簡易對刀儀的設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 簡易對刀儀的設(shè)計 摘 要 ： 為 滿足用戶對加工精度和效率越來越高的要求，很多數(shù)控機床生產(chǎn)廠家及用戶都希望在其機床上配備各種加工精度監(jiān)測設(shè)備，在機床上使用測量裝置進行自動測量，對刀具位置進行測量，并根據(jù)測量結(jié)果自動修正刀具的偏置量，使同樣的機床能加工出更高精度的零件。本文設(shè)計的就是一個能在簡易數(shù)控 鏜床 上使用的自動對刀儀 般對刀只需幾分鐘，而且對刀準(zhǔn)確，有信號顯示，使用非常方便，消除對刀者對刀的煩惱，提高數(shù)控 鏜 床加工效率，具有較高的實用價值。 關(guān)鍵詞 ： 對刀儀 ;刀補；數(shù)控 鏜 床 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 To of in in a C to of to to so to we in C to a be C By of of of NC 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 1 前言 2 2 國內(nèi)外對刀儀產(chǎn)品介紹 3 內(nèi)產(chǎn)品 3 外產(chǎn)品 3 3 簡易對刀儀的設(shè)計要求 3 4 整體方案的設(shè)計 4 案比較 4 案細化優(yōu)選 6 準(zhǔn)公差及配合的選用 7 準(zhǔn)公差 7 合 8 準(zhǔn)公差與配合的選用 8 準(zhǔn)制的選用 8 5 零部件設(shè)計 9 套的設(shè)計 9 承的設(shè)計 10 座的設(shè)計 12 座端蓋的設(shè)計 13 蓋的螺栓設(shè)計 14 柱的設(shè)計 14 計要求 14 計過程 15 長軸加工工藝 21 性滑套的設(shè)計 22 計要求 22 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 彈性導(dǎo)套的作用 22 彈性導(dǎo)套的設(shè)計程序與過程 23 彈性導(dǎo)套的作用 24 彈性滑套擰緊支塊的設(shè)計 24 位板的設(shè)計 24 計要求 24 計過程 24 6 傳動方案的設(shè)計 25 7 對刀儀的裝配 25 8 簡易對刀儀的使用說明 27 9 結(jié)論 27 參考文獻 28 致謝 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 前言 隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜和改型頻繁，單件和小批量產(chǎn)品占到 70%以上。而且當(dāng)產(chǎn)品改型時機床與工藝裝備均作較大的變換和調(diào)整，這就要求機床具有較強的適應(yīng)產(chǎn)品 變化的能力，數(shù)控機床應(yīng)運而生并且很快得到廣 泛的應(yīng)用 22。另一方面目前制造業(yè)正處于設(shè)備新老交替階段，經(jīng)濟型數(shù)控鏜 床和采用簡易數(shù)控裝置改造的普通設(shè)備的應(yīng)用非常廣泛，這些數(shù)控 鏜 床是使用最廣的數(shù)控機床，約占數(shù)控機床總數(shù)的 42%，是加工回轉(zhuǎn)類零件的主要設(shè)備，且多為開環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)濟實用。但是開環(huán)控制的簡易數(shù)控 鏜 床，由于不具備位置檢測功能，所以每次開機后，刀具距離機床零點的位置是隨機的，為了確定刀具 (起刀點 )在機床坐標(biāo)系中的位置，操作者只能通過試切用卡尺測量或通過刻度盤讀數(shù)，大概的確定刀具初始位置 15，即 實現(xiàn)所謂對零操作，從而獲取起刀點在機床坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)值。其次對于簡易數(shù)控 鏜 床刀架上安裝的多把刀具而言，由于刀具類型不同，有安裝時的隨機性，而且多把刀的刀尖位置不一致，需一把一把地去測量并 計算出刀補值，以便換刀時使程序能繼續(xù)運行加工合格的零件 。手動對刀特別麻煩且誤差大，對于需頻繁換刀的小批量工件的加工，更會增加大量占機試切工時，使加工效率大大降低，且不利于實現(xiàn)自動化加工，使數(shù)控機床的優(yōu)勢難以發(fā)揮。