【正文】 第三版 ，黑 龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1994 14 徐立華 《機(jī)械制造工程學(xué)》 。 1997 12 東北重型機(jī)械學(xué)院等，《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》。哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社， 1987 11 成大先 《機(jī)械設(shè)計手冊》 。北京：科學(xué)技術(shù)出版社。 43 參考文獻(xiàn) 1 呂 明 . 曾志心 張福潤 《 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 . 第一版 . 武漢理工大學(xué)出版社 .出版年 : 2 姜玉田 《畫法幾何及機(jī)械制圖》 ..黑龍江科技學(xué)院技術(shù)出版社 2021 6 3 謝紅 《數(shù)控機(jī)床機(jī)器人 —— 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)》 同濟(jì)大學(xué)出版社 2021 6 4 沈忠 《 機(jī)械設(shè)計》 高等教育出版社 第七版 2021 6 5 楊樹人 劉瑞平 編著 《 Sensors in Manufacturing》 化學(xué)出版社 2021 6 6 李慶祥 王東生 《現(xiàn)代精密儀器設(shè)計》 清華大學(xué) 出版社 2021 3 7 龔定安 《機(jī)床夾具設(shè)計原理》 西安 。 畢業(yè)設(shè)計將給我三年的?？粕町嬌蠄A滿的句號，這是我人生一個最重要的階段，也是我最重要的人生經(jīng)歷。 感謝 陸春元 老師在電器控制控制系統(tǒng)及電路圖的繪制方面給我的啟發(fā)與教誨。唯一的遺憾是自己不夠主動， 錯過了許多與您交流的機(jī)會。 衷心感謝 孫莉婭 老師在這近半年的時間來對我的指導(dǎo)和教誨。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的半年里，我學(xué)到了很多知識，同時也得到了很多經(jīng)驗，給我即將結(jié)束的大學(xué)生活留下了很多值得回憶的經(jīng)歷，也給了我許多日后可以借鑒的豐富經(jīng)驗。由于造價不高，也能發(fā)展中小企業(yè)，我想它會成為壁厚檢測的一種主流方式。 主要表現(xiàn)在現(xiàn)代傳統(tǒng)的波動檢測沒有被采用，而采用了機(jī)械測量，看上去是比較古老，而結(jié)合當(dāng)代電子技術(shù)和控制思想就與眾不同了。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是電子技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對檢測技術(shù)發(fā)生著極其深刻的和巨大的變化，尤其對測量精度的高要求，它依托的理論基礎(chǔ)和技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)不限于測量學(xué)，還包括傳感器技術(shù)、計算機(jī)控制思想理論等等。 。只付檢測費(fèi)，比購置一臺測量機(jī)更經(jīng)濟(jì)。如果使用效率高，則經(jīng)濟(jì)效益亦高。 測量機(jī)的使用費(fèi)用，主要取決于測量機(jī)的折舊費(fèi) K、檢測人員的工資 G、測量所用的時間 T 及輔助材料和設(shè)備等雜費(fèi) Q，即測量總費(fèi)用 39 M=T（ K+G） +Q 測量機(jī)效益的關(guān)鍵在于使用時間 T。它不僅直接影響測量精度，而且是決定測量機(jī)功能和測量效率的重要因素 七、滿意的經(jīng)濟(jì)效益 ： 作為檢測儀器，測量機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益是 投資 購買的一項重要指標(biāo)。用于生產(chǎn)線或柔性加工線上的測量機(jī)，檢測的時間必須滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求 。