機(jī)械式測(cè)刀儀設(shè)計(jì)
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目 錄
一、課題名稱……………………………………………………………3
二、本課題設(shè)計(jì)來(lái)源及目的與要求……………………………………3
三、設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………………3
1、確定主參數(shù)………………………………………………………3 2、確定機(jī)械測(cè)刀儀方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………5
3、垂直導(dǎo)軌的比較設(shè)計(jì)及方案確定………………………………6
4、具體的零件設(shè)計(jì)…………………………………………………6
四、機(jī)械測(cè)刀儀安裝工藝………………………………………………12
五、總結(jié)…………………………………………………………………13
摘要：
加工中心等多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工機(jī)床已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械加工的各個(gè)領(lǐng)域，作為加工中心的主要輔助設(shè)備——測(cè)刀儀已廣泛地與加工中心配套使用。本文論述了機(jī)械式測(cè)刀儀設(shè)計(jì)過(guò)程中零部件設(shè)計(jì)方案的比較和零件設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程。
關(guān)鍵詞：機(jī)械式側(cè)刀儀 設(shè)計(jì) 裝配
Summary :
Machining center,etc. numerical control that many axle link process lathe apply machined all field to widely already, as the main auxiliary equipment of the machining center - -Examine one one hundred sheets of appearances to already widely use with the machining center together. This text expound the fact machinery type examine one hundred sheetses of appearance design process spare part comparison and part of design plan design the course calculated.
Keyword: Machinery type side knife appearance Design Assembly
機(jī)械測(cè)刀儀設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
一、課題名稱：
機(jī)械式測(cè)刀儀的設(shè)計(jì)
二、本課題設(shè)計(jì)來(lái)源及目的與要求
1、任務(wù)來(lái)源：
三軸聯(lián)動(dòng)加工中心類機(jī)床作為現(xiàn)代化的機(jī)械加工設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工的各個(gè)領(lǐng)域，包括機(jī)床、模具、汽車、航空航天等等。作為加工中心的主要輔助設(shè)備———測(cè)刀儀已廣泛地與加工中心配套使用。其作用是測(cè)量加工中心類機(jī)床所用刀具的切削刃跳動(dòng)與刀具分別裝在刀柄上后，各把刀具的長(zhǎng)短差值等，以提高零件的加工精度，節(jié)約機(jī)床的加工時(shí)間。目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的是數(shù)控光學(xué)測(cè)刀儀，精度高、價(jià)格貴。作為一般精度的加工，機(jī)械式測(cè)刀儀也有一定的應(yīng)用。
我校在先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，購(gòu)進(jìn)了美國(guó)HAAS公司的VF-3立式加工中心，目前尚未配備數(shù)控光學(xué)測(cè)刀儀，鑒于以教學(xué)為主、滿足一般精度零件的加工的需要，及原理展示的教學(xué)需要，擬定此題目。
2、目的：
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的綜合練習(xí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們綜合運(yùn)用已學(xué)到的知識(shí)，結(jié)合實(shí)踐培養(yǎng)自己的設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新能力。通過(guò)該題目的設(shè)計(jì)，使我們運(yùn)用已學(xué)過(guò)的高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析，先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造方法等專業(yè)技術(shù)知識(shí)，利用AutoCAD/PROENGINEER等軟件與手工繪圖相結(jié)合，完成我校先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)室調(diào)整數(shù)控刀具用的機(jī)械式測(cè)刀儀的設(shè)計(jì)。
通過(guò)實(shí)用工程的設(shè)計(jì)使我們掌握工程設(shè)計(jì)的基本步驟和方法，為將來(lái)從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3、要求：
設(shè)計(jì)繪制了機(jī)械測(cè)刀儀的給定的的七套圖紙，一套裝配圖、六套零件圖、以及零件和裝配的技術(shù)要求、裝配工藝、文件目錄等。
三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1、確定主參數(shù)
