本科畢業(yè)論文（設(shè)計）論文題目：基于虛交點的圓錐體端面尺寸數(shù)顯量具的研制學(xué)生姓名：所在院系：機電學(xué)院所學(xué)專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化導(dǎo)師姓名：完成時間：摘要圓錐體由于結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致其端面直徑不易測量。而檢測錐體的方法，最常用的是使用圓錐套規(guī)，這種檢測方法一般只是用來判斷工件是否在規(guī)定的極限尺寸內(nèi)，以確定工件是否合格，但不能測出零件錐體實際尺寸。特別當錐度較大時,過端刻線與止端刻線、過端面與止端面將相距很近，并難以區(qū)分；也有借助輔助工具間接測量的，但此測量方法操作麻煩，測量時間也較長，不利于縮短工時，提高生產(chǎn)率，且不能直接測出數(shù)據(jù)，需利用所得數(shù)據(jù)進行計算，當尺寸精度要求較高時，使用上述量具在生產(chǎn)現(xiàn)場很難實現(xiàn)對該尺寸的精確測量。本文設(shè)計一種基于虛交點的圓錐體端面尺寸數(shù)顯量具，可在機直接測量，不需計算，數(shù)顯直讀，且結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍大，有效地解決了生產(chǎn)現(xiàn)場檢測錐體端面直徑的問題，并利用電子數(shù)顯卡尺和不銹鋼板材等現(xiàn)有材料對該裝置各零件進行工藝規(guī)程設(shè)計，最后進行樣品試制。關(guān)鍵詞：圓錐體端面直徑，測量裝置，精度分析，工藝分析設(shè)計DevelopmentofDigitalDisplayDeviceforMeasuringtheEndSizefortheConeBasedonVirtualIntersectionAbstractBecausetheconehasstructuralspecificity,whichcausesitsendfacediameternoteasytobemeasured.Coneanddetectionmethods,themostcommonistheuseofconesetsofregulations,thisdetectionmethodisgenerallyusedtojudgewhethertheworkpiecesizewithinthelimitsoftheprovisionstodeterminewhethertheworkpiecequalified,butyoucannotmeasuretheactualsizepartscone.Particularlywhenthetaperislarger,hadcarvedlinesandonlyclient-sideengravedlines,hadfacesandwillonlyendincloseproximity,anditisdifficulttodistinguish；alsoaidswiththeindirectmeasurements,butthismeasurementmethodiscumbersome,timemeasurementsaremorelong,isnotconducivetoshortenworkinghours,increasedproductivity,andcannotbedirectlymeasureddata,tobecalculatedusingthedata,whenhigherdimensionalaccuracy,theuseoftheabove-mentionedsceneintheproductionofmeasuringisverydifficulttoachieveaccuratemeasurementofthesize.Inthispaper,thedesignofavirtualpointofintersectionofthecone-enddigitaldisplaymeasuringsize,canbedirectlymeasuredinthemachine,withoutcalculation,direct-readingdigitaldisplayandsimplestructure,measuringrange,andeffectivelyaddresstheproduction-sitedetectionofend-diametercone,andtheuseofelectronicdigitalcalipersandstainlesssteelsheetmaterial,suchastheexistingpartsofthedevicedesignprocessplanning,thefinalsampletrial.Keywords：EndFaceDiamterofCone,MeasuringTool,PrecisionAnalysis,ProcessAnalysisandD目錄1緒論.11.1目前對錐體端面直徑量具的研究現(xiàn)狀.11.2本次設(shè)計的意義和主要內(nèi)容.12裝置的測量原理和結(jié)構(gòu).12.1裝置的測量原理.12.2裝置的結(jié)構(gòu).23裝置的測量范圍分析.33.1最小測量直徑的確定.33.2最大測量直徑的確定.34裝置各零件的加工工藝分析和工藝路線的設(shè)計.44.1主尺體的工藝分析和設(shè)計.64.1.1工藝路線