如果廠方提供了編程方法（多數(shù)廠家不提供），也可自行開發(fā) 。 四、豐富的測量軟件 ： 對復(fù)雜的測量對象進(jìn)行測量，測量機(jī)應(yīng)有豐富的測量軟件支持，以完成測量任務(wù)。故應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益的角度進(jìn)行比較判定。選用時，應(yīng)根據(jù)檢測對象的批量大小、自動化程度、操作人員技術(shù)水平及資 金投入大小去權(quán)衡。因此測量范圍等于工件被測的最大尺寸再加上兩倍的探針長度。有的測頭上有星形探針，這些探針在測量時往往要求超出工件的被測部分。 Z 軸行程是 Z 軸的測量范圍，而 Z 向空間高度是工件能放得下的高度。為了把工件放入測量機(jī)中，應(yīng)根據(jù)工件大小選擇測量機(jī)。 工件的所需測量的部分，不一定是整個工件。 38 因為在測量范圍內(nèi)才能獲得精確的測量值，超出了范圍，測量就難于進(jìn)行。這不僅由于測量復(fù)雜件時，測點(diǎn)可能帶入的誤差比預(yù)想的要大（由于測頭測桿變化或加長會引入更大的誤差），而且測量機(jī)的精度會隨使用次數(shù)增多而有所下降。重要的是重復(fù)精度必須滿足要求，因為系統(tǒng)誤差還可以通過一定方法補(bǔ)償，而重復(fù)精度應(yīng)由測量機(jī)本身保證。例如某一被測箱體上二孔的孔距為 500mm，公差帶為 15um，則所選用的測量機(jī)在 500mm 長度上的測量不確定度應(yīng)不大于 3um～ 5um。在形位測量時，更有大量測點(diǎn)參與并帶來測量誤差，精確計算是很難的。但在具體測件時需要將被測參數(shù)的測量不確定度限制在一定范圍內(nèi)。 精度比對不是一個簡單的比較過程。 一、合理的測量精度 ： 坐標(biāo)測量機(jī)是檢測工件尺寸與形位誤差的 儀器 ，首要的是精度指標(biāo)應(yīng)滿足用戶要求。但從坐標(biāo)測量機(jī)的使用角度上看，如何選用適合的測量機(jī)以滿足檢測要求，又能達(dá)到最佳的性能價格比，并產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，是廣大用戶關(guān)心的重要課題。各廠家為滿足用戶需要，贏得量好信譽(yù)，不斷推出精度高、性能好、使用方便、易于操作、又可滿足用戶一些特殊檢測任務(wù)的測量機(jī)。本設(shè)計中應(yīng)用的 AT89C5 L290、 L29 L292 等芯片是目前市場上比較成熟的產(chǎn)品應(yīng)用比較廣泛的產(chǎn)品，由它們組成的伺服系統(tǒng)具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景看好。近年來，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，將計算機(jī)與伺服控制系統(tǒng)相結(jié)合，使計算機(jī)成為伺服系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)已成為現(xiàn)實。 該測頭的電感傳感器的重復(fù)精度為０ .１，測頭總的重復(fù)精度為０ .５。 Z 向測座用彈簧５吊掛，可用 手輪２調(diào)整，銷子３是為了防止螺母４轉(zhuǎn)動并可在螺母４外圓槽內(nèi)滑動。 雙簧片式電感測頭的結(jié)構(gòu)形式較多。 雙簧片式三向電感測頭（圖二） 雙簧片式三向電感測頭無摩擦、無間隙。通過分析信號相位與參考相位的關(guān)系 確定磁芯的位移方向。將一個典型頻率為 5kHz 的交流電壓加到初始線圈上，初始線圈會感應(yīng)藕荷到二級線圈。 電感傳感器 電感傳感器不象刻度尺或干涉儀，它是一種模擬位置傳感器。另一方面還有直接測量系統(tǒng)和間接測量系統(tǒng)的傳感器也有區(qū)別。 橫向伺 服系統(tǒng)和立拄的設(shè)計計算 如第四章縱向私服系統(tǒng)的設(shè)計計算 34 第 5 章 三坐標(biāo)測量機(jī)的測頭裝置 傳感器的原理 由于制造技術(shù)和機(jī)床設(shè)計新近的發(fā)展 趨勢，在制造業(yè)這個領(lǐng)域監(jiān)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了新的要求。 