我校購(gòu)進(jìn)的美國(guó)HAAS公司的VF-3立式加工中心，其行程（1016x508x635mm），工作臺(tái)（1219x457mm），定位精度-0.0051~+0.0051mm，重復(fù)精度-0.0025~+0.0025mm，使用標(biāo)準(zhǔn)的BT40錐度的刀柄，提供20刀位刀庫(kù)，這里采用BT40xSOM6-60，其標(biāo)準(zhǔn)配置最大刀具直徑為全裝D=160mm. L=152.4.mix=60mm,max=250mm,最大高度行程H=60~250mm,所以可以確定滑臺(tái)的水平行程為d=0~80mm+(5~10)mm和滑塊的高度行程 h=60-(5~10)mm~250+(5~10)mm.見(jiàn)圖2, 刀柄尺寸圖見(jiàn)圖1:
圖1 刀柄尺寸圖
Dmin=4mm、Dmax=160mm、Hmin=60mm、Hmax=250mm
圖2
2、確定機(jī)械測(cè)刀儀方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)械測(cè)刀儀器底座的作用是安裝主軸，再在主軸上安裝刀柄和刀具。當(dāng)測(cè)刀儀在測(cè)量刀具時(shí)由于刀尖部位與千分表指針（垂直和水平方向）并不會(huì)時(shí)刻在同一水平線上，所以必須設(shè)計(jì)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，（主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可以與滾動(dòng)軸承配合）從而帶動(dòng)刀柄（刀尖）的轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在同一水平線上。手輪跟蝸桿連接，并使蝸桿隨著手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)蝸輪，與蝸桿配合，使其隨著蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并把主軸安裝在蝸輪上，在蝸輪上設(shè)計(jì)一個(gè)鍵槽與主軸配合。所以，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)就可以全靠手輪的搖動(dòng)。
刀尖可以隨著手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，所以我們總能使刀尖定位在某一固定的水平方向線上，（該方向線與水平千分尺指針在同一垂直面上，并通過(guò)主軸圓心）； 在垂直方向線上，千分表指針只要對(duì)準(zhǔn)這一固定的水平方向線就行了；我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候只要保證垂直滑座只可以在垂直方向上上下移動(dòng)，在Y軸其他方向上限制就行了，只保留一個(gè)自由度。
同時(shí)，由于刀具直徑都不一樣，所以在固定的水平方向線上，必須保證千分表指針能移動(dòng)，其移動(dòng)范圍為（d=0~80+(5~10)mm）；所以必須設(shè)計(jì)一個(gè)能橫向移動(dòng)的水平導(dǎo)軌座帶動(dòng)（水平滑座，垂直導(dǎo)軌，垂直滑座）來(lái)保證指針的移動(dòng)。
這樣，測(cè)量刀具刀尖的時(shí)候就可以在兩個(gè)方向上進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而有效的進(jìn)行測(cè)量。
具體結(jié)構(gòu)參考圖3。
圖3
1 滑塊 2 立柱 3 滑臺(tái) 4 底座 5 水平導(dǎo)軌座 6 水平導(dǎo)軌 7 主軸壓蓋
8 蝸桿 9 蝸輪 10 擋圈 11 軸承 12 刀柄套 13 刀柄 1 4 刀具 15 千分表
3、垂直導(dǎo)軌的比較設(shè)計(jì)及方案確定：
在設(shè)計(jì)垂直導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)時(shí)所考慮到的有下面三種方案：
方案一：
如圖4所示，1所示部分為扁平形狀，其它形狀均為圓形，其側(cè)面圖見(jiàn)2部分，1部分將與水平滑座配合，它的形狀決定了該垂直導(dǎo)軌將不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。但因?yàn)槠湫螤畹奶厥庑裕瑳Q定了水平滑座內(nèi)孔的特殊性。
方案二：
如圖5所示，固定塊通過(guò)開(kāi)曹防脫螺釘與該垂直導(dǎo)軌在3部分相連接，3部分為正方形，見(jiàn)側(cè)面圖4部分，該設(shè)計(jì)同樣考慮到其他部分均為圓形的情況下，保證了該垂直導(dǎo)軌不會(huì)因此而轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣的，固定塊內(nèi)孔也必須設(shè)計(jì)成與3部分配合的正方形。
方案三：
如圖6所示，5所示部分為扁形，其側(cè)面圖見(jiàn)圖6部分，其它部分均為圓形，6部分的形狀同樣具有上面兩種方案的功能，保證垂直導(dǎo)軌不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
最后我們選擇了方案三，方案二和三與水平滑座的連接是一樣的，雖然其1部分都是圓形，但都有其它措施保證了設(shè)計(jì)要求，即保證垂直導(dǎo)軌不轉(zhuǎn)動(dòng)。不同的是兩者與固定塊的連接方法，方案二中的垂直導(dǎo)軌加工復(fù)雜，不及方案三簡(jiǎn)單；方案一和三，其1部分和5部分不一樣，從節(jié)省材料方面來(lái)看，方案三更節(jié)省。同時(shí)方案一對(duì)水平滑座的內(nèi)孔有要求，須與方案一配套，這樣對(duì)水平滑座的設(shè)計(jì)加工要求更復(fù)雜；而方案三只要求與之配合的垂直導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌的內(nèi)孔為圓形就行了；另一方面，方案中的5部分必須與滾花螺釘反復(fù)緊固，這樣一來(lái)，5部分就會(huì)產(chǎn)生變形，垂直導(dǎo)軌與垂直滑座的配合就出現(xiàn)了問(wèn)題，保證不了精度。總的來(lái)說(shuō)，方案三材料節(jié)省，設(shè)計(jì)加工簡(jiǎn)單，并且符合要求，保證精度。
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