梁云飞毕业答辩演示文稿.pptx

圆柱体零件几何误差综合测量仪设计圆柱体零件几何误差综合测量仪设计1、课题研究的背景及意义、课题研究的背景及意义2、仪器总体方案设计及选取、仪器总体方案设计及选取3、典型零部件设计、典型零部件设计4、测量仪误差分析、测量仪误差分析1、课题研究的背景及意义、课题研究的背景及意义圆柱体零件在众多仪器中都有着广泛的应用，且大多数情况下属于设备的关键零件，对产品的性能、寿命起着举足轻重的作用。圆柱体零件精密化程度日益加深，对测量仪器的要求更高：（1）更精密的测量装置；（2）更先进的测量器件；（3）更高测量精度。1、课题研究的背景及意义、课题研究的背景及意义国内研究现状 我国机械制造行业虽然在不断的创新和进步，但存在创新点不多，对国外产品依赖度高等缺点。特别是测量行业，品种较单一，自动化程度低。国外研究现状 世界上生产拥有独立研发形位测量仪的国家并不多，仅有美、英、德、日、瑞士、和俄罗斯。国外关于圆柱体零件几何测量的同类产品很多，如圆度仪、圆柱度仪、三坐标测量仪等。2、仪器总体方案设计及选取、仪器总体方案设计及选取设计要求设计一台圆柱体零件几何误差综合测量仪，用于测量圆柱体零件的径向全跳动、端面全跳动、圆度误差、直线度误差等。设计任务书给出的设计要求如下：测量范围：300800mm测量精度：示值误差：0.002mm 重复精度：0.001mm2、仪器总体方案设计及选取、仪器总体方案设计及选取总体方案设计 根据测量装置与圆柱体零件的相对运动关系的不同实现方式，则可以设计两种方案。方案一 圆柱体零件不动，测量装置上的测量器件在被测零件表面做回转运动，此可衍生为本次设计的总体方案一。方案二 测量装置被锁紧在某一固定位置，圆柱体零件在电机带动下做回转运动，此可衍生为本次设计的总体方案二。2、仪器总体方案设计及选取、仪器总体方案设计及选取方案一 由固定在测量装置上的电机带动内齿轮盘回转（内齿轮盘外圈固定在测量装置上），而在内齿轮盘上安装有测量器件，从而带动测量器件在工件表面做回转运动，实现测量装置与圆柱体零件的回转相对运动关系。步进电机带动丝杠转动，通过丝杠螺母的传动关系，由螺母带动测量装置在底座的矩形导轨上的滑动，从而实现测量装置与圆柱体零件的轴向相对运动。2、仪器总体方案设计及选取、仪器总体方案设计及选取方案二 测量装置被锁紧在某一固定位置，圆柱体零件通过连接器，与主轴箱内安装的顶针连接，随主轴箱内的步进电机带动顶针回转，从而顶针带动工件回转。通过测量支撑杆2在夹紧套内的转动和伸出长度的调节，以及夹紧套在测量支撑杆1上的角度调节，来实现对微位移传感器的位置的调节。测量滑台的运动，由安装在底座内部的微型电机（自动）和安装在底座上手轮（手动）来提供驱动力。2、仪器总体方案设计及选取、仪器总体方案设计及选取方案的比较及选取 方案一的提出，在设计的新思路，新理念方面都是获得了一个较大的突破，但是又有很大的局限性。比如，在测量装置的设计上，总体尺寸较大，结构较复杂，且在测量装置上安装一个微型电机，对于加工生产，安装以及操作使用方面，都容易产生较多的问题；而且对于两个测量器件的使用上，调整时，自动化程度不高，全部靠手动调节，费事费时，也很难保证和工件的接触精度。而方案二具有结构简单可操作性好，测量精度高等优点。并且相比于方案一的轴向运动直接用步进电机驱动，采用自动和手动两种方式，更为合理。并且，由于锥齿轮啮合传动的存在，两者存在一定传动比，可对手轮的转速实现进一步的降速，从而可以实现对轴向运动的微量调节。在一定意义上，实现了轴向位移的粗调和细调。考虑到总体方案二较总体方案一的诸多优点，采用总体方案二是更为明智的选择。因此，在本次圆柱体零件的几何误差综合测量仪的设计上，采用总体方案二。3、典型零部件设计、典型零部件设计测量装置的选取 1、测量器件选择微位移传感器LVDT。其重复精度的最大值为0.001mm，满足使用要求。2、测量架设计如右图所示。3、典型零部件设计、典型零部件设计测量装置运动设计 1、测量装置轴向运动设计，如图所示。2、测量装置径向运动设计，如图所示。3、典型零部件设计、典型零部件设计测量装置锁紧设计 1、测量装置轴向锁紧设计，如图所示。2、测量装置径向锁紧设计，如图所示。3、典型零部件设计、典型零部件设计驱动装置设计 1、测量装置轴向运动的驱动力的来源有自动和手动两种方式，即低速电机或人工转动手轮，然后通过一系列的运动传递实现。自动的方式为：采用电机带动丝杠，再由丝杠与螺母的螺旋传动，实现对测量装置轴向运动的驱动。手动的方式为：人工转动手轮，手轮带动轴上安装的锥齿轮转动，再通过锥齿轮的啮合，将运动传递到装有另一锥齿轮的丝杠上。2、测量装置径向运动的驱动力的来源为手轮，径向运动的驱动装置同样采用螺旋传动，由人工转动手轮提供径向运动的驱动力。4、测量仪误差分析、测量仪误差分析原理误差 本次设计并没有采用近似的理论或数学模型，因此没有原理误差。制造及安装误差 在当今制造工艺下，精密仪器导轨安装误差在0.81.6um之间，因此取导轨安装误差1um。运行误差 导轨滑动表面粗糙度应小于0.2um，因此取导轨滑动误差误差为0.2um。导轨导向面也存在导向精度问题，而随着磨损的加剧，误差也会越来越大，因此取运行误差为0.5um。4、测量仪误差分析、测量仪误差分析主轴回转误差 主轴箱内电机带动圆柱体零件回转时，也会产生回转误差，在采用密珠轴系的情况下，回转误差目前能控制在0.5um以内，本设计采用回转误差为0.75um。传感器误差 本次采用的高精度微位移传感器 LVDT，查参数详情，其分辨率为0.001mm，那么此传感器的测量显示误差为1um。4、测量仪误差分析、测量仪误差分析总体误差计算 按照上述的各项误差的分析，可综合计算出圆柱体零件几何误差综合测量仪的总体误差为：由设计任务书给出的要求，示值误差：0.002mm。可知1.69um2um。因此，满足设计要求。在此，我要向我的导师武充沛表示感谢！武老师为我提供了很多有用的参考资料，并且多次带我参观了实验室的仪器。还有，感谢学校为我提供的学习场地。最后，感谢各位答辩老师的督促教育。我的PPT演示，到此结束，谢谢！