本發(fā)明屬于精密及超精密加工領(lǐng)域，具體涉及一種靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)，結(jié)構(gòu)可調(diào)整以適應(yīng)不同尺寸的導軌，加載力方向可調(diào)整以滿足導軌垂直剛度和角剛度的測量要求，加載力大小可連續(xù)精確調(diào)整。

背景技術(shù)：

目前，隨著靜壓導軌的廣泛應(yīng)用，對靜壓導軌剛度檢測的要求越來越高。在以往的剛度測試過程中，將增加不同重量的砝碼作為變荷載。但是，在向?qū)к壔_上放置砝碼時，會出現(xiàn)滑臺的輕微移動現(xiàn)象，滑臺的移動使得導軌位移的測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，不能滿足對導軌剛度測量精度的要求。另外增加砝碼的方法也無法產(chǎn)生拉力以測試靜壓導軌的角剛度。因此，目前的該類加載方法在靜壓導軌剛度測試中，存在效率低、加載力不連續(xù)、無法產(chǎn)生拉力及易產(chǎn)生位移誤差等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服已有技術(shù)中靜壓導軌剛度測試裝置效率低、加載力不連續(xù)、無法產(chǎn)生拉力及易產(chǎn)生位移誤差的不足，本發(fā)明提供一種靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)加載力無傷施加且位置、方向、大小較大范圍的調(diào)整。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)，其特點是，所述的靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)含有：豎直導軌單元、水平導軌單元、分度單元、加載力施加單元。其中，所述豎直導軌單元包括固定側(cè)、立柱、支持側(cè)、滾珠絲杠Ⅰ、非互換性滑軌Ⅰ、鎖緊塊、手輪Ⅰ、橫導軌安裝板、底座。所述水平導軌單元包括橫梁、支撐板、軸承座、滾珠絲杠Ⅱ、非互換性滑軌Ⅱ、支撐側(cè)軸承座、手輪Ⅱ、工作臺。所述分度單元包括成對雙聯(lián)角接觸球軸承、轉(zhuǎn)軸、連接軸承座、分度桿、下調(diào)整板、上調(diào)整板。所述加載力施加單元包括固定座、螺桿、差分螺母、傳感器連接軸、力傳感器、拉力軸、拉力板。其連接關(guān)系是，所述豎直導軌單元中的立柱固定在底座上，滾珠絲杠Ⅰ固定設(shè)置在立柱的豎向軸心線上，固定側(cè)安裝在立柱下端、支持側(cè)安裝在立柱上端，分別固定滾珠絲杠Ⅰ的兩端；兩條非互換性滑軌Ⅰ對稱安裝在滾珠絲杠Ⅰ兩側(cè)，數(shù)個鎖緊塊均勻固定安裝在兩條非對稱性滑軌Ⅰ的外側(cè)，用于保持兩根非對稱性滑軌Ⅰ的平行度。所述的支持側(cè)上端安裝有手輪Ⅰ，手輪Ⅰ與滾珠絲杠Ⅰ連接，用于帶動滾珠絲杠Ⅰ轉(zhuǎn)動。所述的滾珠絲杠Ⅰ上安裝有橫導軌安裝板，通過滾珠絲杠Ⅰ的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)橫導軌安裝板上下高度的調(diào)整。

所述水平導軌單元中的支撐板固定連接在橫導軌安裝板上，橫梁固定連接在支撐板上。所述的軸承座安裝于橫梁左端，支撐側(cè)軸承座安裝于橫梁右端，滾珠絲杠Ⅱ設(shè)置在橫梁下方，滾珠絲杠Ⅱ兩端與軸承座、支撐側(cè)軸承座分別連接，兩條非互換性滑軌Ⅱ?qū)ΨQ安裝在滾珠絲杠Ⅱ兩側(cè)。所述的手輪Ⅱ安裝在橫梁左端，并與滾珠絲杠Ⅱ連接，用于帶動滾珠絲杠Ⅱ轉(zhuǎn)動。工作臺安裝在滾珠絲杠Ⅱ上，通過滾珠絲杠Ⅱ的轉(zhuǎn)動沿兩條非互換性滑軌Ⅱ左右運動。

所述分度單元中的軸承座固定安裝在工作臺上，成對雙聯(lián)角接觸球軸承安裝在連接軸承座中，轉(zhuǎn)軸通過成對雙聯(lián)角接觸球軸承安裝在連接軸承座中，分度桿穿過連接軸承座與轉(zhuǎn)軸連接。在轉(zhuǎn)軸下方設(shè)置有下調(diào)整板，下調(diào)整板通過螺釘與轉(zhuǎn)軸固定連接，兩塊上調(diào)整板分別通過螺釘緊固在下調(diào)整板上面，通過調(diào)整螺釘連接位置，可改變兩塊上調(diào)整板的相對距離，以適用于不同寬度的導軌。