3． 螺旋夾緊的行程不受限制，但費(fèi)時效率低。 2． 螺旋夾緊增力比較大，可達(dá) 65140 倍。但夾緊緩慢，效率低。 傳力系數(shù)為： 221 t a n)t a n( ??? rrPLPQi p ???? 因為螺旋升角小于楔塊升角，而 L 大于 r1 和 r2，所以螺旋夾緊裝置的傳力系數(shù)遠(yuǎn)比楔塊夾緊裝置的 大。 夾緊工件后，根據(jù)力的平衡原理有： YRQ 1? 而 2211 tan. )(.)t a n(. ? ????QF T A NQRR YX ? ???? 故 221 t a n)t a n( ??? rrPLQ ??? 式中 a—— 螺旋升角，一般為 a=2— 4度； 1? —— 螺母與螺桿間的摩擦角； 2? —— 工件與螺桿頭部間的摩擦角； R1的數(shù)值與螺桿頭部或壓塊的形狀有關(guān)。 32 圖 41 夾緊裝置的浮塊 螺旋夾緊力計算 工件處于夾緊時，根據(jù)力矩的平衡原理有 21 MMM ?? 式中 M —— 作用于螺旋桿的原始力矩； M1 —— 螺母給螺桿的反力矩； M2 —— 工件螺桿的反力矩； 12211 ..rFMrRMLPMzX。有壓塊、螺桿、手柄的結(jié)構(gòu)已有標(biāo)準(zhǔn)，參考《 機(jī)床夾具設(shè)計手冊》。 壓塊的材料一般用 45鋼，淬硬至 HCR4348。壓塊的結(jié)構(gòu)形式較多，如圖為 兩種標(biāo)準(zhǔn)形式，壓塊通過螺桿頭部的螺紋，旋入壓塊的槽中而浮動。如圖所示為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 5） 其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等 以上這些組成部分，并不是對每種機(jī)床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件“定位、夾牢”。 4） 夾具體 這是用于聯(lián)接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。 2） 夾緊裝 置 這是用于夾緊工件的裝置，在測量時使工件在夾具中保持既定位置。 4） 可以減輕勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn) 采用夾具后可以降低對工人技術(shù)水平的要求，使工人操作方便，生產(chǎn)安全和減輕體力勞動。 2） 易于保證加工精度穩(wěn)定 由于夾具在機(jī)床上的裝夾位置及工件在夾具中的裝夾位置均確定，對加工或測量一批工件來說是固定不變的，因此在加工過程中工件和測頭始終保持正確的相對工作位置，為穩(wěn)定地保證加工精度創(chuàng)造了條件。第一類機(jī)床夾具是由機(jī)床附件廠或?qū)ｉT的工具制造廠制造的。定位和夾緊兩個綜合稱為裝夾，完成工件裝夾的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。工件再機(jī)床上測量時，為保證測量精度和提高效率，必須上工件再機(jī)床上相對測頭占有正確的位置，這個過程稱 為定位。 再設(shè)計過程中必須深入生產(chǎn)實際進(jìn)行調(diào)查研究，廣泛征求操作者的意見，吸先進(jìn)經(jīng)驗在此基礎(chǔ)上擬出初步設(shè)計方案，經(jīng)過考慮，然后定出合理的方案進(jìn)行夾具的設(shè)計。 但是，任何技術(shù)措施都會遇到某些特殊的情況，設(shè)計夾具時，對質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動條件和經(jīng)濟(jì)性幾方面，有時也有側(cè)重。為了提高生產(chǎn)率采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和機(jī)械傳動裝置，往往會增加夾具的制造成本，但當(dāng)工件的批量增加到一定的規(guī)模時，將因單件工時下降所獲得的經(jīng)濟(jì)效率而得到補(bǔ)償，從而降低工件的制造成本。 