阅读说明：本技术 一种调整块与叠层橡胶并联支撑的可调式垫铁 (Adjustable sizing block with adjusting block and laminated rubber supported in parallel ) 是由 苏贺旺 刘志峰 姜凯 张建涛 李彦生 于 2021-08-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种调整块与叠层橡胶并联支撑的可调式垫铁,包括上支板、叠层橡胶、定位装置、下支板、垫铁底座、距离传感器、垫铁调整块、调整螺栓和伺服驱动器；叠层橡胶由保护层橡胶、片状橡胶和钢板组成,叠层橡胶安装在垫铁底座的平面上,从滑槽内推进,并用螺栓固定；距离传感器设置在垫铁调整块侧面,伺服驱动器与调整螺栓连接。与传统的垫铁法相比,使用叠层橡胶提高了系统的阻尼和刚度,能够有效隔绝环境振动,同时并联式支撑具有良好的承载稳定性；使用模块化设计在不移出垫铁的情况下,根据需要方便更换叠层橡胶；采用电涡流传感器实时准确测量垫铁高度,伺服驱动器精准调控垫铁高度,避免了反复调平从而大大减少机床调平的工作量。(The invention discloses an adjustable sizing block with an adjusting block and laminated rubber supported in parallel, which comprises an upper support plate, laminated rubber, a positioning device, a lower support plate, a sizing block base, a distance sensor, a sizing block adjusting block, an adjusting bolt and a servo driver, wherein the upper support plate is provided with a positioning device; the laminated rubber consists of protective layer rubber, sheet rubber and a steel plate, is arranged on the plane of the sizing block base, is pushed from the inside of the chute and is fixed by a bolt; the distance sensor is arranged on the side face of the sizing block adjusting block, and the servo driver is connected with the adjusting bolt. Compared with the traditional sizing block method, the laminated rubber is used to improve the damping and rigidity of the system, so that the environmental vibration can be effectively isolated, and meanwhile, the parallel support has good bearing stability; the laminated rubber is conveniently replaced according to the requirement by using a modular design under the condition that the sizing block is not removed; the eddy current sensor is adopted to accurately measure the height of the sizing block in real time, and the servo driver accurately regulates and controls the height of the sizing block, so that repeated leveling is avoided, and the leveling workload of the machine tool is greatly reduced.)

一种调整块与叠层橡胶并联支撑的可调式垫铁

技术领域

本发明涉及一种数控机床与地基基础的连接件，属于数控机床精度提升领域。

背景技术

数控机床是现代高新科技产业发展的基础，在我国能源、航天航空、大型舰船等行业起着关键作用。随着对加工精度的要求越来越高，数控机床技术正在朝着高精度、高可靠性方向发展。但数控机床的尺度大、承载大、振动耦合复杂，需要足够的承载力和机床稳定性，同时还受到环境激励的影响，其中环境激励的作用不仅可以破坏机床结合面的刚度，使得机床的整体刚度下降，同时改变机床刀尖点和加工零件的位置，降低零件的加工精度。数控机床一般安装在混凝土基础上，机床与基础之间用调整垫铁连接，调整垫铁有两层和三层两种结构形式，然而在使用中存在如下问题：(1)橡胶主要以单层片状形式粘在垫铁顶部或底部，铁质垫铁和橡胶串联存在整体刚度降低的问题；(2)垫铁在机床重力作用下的变形以橡胶变形为主，橡胶在安装前期的蠕变现象使垫铁高度降低，在安装14天后作较大调整；(3)机床设有多个垫铁，机床的调平需要对每个垫铁用水平仪反复调整，调整量依赖工程人员的经验，费时费力且不够准确。因此有必要设计出一种克服这些缺点的新型数控机床垫铁。

发明内容

本发明的内容是将叠层橡胶与垫铁调整块并联式支撑，使用叠层橡胶比单层橡胶的刚度和阻尼大大提升，并联式设计既有足够刚度并且隔离环境振动，而且减少垫铁本身变形导致的床身微小倾斜；在垫铁上安装电涡流传感器，实时检测垫铁的高度数据反馈到伺服调整器从而精准调整垫铁高度，实现机床床身的水平度的闭环调整。

