【《利用快速刀具伺服加工FTS装置三维建模与安装案例分析》1900字】

利用快速刀具伺服加工FTS装置三维建模与安装案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u22952利用快速刀具伺服加工FTS装置三维建模与安装案例分析 1181291.1柔性铰链的建模与安装 1277081.1.1柔性铰链的建模 1111241.1.2柔性铰链与立板的安装 2155711.2连接杆建模及安装 3172361.2.1连接杆的建模 3186631.2.3连接杆的安装 3210151.3光栅座建模与安装 4310371.1.1光栅座的建模 4190391.1.2光栅台及读数头安装 559301.4整机的装配 51.1柔性铰链的建模与安装1.1.1柔性铰链的建模柔性铰链作为FTS装置的导向结构，对柔性铰链的加工以及安装的精度要求都比较高，参考了较多的文献后发现，在使用直梁型柔性铰链的FTS装置中，绝大多数的柔性铰链都是通过螺纹连接，通过螺纹连接将柔性铰链安装在底座上，而这对于装配的精度要求非常高，安装的误差会影响整体的精度。依据对上述问题的考虑，思考采用一种整体式的结构，使得柔性铰链与底座一体式加工成型，当然，这样的设计会使加工的难度有一定的提升。但是权衡装配的难度，还是选用一体式的结构设计。柔性铰链及底座的设计如图1.1所示。图1.4柔性铰链及底座的三维模型柔性铰链采用前述的Y型结构，柔性铰链、立板与底座为一体式结构，前后共两个柔性铰链，由于沿z向的力通过FTS控制过程进行抵消，当切削过程中z向受力时，仅通过一个柔性铰链连接类似于悬臂结构会使刚度不足，这时在后侧再加一个柔性铰链，即形成了简支结构，可以提升刚度并减小变形。前端柔性铰链的中间部分为通孔，用双螺母的方式紧固，四周为螺纹孔，通过螺钉可以将刀架等装置固定在上面。由于一侧需要安装电机，所以后侧的柔性铰链中间部分为螺纹孔，这样通过单个螺母与螺纹孔实现双螺纹防松，同样四周为螺纹孔，将光栅台安装在相应的位置上。中间的立板中间部分为通孔，将连接杆穿入音圈电机，并与两侧铰链相连，同样四周加工四个均布的螺纹孔，用于安装电机的定子部分，调整螺纹孔的均布角度，使之恰好不被前侧的柔性铰链挡住，能够在柔性铰链端实现螺钉的紧固，简化了安装过程。1.1.2柔性铰链与立板的安装由于采用了一体式的结构，所以极大的简便了柔性铰链与立板及底座的装配关系，使得三者间的垂直度、平行度到装配误差都得到了很好的保证。最后仅需要将底座通过螺纹连接安装在机床的相配合的基座中，并将盖板盖上，完成柔性铰链以及底座间的装配。1.2连接杆建模及安装1.2.1连接杆的建模根据安装需求，连接杆需要两侧攻螺纹，且在安装时要注意安装顺序，应当是小端先穿入整个机构中，再在大端侧使用一字或十字螺丝刀将连接杆拧上。两端的长度均需要大过柔性铰链的长度，且安装双螺母一侧需要预留出铰链和双螺母的总长，建模示意图如图1.5所示。图1.5连接杆建模1.2.3连接杆的安装前后两个铰链的凸台分别安装刀架和安装光栅尺的支座，通过四个螺纹孔的螺钉进行固定，柔性铰链中央部分钻出通孔并攻螺纹，连接杆由中央部分的孔穿入，后侧的铰链攻有螺纹，连接杆通过螺纹与铰链连接，在沉孔处安装扁螺母，实现双螺母防松紧固住连接杆。考虑到装配的难度，将前端铰链做成通孔，连接杆与前端铰链无螺纹配合关系，而是通过两个扁螺母在前端铰链两侧实现对连接杆的固定。连接杆与柔性铰链及立板连接安装如图1.6所示。图1.6连接杆与柔性铰链安装1.3光栅座建模与安装1.1.1光栅座的建模设计光栅座的作用主要是为了便于光栅读数头的装配，由于光栅测量的精度高，相对应的，其安装精度也有一定要求，所以在安装过程当中应当可以实时的对光栅读数头的姿态进行调整，且应当在至少能在两个非平行的平面上对光栅读数头进行调整。根据需求设计了两个相互垂直的平面，通过螺钉与光栅读数头进行连接。根据TONICT1000的产品说明书要求光栅读数头与光栅尺的距离要求应严格控制在2.1±0.15mm，所以对光栅台的高度以及光栅尺的裁剪安装均有一定限制要求。光栅台建模如图1.7所示。图1.7光栅台建模1.1.2光栅台及读数头安装光栅台将通过两个螺纹孔紧固在底座上，在之前的柔性铰链-底座一体式设计中，已经为光栅台的安装预留了位置。根据安装的距离设计，在没有加工误差的情况下，安装完光栅读数头之后，读数头距离光栅尺的距离应当恰好为2.1mm。在安装读数头时需要保证读数头平面与光栅尺平面严格平行，无法通过目测方式保证平行要求，TONICT1000系列产品在光栅读数头的侧方设有两个指示灯，当安装位置正确时绿灯亮，当安装位置不当时黄灯亮，通过指示灯，能很好的保证安装精度。光栅台与读数头的安装如图1.8所示。图1.8读数头及光栅台1.4整机的装配根据前文所述，立板、柔性铰链与底座为一体式的加工工件，不需要额外的安装需求。立板上由四个均布的孔对应音圈电机定子的四个螺纹孔，音圈电机的定子部分与后侧柔性铰链通过螺纹相连接，中间连接杆通过前端的孔穿入整个