由于每把刀具的刀位點 (車刀刀尖 )在機床坐標(biāo)系中的位置是不同的，如果以對零操作時使用的刀具為標(biāo)準(zhǔn)，則其它刀具與標(biāo)準(zhǔn)刀 具刀位點之間存在一個相對位置偏差，即所謂刀補值，為了獲取加工程序中所需刀補數(shù)據(jù)，對刀架上的各刀具均需用對零操作相似的辦法進行操作 20。這樣就增加了許多人為因素，降低了加工精度和生產(chǎn)率 (尤其是形狀比較復(fù)雜，使用刀具較多的情況下 )，使數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢難以充分發(fā)揮。若使用對刀裝置，對出標(biāo)準(zhǔn)刀后，以后的刀具通過觸發(fā)對刀儀記錄相對于標(biāo)準(zhǔn)刀的位置偏差，便可得到各刀的刀補值，既準(zhǔn)確可靠，又很方便。對于產(chǎn)品更新頻繁，生產(chǎn)周期要求短的加工，更有必要使用對刀裝置。另一方面由于用戶對加工精度和效率的要求越來越高，很多數(shù)控機床生 產(chǎn)廠及用戶都希望在其機床上配備各種加工精度監(jiān)測設(shè)備，在機床上使用測頭進行自動測量，在加工循環(huán)中不需人為介入，直接對刀具尺寸及位置進行測量，并根據(jù)測量結(jié)果自動修正刀具的偏置量，使同樣的機床能加工出更高精度的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 零件 21。 2 國內(nèi)外對刀儀產(chǎn)品介紹 內(nèi)產(chǎn)品 目前，國內(nèi)比較成熟的數(shù)控 鏜 床的對刀儀器是手動對刀儀，當(dāng)?shù)毒吲龅綄Φ秲x的測頭時，對刀儀的信號指示燈亮，此時記錄下屏幕上的刀具坐標(biāo)即為刀具的真實坐標(biāo)。最后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)做簡單的運算，便能得到刀補值，如哈爾濱先鋒機電技術(shù)開發(fā)有限公司開發(fā)的 l 和 4M 電子對刀器，對刀簡單，直觀清晰，適合于數(shù)控車、銑、銼等機床。由于該系統(tǒng)利用機床數(shù)控系統(tǒng)實時坐標(biāo)顯示功能在機床上實現(xiàn)刀具的 工件直徑 )和 工件長度 )方向上的對刀，采用這種對刀器對刀時，機床主軸不必旋轉(zhuǎn)，所以操作簡單，有利于提高生產(chǎn)效率。因此，該對刀儀在對刀功能更為齊全的同時，又可以得到比較高的測量精度，另外對刀儀的安裝也比較方便。但該對刀儀的缺點也很明顯，對刀儀是靠三爪夾盤來固定的，這樣裝夾工件后便不能對刀，而且對完刀后還需將對刀儀取下，降低了工作效率 13。 外產(chǎn)品 目前，英 國、美國、德國、日本、瑞士和意大利等國均有多種型號的對刀儀產(chǎn)品。如德國的 美國的 司的產(chǎn)品，不僅能迅速進行瞄準(zhǔn)測量，而且能夠利用微機對刀庫進行管理?？傮w來說，國外數(shù)控 鏜 床的自動對刀儀的技術(shù)較成熟，但價格較高，與其它機床的匹配也比較專業(yè)，需要進行人員培訓(xùn)和專門的技術(shù)服務(wù)。而且也只是為數(shù)不多的大企業(yè)才能夠生產(chǎn)，如 :著名的英國雷尼紹公司，該公司的產(chǎn)品 主要 是一種電機驅(qū)動的全自動精密對刀儀，該對刀儀的重復(fù)定位誤差極小，所以每次對刀完畢，可將對刀臂打回原位，操作方便而且精度較 高其測量精度為 頭通過聯(lián)接臂和底座固定在機床主軸旁，測頭的垂直中心線分別與機床的 x、 z 軸平行。測量時移動刀架，當(dāng)?shù)毒叩牡都獠糠峙c測頭接觸時，測頭發(fā)出觸發(fā)信號，通過信號連接線觸發(fā)數(shù)控系統(tǒng)記下此時的刀具位置，然后通過相應(yīng)的測量軟件計算出刀具的固定補償值，并直接傳送至相應(yīng)的刀補單元。測量完畢后操作者即可使用該刀具進行力口工。該對刀儀還可以進行刀具破損檢測，刀具破損檢測功能能夠檢查刀具的長度，以確定刀具在最后一次設(shè)定后，是否有任何破損或裂紋 11。 3 簡易對刀儀的設(shè)計要求 簡易對刀儀的設(shè)計思路源于對 簡易 對刀儀的原理的理解和延伸，在此基買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 礎(chǔ)上就孕育了我 的設(shè)計。 