摘 要本課題是數(shù)控銑床用機(jī)外光學(xué)對(duì)刀儀的設(shè)計(jì)。本文在研究分析國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品以及查閱大量技術(shù)資料的基礎(chǔ)上提出了自己的設(shè)計(jì)方案，主要進(jìn)行了三部分工作。首先對(duì)國(guó)內(nèi)外對(duì)刀儀產(chǎn)品進(jìn)行分析，明確了對(duì)刀儀的工作任務(wù)和性能要求。然后進(jìn)行對(duì)刀儀機(jī)械系統(tǒng)的方案論證，并設(shè)計(jì)出對(duì)刀儀的機(jī)械部分內(nèi)容。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)方式，通過手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)滾珠絲桿的旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)工作臺(tái)上下左右運(yùn)動(dòng)，利用光柵尺進(jìn)行精確測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量刀具的目的。此外對(duì)主軸系統(tǒng)也進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)。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(dòng)蝸輪蝸桿來實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)。通過主軸與編碼器的連接實(shí)現(xiàn)角度的精確定位。關(guān)鍵詞：機(jī)外對(duì)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(duì)刀儀的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .1第 2 章 對(duì)刀儀的整體設(shè)計(jì)方案 .42.1 總體技術(shù)方案 .42.1.1 對(duì)刀儀測(cè)量原理 42.1.2 對(duì)刀儀組成 42.1.3 儀器測(cè)量過程 .52.2 驅(qū)動(dòng)方式的選擇 .52.3 機(jī)械位移檢測(cè)系統(tǒng) .62.3.1 傳動(dòng)方式的選擇 .62.3.2 導(dǎo)軌系統(tǒng)選擇 .62.3.3 手輪與絲桿的連接 .72.3.4 測(cè)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(cè)量裝置 .92.6 光學(xué)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(jī)械位移傳動(dòng)系統(tǒng) .103.1 工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其相關(guān)計(jì)算 .103.1.1 XZ 工作臺(tái)部件進(jìn)給系統(tǒng)受力分析 .103.1.2 確定 XZ 工作臺(tái)基本參數(shù) 103.2 橫向滾珠絲桿副的計(jì)算與選型 113.2.1 確定橫向滾珠絲杠副的導(dǎo)程 113.2.2 絲桿當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)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(yù)緊力 123.2.6 行程補(bǔ)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(shè)計(jì) 133.3 縱向滾珠珠絲桿副的計(jì)算與選型 143.3.1 確定縱向滾珠絲杠副的導(dǎo)程 143.3.2 絲桿的當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)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(hào) 153.3.5 確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 153.3.6 行程補(bǔ)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(shè)計(jì) 163.4 直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型 173.4.1 預(yù)選滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的型號(hào)，規(guī)格，進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 173.4.2 計(jì)算導(dǎo)軌的壽命 173.5 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) 183.5.1 傳動(dòng)機(jī)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(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 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(qiáng)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(shè)計(jì) .224.1 主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 224.1.1 蝸桿傳動(dòng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)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(qiáng)度 244.2 軸承的選用 244.3 軸的設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 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(chǔ)件的設(shè)計(jì) .275.1 底座的設(shè)計(jì) 275.1.1 底座材料的選擇 275.1.2 底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 275.2 Z 向?qū)к壸脑O(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 275.3 Z 向滑座的設(shè)計(jì) 285.3.1 滑座材料選擇 .285.3.2 滑座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .285.4 主軸箱體的設(shè)計(jì) 295.4.1 主軸箱體材料選擇 295.4.2 主軸箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 295.5 光學(xué)系統(tǒng)臂架設(shè)計(jì) 295.5.1 臂架材料選擇 .295.5.2 臂架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .29第 6 章 使用維護(hù)說明書 .316.1 儀器用途 .316.2 儀器組成及各部分作用 .316.3 對(duì)刀儀的安裝說明 .316.4 使用方法 .316.4 對(duì)刀儀日常維護(hù) .326.5 對(duì)刀儀的故障處理 .32結(jié) 論 .33參考文獻(xiàn) .34致 謝 .35