摘 要本課題是數(shù)控銑床用機外光學對刀儀的設計。本文在研究分析國內(nèi)外產(chǎn)品以及查閱大量技術(shù)資料的基礎上提出了自己的設計方案，主要進行了三部分工作。首先對國內(nèi)外對刀儀產(chǎn)品進行分析，明確了對刀儀的工作任務和性能要求。然后進行對刀儀機械系統(tǒng)的方案論證，并設計出對刀儀的機械部分內(nèi)容。本設計采用手動方式，通過手輪的轉(zhuǎn)動帶動蝸輪蝸桿的傳動，進而帶動滾珠絲桿的旋轉(zhuǎn)，推動工作臺上下左右運動，利用光柵尺進行精確測量，從而實現(xiàn)準確測量刀具的目的。此外對主軸系統(tǒng)也進行了分析設計。主軸由定位系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)組成，同樣通過手輪帶動蝸輪蝸桿來實現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)。通過主軸與編碼器的連接實現(xiàn)角度的精確定位。關鍵詞：機外對刀儀，滾珠絲桿，蝸輪蝸桿，主軸系統(tǒng)。ABSTRACTThis topic is the design of NC milling machine with machine optical tool setting instrument. In this paper, based on domestic and foreign products and access to a large number of technical information and brought forward the design scheme of its own in the research analysis, mainly for the three part of the work. The author analyzed the domestic and foreign Micro set products, clear requirements of tasks and performance of tool detection. Then the scheme demonstration tool of mechanical system, and designs the mechanical part of tool detection. This design uses the manual way, through the rotation to drive the worm wheel, and then drive the ball screw rotation, promoting the work up and down motion, accurate measurement by grating ruler, in order to achieve accurate measurement tool to. In addition to the spindle system is analyzed and designed. The main positioning system and rotation system, also by the hand wheel to drive the worm to realize the spindle rotation.Through the connection can achieve precise positioning angle of the spindle and the encoder.Keywords: machine tool setting gauge, ball screw, worm gear,shaft system.目 錄摘 要 IABSTRACTII第 1 章 緒 論 .11.1 課題背景 .11.2 對刀儀的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .1第 2 章 對刀儀的整體設計方案 .42.1 總體技術(shù)方案 .42.1.1 對刀儀測量原理 42.1.2 對刀儀組成 42.1.3 儀器測量過程 .52.2 驅(qū)動方式的選擇 .52.3 機械位移檢測系統(tǒng) .62.3.1 傳動方式的選擇 .62.3.2 導軌系統(tǒng)選擇 .62.3.3 手輪與絲桿的連接 .72.3.4 測量裝置 .82.4 主軸系統(tǒng) .82.4.1 主軸定位系統(tǒng) .82.4.2 主軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) .82.4.3 測量裝置 .92.6 光學系統(tǒng) 92.6.1 照明方式的選擇 92.6.2 成像系統(tǒng) 92.6.3 光源選擇 9第 3 章 機械位移傳動系統(tǒng) .103.1 工作臺結(jié)構(gòu)設計及其相關計算 .103.1.1 XZ 工作臺部件進給系統(tǒng)受力分析 .103.1.2 確定 XZ 工作臺基本參數(shù) 103.2 橫向滾珠絲桿副的計算與選型 113.2.1 確定橫向滾珠絲杠副的導程 113.2.2 絲桿當量轉(zhuǎn)速與當量載荷的確定 113.2.3 允許的最小螺紋底徑 113.2.4 滾珠絲杠副的類型及規(guī)格的確定 123.2.5 確定滾珠絲杠副預緊力 123.2.6 行程補償值與與拉伸力 123.2.7 確定滾珠絲杠副支承用的軸承 133.2.8 滾珠絲杠副具體結(jié)構(gòu)尺寸設計 133.3 縱向滾珠珠絲桿副的計算與選型 143.3.1 確定縱向滾珠絲杠副的導程 143.3.2 絲桿的當量轉(zhuǎn)速與當量載荷 143.3.3 允許的最小螺紋底徑 153.3.4 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 153.3.5 確定滾珠絲杠副預緊力 153.3.6 行程補償值與與拉伸力 163.3.7 確定滾珠絲杠副支承用軸承形式 163.3.8 滾珠絲杠副工作圖設計 163.4 直線導軌的設計計算與選型 173.4.1 預選滾動直線導軌副的型號，規(guī)格，進行初步設計 173.4.2 計算導軌的壽命 173.5 蝸輪蝸桿設計 183.5.1 傳動機構(gòu)選用蝸輪蝸桿 183.5.2 蝸輪蝸桿的材料的選用 183.5.3 按齒面接觸疲勞強度進行設計 183.5.4 蝸輪與蝸桿的主要參數(shù) 193.5.5 校核齒根彎曲疲勞強度 203.5.6 軸承的選用 203.6 光柵尺的選型與安裝 213.6.1 光柵尺的結(jié)構(gòu)與工作原理 213.6.2 光柵尺的選型 213.6.3 光柵尺的安裝方式 21第 4 章 主軸系統(tǒng)分析設計 .224.1 主軸傳動機構(gòu)的設計 224.1.1 蝸桿傳動的選用 224.1.2 蝸輪蝸桿的材料的選用 224.1.3 按齒面接觸疲勞強度設計蝸桿 224.1.4 蝸輪與蝸桿的主要參數(shù) 234.1.5 校核齒根彎曲疲勞強度 244.2 軸承的選用 244.3 軸的設計 254.3.1 確定主軸的功率 P，轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T .254.3.2 確定軸的最小直徑 254.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設計 254.4 編碼器的選型 264.4.1 編碼器的工作原理 .264.4.2 編碼器的選型 264.4.3 編碼器的安裝 .26第 5 章 基礎件的設計 .275.1 底座的設計 275.1.1 底座材料的選擇 275.1.2 底座結(jié)構(gòu)設計 275.2 Z 向?qū)к壸脑O計 275.2.1 Z 向?qū)к壸牧系倪x擇 275.2.2 Z 向?qū)к壸慕Y(jié)構(gòu)設計 275.3 Z 向滑座的設計 285.3.1 滑座材料選擇 .285.3.2 滑座的結(jié)構(gòu)設計 .285.4 主軸箱體的設計 295.4.1 主軸箱體材料選擇 295.4.2 主軸箱體結(jié)構(gòu)設計 295.5 光學系統(tǒng)臂架設計 295.5.1 臂架材料選擇 .295.5.2 臂架的結(jié)構(gòu)設計 .29第 6 章 使用維護說明書 .316.1 儀器用途 .316.2 儀器組成及各部分作用 .316.3 對刀儀的安裝說明 .316.4 使用方法 .316.4 對刀儀日常維護 .326.5 對刀儀的故障處理 .32結(jié) 論 .33參考文獻 .34致 謝 .35