簡易對刀儀的設(shè)計原理是抓住了對刀儀測量的是刀尖的最高點和刀尖的最大旋轉(zhuǎn)半徑原理，設(shè)計是在此基礎(chǔ)上利用兩個基面來確定刀尖的最高點和刀尖的最大旋轉(zhuǎn)半徑的，一個水平的高度基面和一個垂直的半徑基面；通過測量這兩個基面所移動的距離來計算出其他刀具相對于基準(zhǔn)刀的差值，以達到測量的目的。 簡易對刀儀的設(shè)計要求是根據(jù)其的使用環(huán)境（數(shù)控加工車間），加工制作條件和經(jīng)濟條件多方面的考慮，只要求其的測量精度達到 以采用數(shù)顯卡尺（數(shù)顯卡尺的測量精度為 千分表配合使用。使用環(huán)境在刀尖高度方面的尺寸要求相對于刀尖半徑方面的尺寸要低些，因此，刀尖半徑方面的尺寸測量加一個千分表作精確測量，全能夠滿足使用要求。 4 整體方案的設(shè)計 方案一： 雙 圓導(dǎo)柱式 方案二： 單 圓導(dǎo)柱式 1） 對稱式 1 ） 普通圓導(dǎo)柱式 2） 單邊式 2 ） 雙削邊圓導(dǎo)柱式 4 1 方案比較 方案一如圖所示： 圖 1 雙圓導(dǎo)柱式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 案一中 的 對稱式把測量半徑的量具兩邊都固定死了，一防止了滑套的轉(zhuǎn)動，二防止了出現(xiàn)自由誤差（由于測量半徑的量具兩邊都固定了，上下滑動時，兩滑套隨便怎么傾斜，量具都是水平的，出現(xiàn)的誤差是一個系統(tǒng)誤差，是可以確定的），但由于是固定死的，不能轉(zhuǎn)動，上面的量具就必須向上移動很長一段距離才能把刀具放得下去，這樣就增加了圓導(dǎo)柱的加工難度，那樣的圓導(dǎo)柱是一跟細長軸，既要保證圓柱度，又要保 證垂直度，是很難達到加工要求的。 單邊式的是讓上滑套在同一邊兩個并排的一大一小的導(dǎo)柱上滑動，下滑套是在大導(dǎo)柱上滑動，同時還固定了小導(dǎo)柱，這樣就延續(xù)了雙圓導(dǎo)柱防止出現(xiàn)自由誤差的優(yōu)點。上下滑套可同時繞大導(dǎo)柱轉(zhuǎn)動，這樣就防止了量尺與刀具的干涉，方便了放刀，把普通圓導(dǎo)柱的優(yōu)點也結(jié)合起來了，同時也出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動的不確定性，為防止這一點，我們在底座上加了一個定位裝置 中心定位裝置，解決了普通圓導(dǎo)柱很難確保量具過刀具中心的確定，相對精度有所提高。由于可以轉(zhuǎn)動了，導(dǎo)柱的高度也就降下來了，比對稱式節(jié)約材料，而且精度也高些。由于 滑套又出現(xiàn)了既要轉(zhuǎn)動又要滑動，滑套又繼續(xù)采用了滾針式配合接觸，無形之中又增加了加工難度和裝配難度 3。 雙圓導(dǎo)柱式的結(jié)構(gòu)把自由誤差轉(zhuǎn)變成了系統(tǒng)誤差，測量精度有所提高，加工也比較容易，裝配時相對較復(fù)雜些。 方案 二 如圖所示： 圖 2 單圓導(dǎo)柱式 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 方案 二 中普通圓導(dǎo)柱式容易加工，易保證加工精度，裝配容易，能很好的達到配合要求。但由于考慮要放刀具下去，因此就要求圓導(dǎo)柱上滑套必須能夠轉(zhuǎn)動，同時又要考慮 到還要上下滑動，所以滑套與導(dǎo)柱的配合要求就很高，采用滾針式接觸（價格低廉）或者是直線式軸承套（價格比較貴）能解決配合問題，滾針式接觸能達到配合要求而且價格便宜，所以采用后者。由于這樣導(dǎo)致上面的滑套容易轉(zhuǎn)動，而且同時必須轉(zhuǎn)動一定角度才能把刀具放下，因此準(zhǔn)確固定上增加了難度，這樣就很難保證測量工具與刀具的中心在一條線上，測量比較困難，而且測量精度比較低 10。 雙削邊圓導(dǎo)柱式解決了普通圓導(dǎo)柱上的滑套會轉(zhuǎn)動的問題，由于只要求上下滑動，所以不要用滾針式接觸了，也就簡化了裝配，同時，它與底座的配合是一個普通圓柱和雙 削邊圓柱組合的臺階式軸，容易保證測量工具與刀具的中心在一條線上，而且也容易讓上面的測量工具偏轉(zhuǎn)一個角度，只要稍微提起導(dǎo)柱，旋轉(zhuǎn)180度，就可以把刀具放下，但這樣也就要求雙削邊圓導(dǎo)柱與底座的配合要求相當(dāng)高，相對普通圓柱式的加工就困難多，而且由于加工精度要求比較高，那些與之配套的滑套孔就很難達到加工要求，明顯就增加了成本。 單圓柱式的外型簡單，容易裝配，加工時易保證各方面的加工尺寸要求，但是裝配以后，上滑套移動后，隨時都有一個傾斜的角度，而且這個角度是在變化的，有時可能上抬，有時也可能是下降，造成自由誤差太大， 對測量精度影響大。 