精密机械课程设计报告-微动螺旋机构设计

精密机械课程设计报告

微动螺旋机构设计

摘要

车刀进给机构是车床中的重要机构，刀具进给的精度决定了工件的精度。本文设计的是一个提高车床车刀进给精度的装置。该装置采用的是螺旋差动微动原理，实现车刀进给量的微米级精确控制，比普通的车刀进给装置精度上有了大幅的提升。该装置的示数原理与螺旋测微器相似，是通过长刻度筒和圆刻度筒确定车刀当前位置。然后论述了该装置的加工工艺并分析了影响该装置精度的一些因素。

关键词：车刀；进给量；精度；螺旋微动

目录

1 绪论 ..................................................................................................................................... 1 2 方案论证 ............................................................................................................................. 2 3 结构设计 ............................................................................................................................. 3

3.1整体结构设计 ........................................................................................................... 3 3.2微动装置设计 ........................................................................................................... 3 3.3示数装置设计 ........................................................................................................... 5 3.4导轨设计 ................................................................................................................... 6

3.4.1 结构设计 ....................................................................................................... 6 3.4.2工艺设计 ........................................................................................................ 7

4误差分析 .............................................................................................................................. 9 5 总结体会 ........................................................................................................................... 10 参考文献 ............................................................................................................................... 11

武汉理工大学《测控设备与仪表机构零件及工艺设计》课程设计说明书

1 绪论

车削加工可以实现工件的外表面、端面、内表面以及内外螺纹的加工，不仅是切削加工中应用最广泛的形式，并且在整个机加工中占据着重要位置。车削加工过程由主运动和进给运动两种运动形式构成。主运动是指车床主轴的回转运动，是切削力的主要来源；进给运动指的是刀具的移动，包括沿工件轴向的进给运动、沿工件径向的进给运动和斜向运动，刀具的运动决定了工件的外形轮廓，当然也决定了工件的加工精度。

传统刀架是通过螺纹杆的转动利用螺旋副直接实现前进或回退的。由于人手灵敏度的限制，刀具进给最小刻度一般不小于0.02mm，不可能实现微米级的精确进给控制，无法实现精确的尺寸控制。目前解决这一问题的方法主要是靠数控加工，或使用精密车床，但数控车床或者精密车床成本都很高，因此只适用于批量加工。针对这一缺陷，本文介绍了一种新的刀具进给控制机构。这种机构采用的是差动螺旋微动机构的原理，用机械的方式提高了加工精度。经过这种改造，普通车床也能实现较高精度要求零件的加工，可以为小批量生产节约生产成本。

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2 方案论证

方案一：减小螺纹螺距

螺距就是螺杆旋转一周时所前进的距离（单线螺纹），减小螺距必然可以实现更高精度的进给量控制。对于公称直径为10mm的螺纹，其最小标准螺距为1mm。要想得到更小的螺距，一是可以减少螺纹直径，二是不按标准螺距加工，保持直径不变的的情况下减小螺距。但是减小螺纹直径会导致螺杆强度降低，使用寿命缩短；保持直径不变的的情况下减小螺距又会导致加工成本的上升，两种方式都不理想。 方案二：通过齿轮改变传动比

在手轮与螺杆之间增加一组或机组齿轮，改变手轮与螺杆之间的传动比，实现在手轮转动一圈的情况下螺杆旋转更小角度，从而实现更精确的进给量控制。这一方案可以到的预期目的。

方案三：通过差动螺旋装置实现更精确进给

在两端螺纹同旋向的情况下，差动螺旋机构可动螺母移动的距离是两部分螺纹螺距之差，将刀架作为差动螺旋装置的可动螺母部分便可实现刀架的“微动”。

与方案一相比，方案三可以在不改变螺纹螺距的情况下实现更精确的进给量控制，明显优于方案一。而方案二在传动比较大时，为避免单级传动比过大，只能通过多组齿轮实现，比较复杂，并且齿轮的安装要求严格，成本高，所以方案三为最优方案。

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的的情况下防止爬行，显著提高导轨的性能，特别是低速运动时的平稳性。

为减小导轨表面的摩擦力，需要尽量降低导轨表面粗糙度。因为对导轨精度要求较高，取导轨表面粗糙度值为Ra0.6。降低表面粗糙度不仅可以减小摩擦力，同时也可以减轻导轨的磨损，延长导轨寿命，对于减少爬行也有一定帮助。

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4误差分析

影响刀具进给精度的因素有很多。各零件在制造过程中必然存在加工误差，如导轨的直线度和平面度等[6]。如果导轨的的直线度误差较大，刀具实际沿工件轴向或径向进给的距离是刀具进给距离在该方向的一个分量，会导致刀具实际进给距离小于理论值。

按装过程中会产生安装误差，如活动螺母、固定螺母和螺杆之间的同轴度，导轨与刀架之间的间隙等。导轨与刀架之间的间隙会影响导轨的导向型，使刀具前进方向产生偏差，而活动螺母、固定螺母和螺杆之间的同轴度则直接影响刀具的进给量，最终在成零件加工尺寸的误差。

另外，螺旋副在两次方向相反的运动中会产生空程误差，使刀具进给距离少于从刻度值上读出来的距离。这就要求操作工人要有一定技巧，在确定初始刻度之前应先将螺杆按将要转动的方向旋转一定角度，从而消除空程误差。

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5 总结体会

本次课程设计综合了学过的精密机械设计、互换性测量技术、仪器制造工艺学以及工程制图等多门学科的知识，对我们是一次很好的锻炼。由于长时间没有接触机械方面的知识，在本次课程设计中对一些问题感到比较生疏。

在设计导轨时，这方面的知识之前很少接触过。通过上网查阅资料以和查阅书籍等方式，了解了导轨的基本形式以及各种各种形式的优缺点和应用场合，最终确定导轨的基本机构形式为凹形燕尾形。在确定机构形式后还要考虑导轨的材料和硬度、表面粗糙度、直线度、平面度等一系列问题，综合性比较强。这些问题一一解决不仅是对耐心的一种考验，也是对自己查阅资料学习新知识的能力的一种锻炼。

通过本次课程设计，我温习了很对以前学过的知识。同时也提醒了我对于学过的东西要经常复习，否则时间久了再拾起来就比较困难了。

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参考文献

[1] 栽良贵.机械设计.北京:高等教育出版社,2003

[2] 刘茂福,刘林枝,贺柳操.高精度镗刀微调机构.机械工程师,2011.5:165-166 [3] 郑增铭,郭攀成.机械力学与机械设计[M].兰州:兰州大学出版社,2004 [4] 李威,穆玺清.机械设计基础[M].北京:机械工业出版社,2008 [5] 张雪飞,付生力.仪器制造工艺学.北京:电子工业出版社,2013

[6] 邢闽芳,房强汉,兰利洁.互换性与技术测量.北京:清华大学出版社,2011

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111. 超精密机床床身隔振的单片机 112. PIC单片机在空调中的应用 主动控制113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！ 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！ 单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！

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