并与两个调平钢球支点和一个固定钢球支点支撑接触；每个调心装置中的调心拉紧弹簧挂在联接环15的两个侧面使调心装置中配置的两套轴承与联接环的侧面接触；外罩7呈倒凹环槽状，外罩倒凹环槽的内径与底座16的外径匹配并卡在底座上，外罩7的外径与工作台17的外径相等，外罩7与底座16的轴向支撑高度小于底座上平面到固定钢球8的垂直高度，外罩的轴向支撑高度环沿径向设置有四个对称匀布的通孔，所述的外罩通孔用来设置两个调平装置中的调平旋钮和两个调心装置中的调心旋钮。 所述的调心装置由调心旋钮1、调心支座2、调心滑块3、调心拉紧弹簧4、调心固定支座5和轴承6构成。调心支座2和调心固定支座5的中心线保持一致并通过螺钉将调心支座2和调心固定支座5安装在底座16上，调心旋钮1的旋接长轴呈阶梯状外螺纹轴，所述的阶梯状外螺纹轴具有不同的螺距和不同的外径，调心旋钮1的旋接长轴穿越外罩7通孔后先旋入调心固定支座5再与调心滑块3联接，调心滑块3坐落在调心支座2的导向槽内，在调心滑块3的端部相对调心旋钮旋接长轴轴线的垂直方向安装有并列的两套轴承6，两套轴承6的外圆超出调心滑块3的前端面，在调心滑块3的两端通过螺钉固定有两个调心拉紧弹簧4，调心拉紧弹簧4的另一端挂在联接环15侧面上。 所述的调平装置由调平旋钮9、调平旋钮支座10、斜块11、调平拉紧弹簧12、调平钢球13和调平固定支座14构成。调平旋钮支座10和调平固定支座14的中心线保持一致并通过螺钉将调平旋钮支座10和调平固定支座14安装在底座上，调平旋钮9的外螺纹轴穿越外罩7通孔后旋入调平旋钮支座10内，调平旋钮9的外螺纹轴端部呈半球形圆弧面，所述的半球形圆弧面顶在斜块11的大端面上，斜块11底面设有定位台阶，斜块11坐落在调平固定支座14的导向槽内，在调平固定支座14上部开有与调平钢球13直径大小一致的圆孔，所述的圆孔内设置调平钢球13，调平钢球13底部落在斜块11的斜面上，斜块11的大端面两侧挂有两个调平拉紧弹簧12，调平拉紧弹簧12的另一端通过螺钉固定在调平旋钮支座10上。 本发明是一个具有四自由度的调心调平工作台，所述的四自由度分别通过两个调心装置和两个调平装置实现。在调平装置中，调平钢球13是活动支点，固定钢球8是固定支点，调整两个调平旋钮9，工作台17在两个调平钢球13以及固定钢球8的支撑下实现工作台17的调平功能。固定钢球8的外径稍大于调平钢球13的外径，这是因为调平钢球13由斜块11支撑，两个调平钢球13和一个固定钢球8呈不对称三角设置，采用两个调平钢球13和一个固定钢球8的三点调平原理来调节工作台17的水平度。由于两个调心装置相邻且呈90°夹角配置，每个调心装置与联接环15侧面的接触点为并列的两套轴承6，调整调心旋钮l，在调心拉紧弹簧4的作用下联接环6带动工作台17沿相互垂直的两个方向精密移动，从而实现了工作台17的调心功能。 使用本发明的调心调平工作台用来测量回转型工件的圆柱度的方法很多，下面举其方法中的一种，该方法的使用仅供借鉴参考。 在圆柱度测量过程中，将底座16安装在圆柱度仪的旋转主轴上端的中心位置，首先调平工作台17，传感器测头指向工作台17外边沿，工作台在电机和主轴带动下绕主轴中心旋转，观察传感器测量显示值，包含传感器与工作台水平接触面的接触点并与主轴旋转中心垂直的平面称为H，截面，接触点到主轴旋转中心的距离为圆半径R"通过分别旋转两个调平旋钮9调平工作台17，并通过固定支点与两个活动支点的三点调平原理调节工作台的水平度。当主轴逆时针方向旋转时，调平装置中与固定支点相邻的活动支点和主轴旋转中心的连线定义为调平装置的X，轴，另一个活动支点和主轴旋转中心的连线定义为Y，轴，H，截面的测量中心点与主轴回转中心偏心为e，偏心量e，在X^ Y，轴投影为ex￥、 ey￥，
在三个支点平面内的当量偏心为7^^平、7^S平，调节三个调平点中的两点偏心1^^平、
>/"2平 /^2平 X7平
及
《S平即能达到调节调平偏心量6平的目的。 然后将回转型工件设置在工作台上端的中心位置，对回转型工件调心，当主轴逆时针方向旋转时，与调平装置相邻的调心装置中与联接环的接触点和主轴旋转中心的连线定义为调心装置的X心轴，另一个调心装置中与联接环的接触点和主轴旋转中心的连线定义为调心装置的Y心轴，包含传感器与回转型工件的回转面的接触点并与主轴旋转中心垂直的平面称为H心截面，接触点到主轴旋转中心的距离为圆半径R心，将回转型工件放置在工作台17中心，H心截面的测量中心点与主轴回转中心偏心为e心，偏心量e心在X心、Y心轴投影
7 7
为ex心、ey心，在三个支点平面内的当量偏心为#&心、#^心，调节三个调平点中的两点偏
"心 ^心
心,e,心、}^心即能达到调节调心装置偏心量e心的目的，通过分别旋转两个调心旋钮1"心 ^心
使回转件的中心与主轴旋转中心的偏心量在传感器最小档量程范围之内根据测量界面显
权利要求