4 2 方案細化優(yōu)選 軸承與刀套的配合：軸階式的和階梯式的 圓導(dǎo)柱：普通圓柱型和削邊圓柱型 底座：圓導(dǎo)柱單邊分布型和對稱分布型 滑套：彈性滑套和嵌滾針滑套 數(shù)顯卡尺安放：測量半徑和測量高度的數(shù)顯卡尺 測量精度的提高：數(shù)顯卡尺和千分表配合使用 通過對各部分細化優(yōu)選，并對一些局部零件進行修改以及裝配方法的改變，使得整體方案達到了一種最優(yōu)搭配，得出整體方案的草圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 圖 3 整體方案草圖 整體方案中可以看出，綜合了幾種方案的優(yōu)點，軸承與刀套采用的是階梯式的安裝方式，這是考慮到實驗室的實際加工條件，一次性鏜孔太深會出現(xiàn)一定的錐度，有可能使下面的軸承放不到位，做成階梯式的就減少了這種可能；采用了單圓導(dǎo)柱和雙圓導(dǎo)柱相結(jié)合的優(yōu)點，外加了一個提高測量精度的千分表配合使用；為了提高底座的平穩(wěn)性，采用了支出塊對稱分布；為防止滑套可能會卡死，采用了彈性滑套，還防止了滑套與導(dǎo)柱之間出現(xiàn)較大間隙，盡可能的達到無間隙配合；為了使用起來方便點，采用了測量半徑的數(shù)顯卡尺反裝，這樣就不需要轉(zhuǎn)動卡尺，就可以放 下刀具，減少了因轉(zhuǎn)動帶來的不定定位誤差 9。 此外，考慮到右邊的小導(dǎo)柱很容易發(fā)生位置偏移，因此在后面的設(shè)計中加了一塊用于限位的限位板。 準(zhǔn)公差及配合的選用 準(zhǔn)公差 定 標(biāo)準(zhǔn)公差等級代號用符號 如 其與代表基本偏差的字母一起組成公差帶時，省略 母，如 B/00 20個標(biāo)準(zhǔn)公差等級：基本尺寸大于 500 3150規(guī)定了 18 個標(biāo)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 準(zhǔn)公差等級 8。 合 定配合用相同的基本尺寸后跟孔、軸公差帶表示孔、軸公差帶寫成分?jǐn)?shù)形式，分?jǐn)?shù)為孔公差帶：分母為軸公差帶，例如 52H/2 配合分基軸制配合 和基孔制 配合：如有特殊要求， 容許將任一孔、軸公差組成配合，無論基孔制配合還是基軸制配合，都有間隙配合、過渡配合和過盈配合三類。 準(zhǔn)公差與配合的選用 公差 與配合的選用不僅關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，而且關(guān)系到產(chǎn)品的制造和生產(chǎn)成本。選用公差和配合的原則應(yīng)為：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的 前提下盡量可能便于制造和降低成本，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果，選用公差與配合的方法大體可歸納為類比法、計算法和實驗法三種，類比法又稱“先例法”、“對照法”，它是以類似的機械、機構(gòu)、零部件為參照對象，在功能、結(jié)構(gòu)、材料和使用條件等方面與所要設(shè)計的對象進行對比后，確定公差與配合的方法。計算法是按照一定的理論和公式通過計算確定公差和配合的方法。我國已將尺寸鏈的計算和選用（見 5847,過盈配合的計算和選用（見 5371行了標(biāo)準(zhǔn)化。間隙配合計算以及計算機輔助公差設(shè)計（含優(yōu)化設(shè)計 、并行設(shè)計）等方法也日趨成熟，但尚未制定標(biāo)準(zhǔn)和推廣。實驗法是通過實驗確定公差和配合的方法。以往常用比較古老的方法進行實物實驗，現(xiàn)在由于科學(xué)技術(shù)和計算機的發(fā)展，各種模擬、仿真等先進方法也應(yīng)用而生 12。 準(zhǔn)制的選用 基準(zhǔn)制的選用應(yīng)從結(jié)構(gòu)、工藝、經(jīng)濟等方面綜合考慮。 出：一般情況下優(yōu)先選用基孔制配合，如有特殊需要，容許將任一孔、軸公差帶組成配合。之所以提出優(yōu)先選用基孔制配合，主要出自工藝、經(jīng)濟的考慮一般中等尺寸有較高公差等級要求的孔，常用定植刀具（如鉸刀、拉刀等 ）加工，用定植量具 （如光滑極限量規(guī)）檢驗，如用基孔制配合，既可減少定值刀、量具的品種，又利于提高效率和保證質(zhì)量。 