新疆大学毕业论文（设计）

YZX电机电机滚珠丝杠三爪卡盘电机电机喷枪

图 3-1 方案一进给机构示意图

方案二：工作台实现X、Y方向运动和三爪卡盘的转动，喷枪实现Z方向运动。如图3-2、图3-3所示。

Y电机X三爪卡盘滚珠丝杠电机电机

图 3-2 方案二工作台进给机构示意图

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Z喷枪滚珠丝杠电机

图 3-3 方案二喷枪进给机构示意图

方案三：工作台实现Y方向运动和三爪卡盘的转动，喷枪实现X、Z方向运动。如图3-4、图3-5所示。

Y电机X三爪卡盘电机滚珠丝杠图 3-4 方案三工作台进给机构示意图

Z喷枪X滚珠丝杠电机电机

图 3-5 方案三喷枪进给机构示意图

(2) 进给系统方案的比较和确定

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方案一是工作台实现Ｘ、Ｙ、Z方向运动和三爪卡盘的转动，喷枪固定不能运动。这种进给方案能够实现喷枪对平面工件的表面喷涂，但平面工件装夹及其丝杠导轨结构的设计和布局比较复杂。并且，由于喷枪在正常工作时是固定不运动的，在喷涂轴类工件时，不能够实现喷枪沿轴类工件的轴线方向自由进给。

方案二是工作台实现X、Y方向运动和三爪卡盘的转动，喷枪实现Z方向运动。这种进给方案能够实现喷枪对平面工件的表面喷涂，并且平面工件的装夹及其丝杠导轨的结构设计和布局较方案一较简单。但是，同方案一，由于喷枪在正常工作时是只能够沿Z向做进给运动，不能实现喷枪沿轴类工件的轴线方向进给。

方案三是工作台实现Y方向运动和三爪卡盘的转动，喷枪实现X、Z方向运动。这种进给方案能够实现喷枪对平面工件的表面喷涂，工作台上平面工件的装夹及其丝杠导轨结构的设计和布局较前两种方案最为简单，并且，在喷涂正常进行过程中，喷枪能够实现Z向进给和X向进给运动，能够实现轴类工件和平面类工件的表面喷涂。

综上所述，方案三最为符合设计的要求，因此选择方案三作为等离子喷涂功能材料制备的实验工装的进给机构的设计方案。

3.3 导轨类型的选择

导轨主要用来支撑和引导运动部件沿一定的轨道运动。在导轨副中，运动的一方称为动导轨，不动的一方称为支撑导轨。本设计中，动导轨相对应支撑导轨作直线运动。按导轨接合面的摩擦性，导轨可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨[7]。

对于滚动导轨是在导轨工作面之间安排滚动件，使两导轨面之间形成滚动摩擦，滚动导轨的摩擦系数小，而且动、静摩擦系数相近，磨损小，润滑容易。因此它低速运动平稳性好，移动精度和定位精度高。但滚动导轨的抗振性比滑动导轨差，结构复杂，对脏物也较为敏感，需要良好的防护，对于等离子喷涂过程中，喷射流中微粒的溅射比较严重，对滚动导轨的封闭性要求太高。因此滚动导轨对于本次设计的等离子喷涂实验工装设备不太适合。

对于静压导轨，导轨间通入压力油，其工作时磨损很小，因而导轨的精度保持性好，寿命长。它的油膜厚度几乎不受速度的影响，油膜承载能力大、刚性高、吸振性良好。这种导轨的运行很平稳，既无爬行也不会产生振动。但静压导轨结构复杂，并需要有一套过滤效果良好的液压装置，制造成本较高。目前静压导轨一般应用在大型、重型数控机床上。因此静压导轨对于本次设计的等离子喷涂实验工装设备不太适合[7]。

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对于滑动导轨结构简单，制造方便，刚度好，抗振性能好，是机械产品中最广泛使用的导轨形式。因此，本设计选用滑动导轨作为滑动导轨作为导向导轨。

3.3.1 选择的导轨满足的要求

(1) 导向精度高

导向精度主要是指导轨沿支撑导轨运动的直线度和圆度。影响导向精度的主要因素有导轨的几何精度、导轨的接触精度、导轨的结构形式、动导轨及支撑导轨的刚度和热变形，还有装配质量。 (2) 耐磨性好及寿命长

导轨的耐磨性决定了导轨的精度保持性，动导轨沿支撑导轨长期运动会引起导轨的不均匀磨损，破坏导轨的导向精度，从而影响机床的加工精度。 (3) 足够的刚度

导轨要有足够的刚度，保证在载荷作用下不产生过大的变形，从而保证各部件的相对位置和导向精度。 (4) 低速运动的平稳性

在低速运动时，作为部件的动导轨易发生爬行现象，进给运动的爬行将提高被加工表面的表面粗糙度，故要求导轨低速运动平稳。 (5) 工艺性好

设计导轨时，要注意到制造、调整和维护的方便，力求结构简单、工艺性和经济性好。

3.3.2 常见的滑动导轨类型和导轨类型的确定

常见的滑动导轨的截面形状有矩形、三角形、燕尾形和圆形，如图3-6所示。不同截面类型的导轨有不同的特点和用途[10]。

矩形三角形燕尾形圆形图 3-6 常见的滑动导轨类型

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