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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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
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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