基準(zhǔn)制的選用與使用要求無關(guān)，主要從結(jié)構(gòu)、工藝和經(jīng)濟幾方面來考慮 7。 1 、 一般情況下有限使用基孔制。 如果對基本尺寸相同的孔和軸，給定的公差值相同，這時孔比軸的加工要困難。當(dāng)采用基孔制時，可以減少定值刀具、量具的67紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 規(guī)格數(shù)量，有利于刀、量具的標(biāo)位化、系列化。 2 、 與標(biāo)準(zhǔn)件配合時 ，配合制的選擇通常依標(biāo)準(zhǔn)件而定。 如與滾動軸承內(nèi)圈相配的軸選用基孔制，與滾動軸承外圈配合的孔選用基軸制。 3 、 為了滿足配 合的特殊要求，允許采用混合配合。 5 零部件的設(shè)計 套的設(shè)計 刀套的尺寸是由刀具錐柄的尺寸得來的（型號： 1。 如圖示刀具錐柄為銑床用標(biāo)準(zhǔn)刀具錐柄，最大圓面為： 錐面的長度為： 度為 7： 24，刀具錐柄下面還有一段拉釘伸出的長度為： 35 由圖示尺寸和考慮到要保證刀套的強度而得出的刀套壁厚大于 105于還要考慮到轉(zhuǎn)動，刀套還得與軸承配合，我們就選用了 450內(nèi)徑的軸承，于是就有了如圖示的刀套 尺寸。 圖 4 刀具錐柄圖 of 5 拉釘圖 of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 圖 6 刀套圖 of an 承的設(shè)計 滾動軸承的代號 滾動軸承代號有基本代號、前置代號和后置代號組成，用字母和數(shù)字表示。 本代號用來表示軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列和類型 1）軸承的內(nèi)徑用基本代號 右起第一、二位數(shù)字表示，對常用內(nèi)徑 d=20480徑一般為 5的倍數(shù)，如 04表示 d=20徑 10125 17徑代號一次為 00、 01、 02和 03. 2）軸承的直徑系列，用基本代號右起第三位數(shù)字表示，直徑系列代號有 7、 8、9、 0、 1、 2、 3、 4、 5。對應(yīng)于相同內(nèi)徑軸承的外徑尺寸依次遞增。 3）軸承的寬度系列用基本代號右起第四位數(shù)字表示，當(dāng)寬度系列為 0 系列時，對多數(shù)軸承在代號中不標(biāo)出寬度系列代號 0，但對于調(diào)心滾子軸承和圓錐滾子軸承寬度系列代號 0應(yīng)標(biāo)出 4。 置代號 1）軸承的公差等級分為 2級、 4級、 5級、 6級和 0級，共六個級別，依次由高級到低級，其代號分別為 /、 /、 /0。公差等級中， 60級為普通級，在軸承代號中標(biāo)出。 2）常用的軸承徑向間隙系列分為 1 組、 2 組、 0 組 、 3 組、 4 組和 5 組，共 6 咯組別，徑向游隙依次由小到大。 0組游隙是常用的游隙組別，在軸承代號中不標(biāo)出，其余的游隙組別在軸承代號中軸承代號中分別用 /、 /、 / 置代號 軸承的前置代號用于 表示軸承的分部件，用字母表示，如用 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 如 30209 表示內(nèi)徑為 45錐滾子軸承，尺寸系列為 02，正常結(jié)構(gòu)， 0級公差， 0組游隙。 如 30212 表示內(nèi)徑為 60錐滾子軸承，尺寸系列為 02，正常結(jié)構(gòu)， 0級公差， 0組游隙。 角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的比較： 角接觸球軸承：可同時承受徑向和軸向載荷，限制一個方向的軸向位移，根據(jù)轉(zhuǎn)速高，適宜于承受徑向和軸向載荷的聯(lián)合載荷，通常成對使用，接觸角大時可 承受的軸向載荷也較大。 圓錐滾子軸承 ： 30000 型可承受以軸向載荷為主的軸向和徑向聯(lián)合載荷， 31000型可承受以軸向載荷為主的軸向和徑向聯(lián)合載荷，限制一個方向的軸向位移，極限轉(zhuǎn)速中，可分別安裝內(nèi)圈和外圈，在安裝和使用中，可調(diào)整徑、軸向游隙，常用于轉(zhuǎn)速不太高，剛性好，徑向和軸向載荷較大的軸，常成對使用。 選擇滾動軸承類型時，應(yīng)考慮的因素： 1） 軸承所受載荷的大小和方向（徑向、軸向或既有徑向又有軸向的聯(lián)合載荷） 2） 軸承載荷的性質(zhì)（固定、動或沖擊載荷） 3） 工作環(huán)境（溫度和濕度等）和軸承轉(zhuǎn)速。 