经济型三座标测量机设计说明书.docVIP

目 录 目 录 1 1前言 3 1.1 三坐标测量机的需求和研究意义 3 1.2 三坐标测量机的发展历程、现状和动态 4 1.2.1三坐标测量机的发展历程及其分类 4 1.2.2 三坐标测量机的发展现状 5 1.2.3 三坐标测量机的发展动态 6 1.3 三坐标测量机的组成 8 1.4 三坐标测量机的选用、经济效益和本课题的设计任务 9 1.4.1 三坐标测量机的选用 9 1.4.2 三坐标测量机的经济效益 9 1.4.3本课题的设计任务 9 2 主机设计 10 2.1 三坐标测量机的框架结构设计 11 2.2 三坐标测量机的结构材料选择 11 3 测量装置的设计 13 3.1三坐标测量机的标尺系统 13 3.2三坐标测量机的测头设计 13 3.3三坐标测量机的平衡部件 15 4驱动机构的选择计算 16 4.1丝杠传动的选择计算 16 4.1.1 丝杠的选择和概述 16 4.1.2滚珠丝杠副的特点 17 4.1.3 滚珠丝杠副的选择与计算 18 4.1.4滚珠丝杠副定位精度的分析 22 4.2电机的选择 25 4.2.1步进电机的工作原理和分类 25 4.2.2步进电动机的特性 25 4.2.3步进电动机的选择计算 26 4.3同步带和同步带轮的设计 28 4.3.1同步带的特点 29 4.3.2同步带的分类和材料 29 4.3.3同步带和同步带轮的设计计算 30 4.4导轨副的选择 32 4.4.1直线导轨副的分类和特点 33 4.4.2 气浮导轨的整体布局 34 结 论 36 参 考 文 献 37 1前言 三坐标测量机（Coordinate Measuring Machining，简称CMM）是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。它的出现，一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。近40年来，它广泛地用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、祸轮、叶片、缸体、凸轮、齿轮、形体等空间型面的测量。此外，还可用于划线、定中心孔、光刻集成线路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、性能好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。 三坐标测量机作为现代大型的精密测量仪器，已经越来越显示出它的重要性和广阔的发展前景。它①通用性强，可实现空间对坐标点位的测量，方便地检测出各种零件的三维轮廓尺寸和位置精度； ②测量精确可靠； ③可方便地进行数据处理与程序控制。 到20世纪60年代末，已有近十个国家的三十多家公司在生产CMM，不过这一时期的CMM尚处于初级阶段。进入20世纪80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三丰、SIP、FERRANTI、MOORE等为代表的众多公司不断推出新产品，使得CMM的发展速度加快。我国自70年代开始引进研制三坐标测量及以来，也有了很大发展。我国的主要生产厂家有中国航空精密机械研究所、青岛前哨英柯发测量设备有限公司、上海机床厂、北京机床研究所等。 1.1 三坐标测量机的需求和研究意义 近年来，工业生产有了很大的发展，特别是机床、机械、航空航天和电子工业兴起后，各种复杂零件的研制和生产需要先进的检测技术与仪器，因而体现三维测量技术的三坐标测量机应运而生，并迅速发展。三坐标是基于以下客观要求发展起来的： 越来越多的零件需要三维测量，而传统的测量方法已近不能满足生产的需要。 由于机械加工。数控机床加工及自动加工线的发展，生产节拍的加快，加工一个零件仅有几十分钟或几分钟，要求加快对复杂工件的检测。 随着生产规模日益的扩大，加工精度不断提高，除了需要高精度三坐标测量机在计量室检测外，为了便于直接检测工件还需在生产线或者加工车间进行。其检测数量加大，科学化管理程度加强，因而需要各种精度的坐标测量机。 实现反向工程的需要。 由此可知，CMM的出现标志了计量仪器领域的重大变革，在测试技术领域起到了里程碑的作用。三坐标测量机对测量技术的重要作用主要表现在： 成功解决了像箱体零件的孔径与空位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外轮廓尺寸检测的问题。 精确度得以提升，有些坐标测量机的单轴精度可达到0.001㎜。 数控机床和加工中心配套组成的生产线甚至柔性制造系统都离不开三坐标测量仪。这些不见得配合使用可有效提高效率。 1.2 三坐标测量机的发展历程、现状和动态 1.2.1三坐标测量机的发展历程及其分类 三坐标测量机广泛地用于机械制造、电子工业、汽车和航空航天等工业中。它不仅可用作零件和部件的尺寸