本发明是通过以下技术手段实现的：

一种调整块与叠层橡胶并联支撑的可调式垫铁，包括：上支板1、叠层橡胶2、定位装置3、下支板4、垫铁底座5、距离传感器6、垫铁调整块7、调整螺栓8和伺服驱动器9。

本发明的垫铁装置主要有三个单元组成，一是叠层橡胶减震单元，二是基于传统两层减震垫铁改进的调整垫铁单元，三是高度监测及调整单元。叠层橡胶2由片状橡胶2-2和钢板2-3层层叠加，并用胶紧密粘连，外层以特质的保护层橡胶2-1包裹，防止空气氧化、油污浸染等，保护橡胶在特殊环境下的正常使用。叠层橡胶2与上支板1、下支板4用胶粘连成一体组成橡胶减震单元；垫铁底座5的两侧为斜面结构，中间为平面凹槽结构，在平面凹槽结构上安置橡胶减震单元；在平面凹槽结构的侧壁上设置有沟槽，沟槽与叠层橡胶2的下支板4突起进行紧密贴合，防止橡胶减震单元垂向位移；下支板4与垫铁底座5上设有螺纹孔，通过定位装置3将下支板4与垫铁底座5进行固定，防止橡胶减震单元发生水平移动。垫铁底座5两侧的斜面上安装有垫铁调整块7；调整螺栓8与垫铁调整块7端部通过螺纹相连接，通过旋转调整螺栓8带动垫铁调整块7在垫铁底座5的斜面上滑动，即可改变垫铁调整块7在垫铁底座5上的高度；距离传感器6设置在垫铁调整块7侧面，用测量垫铁底座5与调整螺栓8侧部挡板之间距离，根据直角三角形换算实时确定垫铁底座5的高度，通过斜坡把高度放大为更容易测量的水平长度；伺服驱动器与调整螺栓相连接，防止人手动调整的误差，根据距离传感器的数据使调整螺栓转动相应角度，精确调整垫铁的高度，可以实现机床调平的闭环调整。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明叠层橡胶剖视图。

其中，1上支板、2叠层橡胶(2-1保护层橡胶、2-2片状橡胶、2-3钢板)、3定位装置、4下支板、5垫铁底座、6距离传感器、7垫铁调整块、8调整螺栓、9伺服驱动器。

具体实施方式

本发明在安装时，(1)先旋转调整螺栓降低调整块的高度，使其低于上支板高度，垫铁安装时首先压到上支板，此时机床重量由叠层橡胶承载，机床重力压迫使叠层橡胶产生较小的变形，此时储存一定能量的橡胶可以起到衰减振动的作用；(2)在安装14天橡胶变形区趋于稳定后，旋转调整螺栓使调整垫铁提升高度，直到抵至床身下表面，此时叠层橡胶与调整块共同承受机床重量，由于刚度更大的调整块的止挡作用，可以防止机床产生的振幅过大或者垫铁高度随时间降低过多；(3)垫铁调整高度时，旋转调整螺栓改变垫铁调整块的高度，橡胶调整单元处于弹性变形阶段，可以自适应性从而与改变高度的垫铁调整块处于相同高度，从而实现垫铁高度的调整；(4)长时间使用后需要更换叠层橡胶时，只需旋转调整螺栓提升调整块高度，直到机床只由调整块承载时，旋出定位装置，取出并更换叠层橡胶，重复以上步骤即可；(5)设垫铁斜面的倾角为α，距离传感器距垫铁底座挡板之间的初始距离为L，那么垫铁的初始高度为Ltanα，作为伺服驱动器调整的依据。

采用以上设计方案，其优点是：

(1)采用高阻尼叠层橡胶，可以有效衰减环境振动，防止振动影响机床加工精度；

(2)叠层橡胶与调整块并联式支撑，提高了垫铁支撑刚度、阻尼，垫铁长时间使用后高度降低减小，承载的稳定性得到提升，防止机床床身倾斜；

(3)采用模块化设计，叠层橡胶隔振单元可以根据需求方便更换，更换的过程中垫铁不必取出；

(4)采用距离传感器实时准确检测垫铁高度，伺服驱动器精准调控垫铁高度，避免了反复调平从而大大减少机床调平的工作量。