7部件设计.ppt

第三章 部件设计 概述 仪器不仅能测量点 线 面 而且要求自动测量空间曲面 自动进行数据处理并能在线实时监测和控制 三坐标测量机大多采用机 光 电 计算机 气动和液压等综合技术 集中各学科的优势来达到高精度 高效率 多功能和低成本的要求 本章主要阐述部件设计 讨论那些对系统精度和性能影响较大的部件 如工作台 导轨座 三方向的导轨 伺服传动机构 滑板 夹紧和微调等 工作台与导轨座的用途与技术要求 1 用途与特点工作台与导轨座起着支承和联接各零部件的作用 并确定零部件的相互位置 测量时它还是基准 其特点如下 尺寸较大 目前最大尺寸可达到8500mm 形状比较复杂 主要是底面筋板布置较麻烦 精度高 加工面多 孔多 各面和孔相关位置精度高 2 技术要求刚性好热变形小抗振性稳定性 技术要求 刚性好 结构或构件抵抗变形的能力 包括构件刚度和截面刚度 按受力状态不同可分为轴向刚度 弯曲刚度 剪变刚度和扭转刚度等 对于构件刚度 其值为施加于构件上的力 力矩 与它引起的线位移 角位移 之比 对于截面刚度 在弹性阶段 其值为材料弹性模量或剪变模量与截面面积或惯性矩的乘积 抗裂度 结构或构件抵抗开裂的能力 刚度是材料力学中的名词 定义为施力与所产生变形量的比值 提高三坐标测量机的刚度措施 提高测量机的静刚度和固有频率 针对三坐标在各种不同工作条件下的薄弱环节 改善结构和布局 以减少所承受的弯曲负载和扭矩负载 同时合理设计构件的截面形状及尺寸 采用合理布置的筋板结构 以便在较小的重量下具有较高的静刚度和适当的固有频率 设置卸荷装置来平衡载荷 以补偿零部件的变形 改善三坐标机的阻尼特性 为提高特征的阻尼性 在铸件内腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料 在振动时利用相对摩擦来耗散振动能量 可以在表面涂阻尼层 即在零件表面涂上一层具有较高弹性的粘滞性弹性材料 如胶尼减振剂 或高分子聚合物等 采用新材料和钢板焊接结构 制造周期短 不易出废品 焊接件设计上自由度大 便于产品更新 扩大规格和改进结构 焊接件已达到与铸件更好的结构特性 热变形小 由于三坐标测量机的精度要求高 热变形已成为影响其精度的因素 当工作台上的导轨面与底面存在温差时 在垂直平面内导轨面将产生中凹或中凸变形 热变形是长度量仪的严重问题 所以必须采取措施控制温升 控制室温 采用室中之室的办法 对恒温室中的仪器再加上一层保温罩 使罩内温度控制在 0 15控制热源 除了室温以外 应严格控制热源 如电机 照明等 尽可能设计出散热快 隔热方便的结构 抗振性 工作台与导轨座的抗振性是指抵抗受迫振动的能力 振源可能在仪器之内 如电机转子或部件旋转时不平衡 振源也可能在仪器之外 如各种机床 特别是冲床 通风机等 相对振动的振幅超过所规定的允许值 必须采取以下抗振措施 提高静刚度增加阻尼减轻重量采用隔振措施稳定性 稳定性 基座结构较复杂 浇铸时各处冷却度不均 很容易产生内应力 这种内应力是造成零件尺寸长期不稳定的主要原因 对基座进行时效处理以消除内应力 减小变形 是基座技术条件的重要指标之一 时效处理方法有两种 即自然时效和人工时效 自然时效处理 将铸铁自然放置于露天场所 经几个月甚至几年的日晒