機(jī)床夾具的基本要求 1．穩(wěn)定地保證工件的測量精度 2．提高機(jī)械加工的勞動強(qiáng)度 3．結(jié)構(gòu)簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝和勞動條件 4．應(yīng)能降低工件的測量成本 簡而言之，設(shè)計夾具時必須使測量精度、生產(chǎn)率，勞動條件和經(jīng)濟(jì)性等幾方面達(dá)到辨證統(tǒng)一。這種夾緊力的裝置變是夾緊裝置。所以“定位：也涉三層關(guān)系：工件在夾具上的定位、夾具相對機(jī)床的定位，而工件相對于機(jī)床的定位是間接通過夾具來保證的。這里涉及了三層關(guān)系，：零件相對夾具、夾具相對機(jī)床、零件相對機(jī)床。當(dāng)用夾具裝夾測量某工件件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。 橫向伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算（同以上方法） 縱向、橫向的移動工作臺的裝配圖見（圖 31） 第 4 章 夾具的初步設(shè)計 載要 機(jī)床夾具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。缺點(diǎn)是塵屑 進(jìn)入后易磨損搗鬼，因此對防護(hù)要求較高。 滾動導(dǎo)軌副潤滑防護(hù) 滾動導(dǎo)軌多采用潤滑脂潤滑?？筛鶕?jù)要求的預(yù)緊定貨，不需自己調(diào)整。 滾動導(dǎo)軌副的預(yù)緊 直線滾動導(dǎo)軌副分為整體型直線滾動導(dǎo)軌副和分離型直線滾動導(dǎo)軌副。如移動件較重，也可以用 3根或 3 根以上的導(dǎo)軌條。每根導(dǎo)軌條上有兩個滑塊，固定在移動件上。 圖 37 滾動導(dǎo)軌副的形狀 直線滾動導(dǎo)軌副包括軌條和滑快兩部分。貼塑導(dǎo)軌也具有良好的減摩性。例如車床的床身導(dǎo)軌屬于進(jìn)給導(dǎo)軌，本設(shè)計的三坐標(biāo)測量機(jī)的導(dǎo)軌也屬于進(jìn)給導(dǎo)軌，進(jìn)給運(yùn)動導(dǎo)軌的動導(dǎo)軌與支撐的靜導(dǎo)軌之間的相對運(yùn)動速度較低。 3. 6 傳動精度計算 絲杠的拉壓剛度 LEdKS 42?? 由以上的各條件可知 最小機(jī)械傳動剛度為 mNKKKK Bcs ?/1211080/11692/??????? 最大機(jī)械傳動剛度 mNKKKK Bcs m a nm an ?/4551080/11692/11652/1 1/1/1/1 10 ??????? 因此得到由于機(jī)械傳動裝置所引起的定位誤差為 mKKF qk ?? )4551_1211(20)1_1( m a x0m i n0 ???? 其中， F0 為空載時導(dǎo)軌的靜摩擦力。軸向拉壓總剛度為： mNK KKKKE sCBe ?/128 ? ??????? 絲杠拉壓振動的固有頻率 m i n/7165/??????? 由計算可知，絲杠拉壓振動的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 1500r/min，所以能滿足要求。 已 知 ： 軸 承 的接 觸 剛 度 mNkB ?/1080? ，絲杠螺母的接觸剛度mNKC ?/1692? ， 絲 杠 的 最 小 拉 壓 剛 度mNLAEK mNLAEK ss ? ?/53m i n?????? ?????? ?? 當(dāng)導(dǎo)軌運(yùn)動到兩極位置時，有最大和最小拉壓剛度，其中， L 植分別為750mm 和 100mm。臨界壓縮負(fù)荷為 m a x02121 / FLE IKfF cr ?? ? 式中 E 材料的彈性模量， 211 / mNE ?? ； I —— 絲 杠 最 小 截 面 慣 性 矩47124024 )(64/)(64/ mDddI w ?? ????????? ??? L0—— 最大受壓長度，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計取 L0=1100mm； K1—— 安全系數(shù)，一般取 K1=1/3；