一种用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台，其特征在于该调心调平工作台主要由调心装置、外罩(7)、固定钢球(8)、调平装置、联接环(15)、底座(16)、工作台(17)和垂直拉紧弹簧(18)构成。所述的调平装置和调心装置各有两个，两个调平装置和两个调心装置均与底座(16)联接并沿底座中心线对称配置，两个调平装置呈90°夹角相邻配置，两个调心装置呈90°夹角相邻配置；在两个调平装置中各设置有一个调平钢球支点，在两个相邻调心装置的对角平分线上设置一个固定钢球(8)支点，两个调平钢球支点和一个固定钢球支点共同构成对工作台底面的支撑接触，固定钢球(8)与底座(16)联接；联接环(15)固定在工作台(17)底面且与工作台中心线对称配置，在联接环(15)和底座(16)上各设置有四个安装位置相同的台阶状通孔，每个台阶状通孔内设置有垂直拉紧弹簧(18)，垂直拉紧弹簧(18)的两端挂在销钉上，两个销钉中的一个设在联接环(15)的台阶状通孔内而另一个设在底座(16)的台阶状通孔内，通过四个垂直拉紧弹簧(18)使工作台(17)拉紧在联接环(15)上端并与两个调平钢球支点和一个固定钢球支点支撑接触；每个调心装置中的调心拉紧弹簧挂在联接环(15)的两个侧面使调心装置中配置的两套轴承与联接环的侧面接触；外罩(7)呈倒凹环槽状，外罩倒凹环槽的内径与底座16的外径匹配并卡在底座上，外罩(7)的外径与工作台(17)的外径相等，外罩(7)与底座(16)的轴向支撑高度小于底座上平面到固定钢球(8)的垂直高度，外罩的轴向支撑高度环沿径向设置有四个对称匀布的通孔，所述的外罩通孔用来设置两个调平装置中的调平旋钮和两个调心装置中的调心旋钮。
2. 如权利要求1所述的用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台，其特征在于 调心装置由调心旋钮(1)、调心支座(2)、调心滑块(3)、调心拉紧弹簧(4)、调心固定支座 (5)和轴承(6)构成，调心支座(2)和调心固定支座(5)的中心线保持一致并通过螺钉将调 心支座(2)和调心固定支座5安装在底座(16)上，调心旋钮(1)的旋接长轴呈阶梯状外螺 纹轴，所述的阶梯状外螺纹轴具有不同的螺距和不同的外径，调心旋钮(1)的旋接长轴穿 越外罩(7)通孔后先旋入调心固定支座(5)再与调心滑块(3)联接，调心滑块(3)坐落在 调心支座(2)的导向槽内，在调心滑块(3)的端部相对调心旋钮旋接长轴轴线的垂直方向 安装有并列的两套轴承(6)，两套轴承(6)的外圆超出调心滑块(3)的前端面，在调心滑块 (3)的两端通过螺钉固定有两个调心拉紧弹簧(4)，调心拉紧弹簧(4)的另一端挂在联接环 (15)侧面上。
3. 如权利要求1所述的用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台，其特征在于 调平装置由调平旋钮(9)、调平旋钮支座(10)、斜块(11)、调平拉紧弹簧(12)、调平钢球 (13)和调平固定支座(14)构成，调平旋钮支座(10)和调平固定支座(14)的中心线保持一 致并通过螺钉将调平旋钮支座(10)和调平固定支座(14)安装在底座上，调平旋钮(9)的 外螺纹轴穿越外罩(7)通孔后旋入调平旋钮支座(10)内，调平旋钮(9)的外螺纹轴端部呈 半球形圆弧面，所述的半球形圆弧面顶在斜块(11)的大端面上，斜块(11)底面设有定位台 阶，斜块(11)坐落在调平固定支座(14)的导向槽内，在调平固定支座(14)上部开有与调 平钢球(13)直径大小一致的圆孔，所述的圆孔内设置调平钢球(13)，调平钢球(13)底部落 在斜块(11)的斜面上，斜块(11)的大端面两侧挂有两个调平拉紧弹簧(12)，调平拉紧弹簧 (12)的另一端通过螺钉固定在调平旋钮支座(10)上。
全文摘要
一种用于测量回转型工件圆柱度的调心调平工作台由调心旋钮(1)、调心支座(2)、调心滑块(3)、调心拉紧弹簧(4)、调心固定支座(5)、轴承(6)、外罩(7)、固定钢球(8)、调平旋钮(9)、调平旋钮支座(10)、斜块(11)、调平拉紧弹簧(12)、调平钢球(13)、调平固定支座(14)、联接环(15)、底座(16)、工作台(17)和垂直拉紧弹簧(18)构成。调平钢球是活动支点，固定钢球是固定支点，调整两个调平旋钮，工作台在两个调平钢球以及固定钢球的支撑下实现工作台的调平功能。调整调心旋钮，在调心拉紧弹簧的作用下联接环带动工作台沿相互垂直的两个方向精密移动实现工作台的调心功能。结构简单实用。
文档编号G01B21/20GK101788282SQ20101011511
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月1日 优先权日2010年3月1日
发明者刘金秀, 宋晓波, 廖家祥, 张慧, 朱孔敏, 李副来, 李国斌, 江玮, 江纯清, 熊子健, 高宇 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司