4） 對軸承剛性的要求（預(yù)緊以增加軸承部件的剛度） 5） 調(diào)心性能的要求（軸 的軸線 和殼體孔的軸線的同軸度） 6） 軸向位移的要求（固定支撐或游動支撐 ） 7） 要求軸承工作時振動小，噪聲低和安裝維修方便等。 試選擇圓錐滾子軸承，已知軸頸直徑 d=45速小于 100r/承的工作溫度 t 50C，載荷有輕微沖擊，要求軸承的使用壽命為 L=10年 =87600 小時 1) 按題意試選 30205 型軸承 2) 選角度 參考資料： 機械設(shè)計 第七版 濮良貴 紀(jì)名剛主編 高等教育出版社 由上述參考資料 3要性能和特點 查得 =18 3)求 F 。 F/ F= = F=5 =r =5 =)求比值 : F/ 考資料： 簡明機械設(shè)計手冊 唐金松主編 第二版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 由上述資料 表 15錐滾子軸承（ 297 查得： e= F/ e 可查的 Y= 機械零件 表 3向動載荷系數(shù) X 和軸向動載荷系數(shù) Y 查得： X=)初步計算當(dāng)量動載荷 P，根據(jù)： P= F) 由 機械零件 表 3荷系數(shù) 得 取 ）根據(jù)式： 由 簡明機械設(shè)計手冊 =10/3 7） 根據(jù) 機械零件 314 頁表 13：當(dāng)量動載荷 P=)驗算 30204 軸承的壽命，根據(jù)： 約等于預(yù)期計算壽命 故可采用 30204型號軸承 24 座的設(shè)計 底座的尺寸是由刀套與軸承的配合得來的。 上面已經(jīng)有刀套和軸承的基本尺寸以及零件圖，刀套和軸承配合起來的組合件的外形尺寸就決定了底座的內(nèi)孔尺寸，因為二者配合一種緊配合；刀套和軸承配合的最大外徑加上留出的壁厚，螺釘直徑和強度余量，得出底座的基本尺寸。底座的支出塊尺寸是由整體方案中量具的安放位置和滑套的尺寸來確定（在此待定，只定大概外形）。 底座的外形是由整體方案得來的。 基本尺寸與整體方案要求結(jié)合起來定下底座的基本外形，由上面的尺寸和整體方案可一確定底座的外形，支出塊的外形在整體方案中就已經(jīng)選擇了，其 具體的尺寸由導(dǎo)柱和滑套的具體裝配尺寸來確定。 1060 6 6 0 10 6 )(6010 6 h h 006010( )( 3/106 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 圖 7 底座圖 4 底座端蓋的設(shè)計 參考資料：機械設(shè)計 課程設(shè)計圖冊 龔溎義主編 第三版 高等教育出版社 2 具體參考在機械設(shè)計 課程設(shè)計圖冊 軸承端蓋結(jié)構(gòu)（ 6） 由于底座的錐套伸出底座的上表平面，故端蓋必須采用中間空的環(huán)行端蓋，即如圖 8所示： 參考機械設(shè)計 課程設(shè)計圖冊 6） 圖中各尺寸的確定： e = 1.2 6 = 在（底座端蓋的螺栓設(shè)計）中設(shè)計 由于 m 10 故選用 m=10于 8選用 于 9 5 （見機械零件手冊 由于 +（ 5 因為 D=110 以 10+（ 5 6=140 143 40于 ()= (140+110)=125文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 圖 8 底座端蓋圖 of of 蓋的螺栓設(shè)計 參考資料：機械零件手冊 周開勤主編 第五版 高等教育出版社 根據(jù)底座端蓋的直徑為 40蓋，厚度選擇 5783 螺栓的尺寸數(shù)據(jù)由 機械零件手冊 級。 （ 5783查得：（螺栓圖在 機械零件手冊 的 ） L=20 a=3 k=4 d=6 k=3 C= r= e=12 S=10 =30 柱的設(shè)計 計要求 幾何精度，即導(dǎo)向精度，也就是運動直線度和回轉(zhuǎn)精度，直線 度為 柱度為 運動精度：一是運動的平穩(wěn)性，低速沿著導(dǎo)柱爬行，垂直度為小于 絲； 二是定位精度（線定位），沿直線爬行，不沿圓柱轉(zhuǎn)動，即沿圓柱的425買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 轉(zhuǎn)動值為 0。 具有足夠的承載能力和剛度，使用壽命為 10年； 結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，便于調(diào)整和維修； 具有良好的潤滑和防護裝置。 