所述加載力施加單元中的兩個固定座分別固定安裝在兩個上調(diào)整板的端部，差分螺母安裝在連接固定座上，螺桿通過差分螺母安裝在固定座上，由于差分螺母的兩種螺紋螺距之差較小，旋轉(zhuǎn)螺桿可實現(xiàn)螺桿垂直方向的緩慢進給，從而達到了加載力的精確施加。螺桿下方依次與傳感器連接軸、力傳感器、拉力軸、拉力板連接，拉力板下端設(shè)置有墊圈和螺母，當對滑塊施加壓力時，將下端螺螺母壓在滑塊上，向下旋轉(zhuǎn)螺桿，當施加拉力時，拆除下端螺母，使用拉力板卡住滑塊，向上旋轉(zhuǎn)螺桿。

所述的兩條螺桿與立柱為平行設(shè)置。

所述的螺桿、傳感器連接軸、力傳感器、拉力軸為同軸心設(shè)置。

所述的鎖緊塊的數(shù)量范圍為16~20個，均布于豎直導軌單元非互換性滑軌Ⅰ的兩側(cè)。

本發(fā)明的靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)有益效果是：所述的豎直導軌單元，采用手輪與滾珠絲杠相連接，轉(zhuǎn)動手輪可實現(xiàn)加載力力施加單元的高度調(diào)整，以適應(yīng)不同高度的導軌滑臺；

水平導軌單元，采用手輪與滾珠絲杠相連接，轉(zhuǎn)動手輪可實現(xiàn)加載力力施加單元的水平位置，以適應(yīng)靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)與導軌滑臺之間的距離；

分度單元單元，改變兩塊上調(diào)整板的相對位置，以適用于不同寬度的導軌；采用成對雙聯(lián)角接觸球軸承，使得加載力力施加單元可以進行旋轉(zhuǎn)，分度桿使得每次旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為90°；

加載力力施加單元利用差分螺母，可實現(xiàn)螺桿垂直方向的緩慢進給，從而達到了加載力的精確施加，連接力傳感器，可以實現(xiàn)加載力的監(jiān)控，拉力板下端的螺母可靈活拆裝，以適應(yīng)加載力為壓力或拉力的不同要求。

本發(fā)明能調(diào)整以適應(yīng)不同高度和不同尺寸的導軌，加載力大小可連續(xù)精確調(diào)整，加載力方向可調(diào)整以滿足導軌垂直剛度和角剛度的測量要求。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)加載力無傷施加且位置、方向、大小較大范圍調(diào)整。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的豎直導軌單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中的水平導軌單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中的分度單元和加載力施加單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1.豎直導軌單元 2.水平導軌單元 3.分度單元 4.加載力施加單元 11.固定側(cè) 12.立柱 13.支持側(cè) 14.滾珠絲杠Ⅰ 15.非互換性滑軌Ⅰ 16.鎖緊塊 17.手輪Ⅰ 18.橫導軌安裝板 19.底座 21.橫梁 22.支撐板 23.軸承座 24.滾珠絲杠Ⅱ 25.非互換性滑軌Ⅱ 26.支撐側(cè)軸承座 27.工作臺 31.成對雙聯(lián)角接觸球軸承 32.轉(zhuǎn)軸 33.連接軸承座 34.分度桿 35.下調(diào)整板 36.上調(diào)整板 41.固定座 42.螺桿 43.差分螺母 44.傳感器連接軸 45.力傳感器 46.拉力軸 47.拉力板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的詳細描述：

實施例1

圖1為本發(fā)明的一種靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明中的豎直導軌單元的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明中的水平導軌單元的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明中的分度單元和加載力施加單元的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1~圖4中，本發(fā)明的靜壓導軌剛度測試的加載機構(gòu)含有豎直導軌單元1、水平導軌單元2、分度單元3、加載力施加單元4。其中，所述豎直導軌單元1包括固定側(cè)11、立柱12、支持側(cè)13、滾珠絲杠Ⅰ14、非互換性滑軌Ⅰ15、鎖緊塊16、手輪Ⅰ17、橫導軌安裝板18、底座19。所述水平導軌單元2包括橫梁21、支撐板22、軸承座23、滾珠絲杠Ⅱ24、非互換性滑軌Ⅱ25、支撐側(cè)軸承座26、手輪Ⅱ、工作臺27。所述分度單元3包括成對雙聯(lián)角接觸球軸承31、轉(zhuǎn)軸32、連接軸承座33、分度桿34、下調(diào)整板35、上調(diào)整板36。所述加載力施加單元4包括固定座41、螺桿42、差分螺母43、傳感器連接軸44、力傳感器45、拉力軸46、拉力板47。其連接關(guān)系是，所述豎直導軌單元1中的立柱12固定在底座19上，底座19下方設(shè)置滾輪。滾珠絲杠Ⅰ14固定設(shè)置在立柱12的豎向軸心線上，固定側(cè)11安裝在立柱12下端、支持側(cè)13安裝在立柱12上端，分別固定滾珠絲杠Ⅰ14的兩端；兩條非互換性滑軌Ⅰ15對稱安裝在滾珠絲杠Ⅰ14兩側(cè)，數(shù)個鎖緊塊均勻固定安裝在兩條非對稱性滑軌Ⅰ15的外側(cè)，用于保持兩根非對稱性滑軌Ⅰ15的平行度。所述的支持側(cè)13上端安裝有手輪Ⅰ17，手輪Ⅰ17與滾珠絲杠Ⅰ14連接，用于帶動滾珠絲杠Ⅰ14轉(zhuǎn)動。所述的滾珠絲杠Ⅰ14上安裝有橫導軌安裝板18，通過滾珠絲杠Ⅰ14的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)橫導軌安裝板18上下高度的調(diào)整。