方案一.64.1.2工藝路線方案二.74.1.3工藝路線方案的比較分析.84.2測量卡腳的工藝分析和設(shè)計.104.3尺身和游標的加工工藝分析和工藝路線的設(shè)計.115對裝置測量精度的分析和改善的措施.135.1主尺體鉸鏈中心線與主尺體定位面不共面（誤差為1）對測量精度的影響.135.2主測量卡腳鉸鏈中心線與主測量卡腳工作面不共面（誤差為2）對測量精度的影響.145.3改善和提高裝置測量精度的措施.156量具使用應(yīng)該注意的事項.167結(jié)束語.17致謝.17參考文獻.181緒論1.1目前對錐體端面直徑量具的研究現(xiàn)狀目前，對于圓錐體端面直徑的測量裝置及方法主要有以下幾種：（1）在萬能工具顯微鏡上測量7，但此方法測量步驟繁瑣，且測量設(shè)備成本較高，經(jīng)濟性較差；（2）借助輔助工具間接測量的方法，主要有：在正弦尺上測量6、用60靠鐵和正弦尺測量、在平臺上測量（有單球法、雙球法、圓柱圓球法、量塊圓球法、圓錐量規(guī)法、圓柱雙球法、四球法、雙圓柱法）7等等，這些方法都需要根據(jù)所得數(shù)據(jù)由計算得出結(jié)果，受輔助工具本身制造誤差和計算誤差的影響，得出的尺寸精度較低，而且需要將工件從加工設(shè)備上卸下來，操作比較麻煩；（3）也有使用圓錐套規(guī)2，但套規(guī)不具有通用性，必須針對被測工件進行一對一設(shè)計，制造成本高，加工周期長，在生產(chǎn)的效率上和經(jīng)濟上都不好，不利于精益生產(chǎn)，而且無法測量出工件的具體尺寸。1.2本次設(shè)計的意義和主要內(nèi)容機械設(shè)備中,圓錐面配合在應(yīng)用十分廣泛，如:機床主軸頭孔、汽車半軸軸頭、定位錐銷、多種切削刀具的柄部等。圓錐體的加工雖不及外圓、內(nèi)孔、平面加工那樣廣泛，但在機械加工中也常遇到，不同用途的錐體的要求也不一樣，在制造圓錐體工件時，需要控制工件的外錐直徑尺寸（外錐面與端面交線尺寸），當尺寸精度要求較高時，使用通用量具在生產(chǎn)現(xiàn)場很難實現(xiàn)對該尺寸的精確測量。而且圓錐體的端面往往有毛刺或倒角，尤其是有倒角時，所測點在實體上并不存在，轉(zhuǎn)化成測空間交點距離的問題，測空間交點距離也需專用測量工具并進行計算，有時還需在工件上設(shè)置工藝孔或工藝凸臺，增加了加工工序。而借助輔助工具測量操作麻煩，測量時間也較長，而且還不能直接測出數(shù)據(jù)，需利用所得數(shù)據(jù)進行計算才可獲得所需尺寸，不利于縮短工時，提高生產(chǎn)率。設(shè)計制造一種基于虛交點的圓錐體端面尺寸數(shù)顯量具1，可在機直接測量，不需計算，數(shù)顯直讀，且結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍大，有效地解決了生產(chǎn)現(xiàn)場檢測錐體端面直徑的問題。并在指導(dǎo)老師的安排幫助下解決困難和問題，最后編制工藝文件，購買材料進行樣品試制。2裝置的測量原理和結(jié)構(gòu)2.1裝置的測量原理如圖1所示，以圓錐體小端面直徑測量為例。平面I、III為過圓錐小端面直徑兩端點A、B且分別與圓錐面相切的平面（平面I、III同時也與圓錐小端面圓相切），平面II與圓錐小端面共面。顯然平面I、II的交線MN與平面II、III的交線PQ平行，且與AB垂直，則測圓錐體小頭直徑AB可轉(zhuǎn)化為測兩直線MN和PQ間距離。在設(shè)計量具時，卡腳的測量工作面（可繞鉸鏈R1、R2旋轉(zhuǎn)，自動適應(yīng)錐體的錐度的變化，時刻保持與錐面相切，見圖2）就是平面I、III，主尺和游標上的定位面就是平面II。將A、B附近的測量面鏤空（圖中的沙紋面和斜紋面處），即可避開A、B處的毛刺，完成對小端直徑的測量。2.2裝置的結(jié)構(gòu)如下圖2所示，測量裝置的大體結(jié)構(gòu)有以下幾部分組成。1主尺體；2數(shù)顯裝置；3磁尺；4尺身；5游標體；6銷軸；7副測量卡腳；8主測量卡腳；9錐體零件ACMNPQDB圖1測量原理圖AC平面與圓錐面的切線BD平面與圓錐面的切線K指向主副卡腳工作面，與圖1的平面I和III對應(yīng)L指向為主尺和游標的定位面，與圖1的平面II對應(yīng)圖2圓錐體小端直徑測量裝置主尺部件包括主尺體8、主測量卡腳7、磁尺2、銷軸6、尺身3等。主尺體、主測量卡腳之間通過鉸鏈連接，主測量卡腳的工作面K（平面I）通過鉸鏈中心線，主尺體上設(shè)計有定位面L（平面II），定位面也通過鉸鏈中心線，則鉸鏈的中心線相當于MN。游標部件組包括游標體4、副測量卡腳5、銷軸6、數(shù)顯裝置1、磁尺9等，游標體、副測量卡腳之間也通過鉸鏈連接，副測量卡腳的工作面K（平面III）通過鉸鏈中心線；游標體上設(shè)計有定位面L（平面II），定位面也通過鉸鏈中心線，則鉸鏈的中心線相當于PQ。3裝置的測量范圍分析3.1最小測量直徑的確定最小測量直徑dmin：量具上鉸鏈的中心距就是所測圓錐體小端面直徑。由于鉸鏈與軸線方向垂直的面為正方形，所以可以把鉸鏈的轉(zhuǎn)動范圍看作為一個圓，則該圓的直徑為正方形的對角線，那么該裝置所能測得的最小值即為對角線的長度8.5mm，取最小測量直徑為dmin=10mm。為了論文的更加容易理解和闡述，在以下的設(shè)計說明中，都用旋轉(zhuǎn)輪廓圓來予以論述。3.2最大測量直徑的確定最大測量直徑dmax的確定：測量卡腳上兩鉸鏈的內(nèi)端面距離X直接影響最大測量直徑dmax。若X過小，則會