材料選擇： 應(yīng)具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小、動靜摩擦系數(shù)??； 加工和使用時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，尺寸穩(wěn)定性好等性能。 設(shè)計程序和內(nèi)容： 根據(jù)工作條件、負載特點，確定導(dǎo)柱的類型，截面形狀和結(jié)構(gòu)尺寸； 進行導(dǎo)柱的力學(xué)的計算，選擇導(dǎo)柱的材料，表面精加工和熱處理方法以及摩擦面硬度匹配； 設(shè)計導(dǎo)柱的配合間隙和預(yù)加負荷調(diào)整機構(gòu)； 設(shè)計導(dǎo)柱的潤滑方法及防護措施； 制定導(dǎo)柱的精度和技術(shù)條件。 計過程 大導(dǎo)柱的作用： 使彈性滑套在大導(dǎo)柱上上下滑動，以便帶動安裝在大導(dǎo)柱上滑套游標(biāo)卡尺的滑動，從而測量出刀具的高度和半徑 23。 小導(dǎo)柱的作用： 一根為防止安裝在大導(dǎo)柱上的上下兩個彈性滑套繞大導(dǎo)柱轉(zhuǎn)動的導(dǎo)柱，另外一根則是安裝千分 表的彈性導(dǎo)套的導(dǎo)柱，以便使安裝千分表的導(dǎo)套自由的上下滑動。 普通滑動導(dǎo)軌的主要特點： 用維修方便； 命低，運動精度不穩(wěn)定。 截面的設(shè)計： 根據(jù)運動是垂直水平面，因此采用圓截面的導(dǎo)柱。 其特點及應(yīng)用：制造簡單，內(nèi)孔可研磨，外圓可采用磨削可達到配合精度，磨損不能自動調(diào)整間隙；主要用于軸向載荷場合。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 兩根平行的圓柱： 制造工藝性，導(dǎo)向性好；主要用于輕型機械或者受軸向力的場合。 導(dǎo)柱材料的選擇： 由于導(dǎo)套要上下滑動，因此要求導(dǎo)柱具有一定的硬度，故 采用 導(dǎo)柱的熱處理： 重要導(dǎo)柱在粗加工之后就要進行一次時效處理； 高精度導(dǎo)柱一般在半精加工之后就還要進行二次時效處理。 常用導(dǎo)柱淬火方法有： 頻淬火，淬硬層深度（ 12度（ 4550 火硬度層深度（ 微硬度為 600種方法這樣要用于大型導(dǎo)軌。 表面粗糙度： 1. 刮研導(dǎo)柱： 具有接觸好，變形小，可以存油，外觀美等優(yōu)點，但勞動強度大，生產(chǎn)率低，主要用于高精度導(dǎo)柱。刮研導(dǎo)柱面每 25 25 積內(nèi)的接觸點數(shù)見表： 表 1 刮研導(dǎo)柱面接觸點數(shù)表 to to to to 型 滑動導(dǎo)軌寬度 250 滑動導(dǎo)軌寬度 250 高精度型級 高精度型級 25 30 16 20 16 20 20 25 精 密型 16 20 13 16 普通型 10 13 8 10 生產(chǎn)率高，是加工淬硬導(dǎo)軌唯一方法，磨削導(dǎo)軌表面粗糙度（ 應(yīng)達到的要求見表 12： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 表 2 磨削導(dǎo)柱表面粗糙度表 to to a of 導(dǎo)軌類型 中小型 大型 重型 高精度型級 高精度型級 高精度型級 高精度型級 精密型 密型 普通型 通型 磨削導(dǎo)軌面的接觸指標(biāo)（ %） 表 3 導(dǎo)軌面接觸指標(biāo) to in 動導(dǎo)軌類型 全長上 全寬寬 80 75 70 70 60 50 高精度型 精密型 普通型 導(dǎo)柱的許用壓強分析 導(dǎo)柱的壓強是影響導(dǎo)柱耐磨性和接觸變形的主要因素之一。設(shè)計導(dǎo)軌時將壓強取得過大，則會加劇導(dǎo)柱的磨損；若取得過小，又會增大尺寸。因此，應(yīng)根據(jù)具體情況，適當(dāng)?shù)倪x擇壓強的許用值。重型和精密型的壓強可取得小些；中等普通型的壓強應(yīng)取得大些；通用型的許用壓強（專用的許用壓強比表中的數(shù)值減少25%30%）見表： 表 4 導(dǎo)柱許用壓強 to 軌類型 平均壓強 （ 主運動和滑動速度較大的圓導(dǎo)柱直徑 D 300 主運動和滑動速度較大的圓導(dǎo)柱直徑 D 300 主運動和滑動速度較小的圓導(dǎo)柱直徑 D 300 主運動和滑動速度較小的圓導(dǎo)柱直徑 D 300 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 壓強的分布與假設(shè)條件： 影響導(dǎo)柱的壓強分布的因素很多，情況復(fù)雜，為了便于進行工程設(shè)計，進行如下假設(shè)： 導(dǎo)柱的接觸變形和壓強按線性分布，在寬度上視為均布，通常按壓強線性分布計算的較多。 