所述水平導軌單元2中的支撐板22固定連接在橫導軌安裝板18上，橫梁21固定連接在支撐板22上。所述的軸承座23安裝于橫梁21左端，支撐側(cè)軸承座26安裝于橫梁21右端，滾珠絲杠Ⅱ24設(shè)置在橫梁21下方，滾珠絲杠Ⅱ24兩端與軸承座23、支撐側(cè)軸承座26分別連接，兩條非互換性滑軌Ⅱ25對稱安裝在滾珠絲杠Ⅱ24兩側(cè)。所述的手輪Ⅱ安裝在橫梁21左端，并與滾珠絲杠Ⅱ24連接，用于帶動滾珠絲杠Ⅱ24轉(zhuǎn)動。工作臺27安裝在滾珠絲杠Ⅱ24上，通過滾珠絲杠Ⅱ24的轉(zhuǎn)動沿兩條非互換性滑軌Ⅱ25左右運動。

所述分度單元3中的軸承座33固定安裝在工作臺27上，成對雙聯(lián)角接觸球軸承31安裝在連接軸承座33中，轉(zhuǎn)軸32通過成對雙聯(lián)角接觸球軸承31安裝在連接軸承座33中，分度桿34穿過連接軸承座33與轉(zhuǎn)軸32連接。在轉(zhuǎn)軸32下方設(shè)置有下調(diào)整板35，下調(diào)整板35通過螺釘與轉(zhuǎn)軸32固定連接，兩塊上調(diào)整板36分別通過螺釘緊固在下調(diào)整板35上面，通過調(diào)整螺釘連接位置，可改變兩塊上調(diào)整板36的相對距離，以適用于不同寬度的導軌。

所述加載力施加單元4中的兩個固定座41分別固定安裝在兩個上調(diào)整板36的端部，差分螺母43安裝在連接固定座41上，螺桿42通過差分螺母43安裝在固定座41上，由于差分螺母43的兩種螺紋螺距之差較小，旋轉(zhuǎn)螺桿42可實現(xiàn)螺桿42垂直方向的緩慢進給，從而達到了加載力的精確施加。螺桿42下方依次與傳感器連接軸44、力傳感器45、拉力軸46、拉力板47連接，拉力板47下端設(shè)置有墊圈和螺母，當對滑塊施加壓力時，將下端螺螺母壓在滑塊上，向下旋轉(zhuǎn)螺桿42，當施加拉力時，拆除下端螺母，使用拉力板47卡住滑塊，向上旋轉(zhuǎn)螺桿42。

所述的兩條螺桿42與立柱12為平行設(shè)置。

所述的螺桿42、傳感器連接軸44、力傳感器45、拉力軸46為同軸心設(shè)置。

本實施例中，所述的鎖緊塊設(shè)置為16個，均布于豎直導軌單元1非互換性滑軌Ⅰ15的兩側(cè)；上調(diào)整板設(shè)置有兩個，上調(diào)整板36為其中一個；固定座設(shè)置為兩個，固定座41為其中一個；螺桿設(shè)置有兩個，螺桿42為其中一個，差分螺母設(shè)置有兩個，差分螺母43為其中一個；傳感器連接軸設(shè)置有兩個，傳感器連接軸44為其中一個；力傳感器設(shè)置有兩個，力傳感器45為其中一個；拉力軸設(shè)置有兩個，拉力軸46為其中一個；拉力板設(shè)置有兩個，拉力板47為其中一個；固定側(cè)11采用市售產(chǎn)品EK20固定側(cè)，支持側(cè)13采用市售產(chǎn)品EF20支持側(cè)。

本發(fā)明的一種靜壓導軌剛度測試的加載機構(gòu)工作過程如下：旋轉(zhuǎn)豎直導軌單元1的手輪Ⅰ17，調(diào)整加載力施加單元4的高度，使其能夠適應(yīng)導軌滑臺的高度；旋轉(zhuǎn)水平導軌單元2的手輪Ⅱ，調(diào)整加載力施加單元4相對導軌滑臺的位置，以適應(yīng)靜壓導軌剛度測試加載機構(gòu)與導軌滑臺之間的距離；分度單元3中，調(diào)整兩塊上調(diào)整板36的相對位置，以適用于不同寬度的導軌。實現(xiàn)加載力施加單元4與加載點的對準。當對待測的導軌滑臺施加壓力時，將拉力板下端的螺母壓在待測導軌滑臺上，向下旋轉(zhuǎn)螺桿42。當施加拉力時，拆除拉力板下端螺母，使用拉力板47卡住待測導軌滑臺，向上旋轉(zhuǎn)螺桿42。

實施例2

本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，所述的鎖緊塊設(shè)置為20個。