剛度較低時，在確定導(dǎo)柱壓強時就應(yīng)同時考慮導(dǎo)柱本身的彈性變形和導(dǎo)柱面的接觸變形，壓強不是線性分布，最大壓強和平均壓強之比可達到 23倍或更多。 導(dǎo)柱的受力分析： 導(dǎo)柱上所受的外力包括： 可動部件的重量，牽引力和轉(zhuǎn)動力，這些外力使各支撐導(dǎo)柱面產(chǎn)生支反力和支反力矩，牽引力、支反力和支反力矩都為未知，一般可用靜力平衡方程求出，也可根據(jù)接觸變形的條件建立附加方程求各力。 導(dǎo)柱壓強的計算： 平均壓強的計算 為 各導(dǎo) 柱面上的反力（ N） ; a 、 b 、 c 、 c 為各導(dǎo)柱面上的寬度（ ; P。 壓強按線性分布時最大壓強的計算： a 、 b 、 c 、 c 為各導(dǎo)柱面上的寬度（ ; ; P用平均壓強（ 。 壓強按線性分布時最大壓強的計算： 當(dāng) 時（ 主導(dǎo)柱面上的最大壓強 平均 + 時，不采用輔助導(dǎo)柱，主導(dǎo)柱面 A B C C 61文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 上的壓強 最大 來計算。當(dāng) 采用輔助導(dǎo)軌 時，則需要分別計算主導(dǎo)柱面和輔助導(dǎo)柱面的最大壓強。 公式： 式中 ： K N)。 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 ： 大導(dǎo)柱： a) 長 度的設(shè)計： 由于導(dǎo)柱要插入底座而且保證不動，因此采用插入底座的深度為 35根據(jù)最短的刀具從錐柄到刀尖的最大值為 300導(dǎo)套的高度為 50 測量時由于測量半徑的數(shù)顯游標(biāo)卡尺需要往上移動 51座錐柄高出底座 且留出一定的余量，所以此軸的 長度設(shè)計為 480 b) 導(dǎo)柱的直徑與公差的設(shè)計 : 根據(jù)參考資料： 互換性與技術(shù)測量 第四版 中國計量出版社 廖念釗等編，第 21 頁表 1孔常用、優(yōu)先配合和第 29 頁表 1先配合選用說明導(dǎo)柱直徑為 25 的尺寸段（ 35）導(dǎo)柱采用 過盈配合（基孔制）25H7/等壓入配合適用于一般剛件，用于鑄鐵件可得到最緊的配合，由 互換性與技術(shù)測量 第 19 頁表 1準(zhǔn)公差數(shù)值，第 14 頁表 1本尺寸至 500國標(biāo)軸的基本偏差，第 16 頁表 1本尺寸至 50025H7/孔 ： 孔的尺寸為： 25 軸： 軸的尺寸為： 25 用來使得導(dǎo)套滑動的尺寸段（ 445）導(dǎo)柱采用間隙配合（基孔制）24H7/隙很小的滑動配合，用于不希望自由轉(zhuǎn)動，但可以自由移 并精密配)a 平均 21)( m a xm a x m 平均買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 合定位的配合；也可以用于要求明確的定位配合，由參考資料 互換性與技術(shù)測量 查得： 動和滑動 孔： 孔的尺寸為： 軸 ： 軸的尺寸為： 由于大導(dǎo)柱是用于導(dǎo)套的 滑動，即是 導(dǎo)軌（柱），因此，表面粗糙度要求較高，根據(jù)參考資料： 機械設(shè)計手冊 3 第二版 聞邦椿 主編 機械工業(yè)出版社 的第 28 軌的技術(shù)要求 面粗糙度查得大導(dǎo)柱直徑為 24 的尺寸段（長度為 345用表面粗糙度為 徑為 25 的尺寸段（長度為35 底座采用過盈配合，所以采用表面粗糙度為 由于上滑導(dǎo)在大導(dǎo)柱上滑動，因而要求有很高的精度，從而可保證上導(dǎo)套在 大導(dǎo)柱上自由的滑動，故大導(dǎo)柱 (圓軸 )采用同軸度為 此 外，為了方便限位板的安裝，在導(dǎo)柱的上端做成一處突起，用以安放限位板。 圖 9 大導(dǎo)柱 圖 of 導(dǎo)柱： 小導(dǎo)柱的設(shè)計方法與大導(dǎo)柱一樣，只是所設(shè)計的尺寸有所不同，并且，小導(dǎo)柱為兩件，兩件的尺寸完全一樣。 c) 長度的設(shè)計： 由于導(dǎo)柱要插入底座而且保證不轉(zhuǎn)動，因此采用插入底座的深度為 35根據(jù)最短的刀