PDC钻头检测装置机械部分机构的结构

灰尘污染，测量信号与绝对位置一一对应，不易受到干扰。 3) 使用寿命长，安装维修简单。

4) 可用于长距离位移测量，适合于大中型机床使用。 5) 工艺性好，成本低。定尺与滑尺绕组便于复制和成批生产。

直线型感应同步器的定尺安装在机床的不动部件上，既可直接安装在机床某个面上，也可以和尺座构成组件后在安装在机床上。所以综合各种检测装置，应使用感应同步器更为好。

四、 PDC钻头机械部分检测装置进给机构设计

4.1纵向导轨设计

导轨是机床的关键部件之一，其性能好坏，将直接影响机床的加工精度、承载能力和使用寿命。导轨设计应满足：导向精度、耐磨性、低速运动平稳性、刚度、结构简单、工艺性好、便于间隙调整，具有良好的润滑和防护等要求。 4.1.1导轨类型的选择

导轨类型很多，分类不一。常用的导轨类型有普通滑动导轨（滑动导轨）、塑料导轨（贴塑导轨）、镶金属导轨、滚动导轨、静压导轨、支压导轨。在PDC钻头检测装置中，选用滚动导轨，这是因为滚动导轨可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单。

4.1.2 滑动导轨类型的选择

导轨类型很多，分类不一。常用的导轨类型有普通滑动导轨（滑动导轨）、塑料导轨（贴塑导轨）、镶金属导轨、滚动导轨、静压导轨、支压导轨。在电火花成形加工机床中，选用滑动导轨。

4.1.3直线滑动导轨类型的选择

常见的滑动导轨截面形状，有三角形（分对称、不对称两类）、矩形、燕尾形及圆形等四种，每种又分为凸形和凹形两类。如图所示。凸形导轨不易积存切屑等脏物，也不易储存润滑油。宜在低速下工作；凹形导轨则相反，可用于高速，

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PDC钻头检测装置机械部分设计

但必须有良好的防护装置，以防切屑等脏物落入导轨。该电火花成形机床应选择凹形三角形导轨：该导轨在垂直载荷的作用下，磨损后能自动补偿，不会产生间隙，故导向精度较高。但压板面仍需有间隙调整装置。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为900。为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，应采用较大的顶角（1100-1200）；为提高导向性，可采用较小的顶角（600）。如果导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用尽可能垂直于导轨面。

对称三角形不对称三角形矩形燕尾形圆形凸形凹形 图 4-1 导轨的截面形状

4.1.4 选择导轨的补偿及调整装置

选用塞块调整间隙，其精度和刚度均较高。

4.1.5 润滑的选择

直线滑动导轨副常用钠基润滑脂润滑，为防止异物侵入和润滑剂的泄出，滑座两端装上耐油橡胶密封圈。

4.1.6材料的选择

选用CrWMn，进行冷处理和低温时效，并采用镶件式，最大限度地消除导轨

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PDC钻头检测装置机械部分机构的结构

在使用中的变形。

4.2 纵向滚珠丝杠的设计

为了提高数控机床的传动精度和灵敏度，在需要将回转运动转换为直径运动的场合，常采用滚珠丝螺母副。它是将丝杠螺母的螺旋槽加工成弧形，并放入适当的滚珠，当丝杠相对于螺母旋转时，滚珠便在由丝杠和螺母的两个弧形槽所形成的滚道中滚动，使螺旋传动由滑动摩擦变为滚动摩擦。

滚珠丝杠螺母副具有以下优点： 1) 传动效率高。 2) 灵敏度高，随动性好。 3) 使用寿命长。

4) 无反向死区，并能提高轴的刚度和反向精度。 5) 运动具有可逆性。

因此，选用滚珠丝杠螺母副来将步进电机的旋转运动转变为直线运动。[10]

4.2.1 基本传动方式的选择

根据丝杠和螺母相对运动组合情况，其基本传动形式有四种：

（1）螺母固定，丝杠转动并移动如图（a）所示,该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构叫简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，刚性太差。因此只适用于行程较小的场合。所以不适合使用于该场合。

（2）丝杠转动，螺母移动如图（b）所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。

（3）螺母转动，丝杠移动如图（c）所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。

（4）丝杠固定，螺母转动并移动如图（d）所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，故很少使用。

如图4所示。选择丝杠转动、螺母移动的传动形式。

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PDC钻头检测装置机械部分设计

图4-2 基本传动形式

4.2.2 结构形式的选择

（1）螺纹滚道型面（法向）的形状选择

我国生产的滚珠丝杠有单圆弧型和双圆弧型，因为双圆弧型的螺纹滚道的接触角在工作过程中基本保持不变。两圆弧相交处有一小空隙，可使滚道底部与滚珠不接触，并能存一定的润滑油以减少摩擦和磨损，应用广泛，因此选用双圆弧型的螺纹滚道。

（2）滚珠循环方式的选择

滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环二种。选用内循环方式，其优点是滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小，选用浮动式反向器，这种反向器的优点是：在高频浮动中达到回珠圆弧槽进出口的自动对接，通道流畅、摩擦特性较好，适用于高速、高灵敏度、高刚性的精密进给系统。

4.2.3 滚珠丝杠副主要技术参数的确定

（1）基本导程P0的选择

基本导程的大小应根据机电一体化系统的精度要求确定，因此设计精度要求较高，要选取较小的基本导程。由国际标准化组织（ISO/DIS3408-2-1991）知尺寸系列：

基本导程：1，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40 因此选用P0?4mm （2）螺母选择

由于数控机床对滚珠丝杠副的刚度有较高的要求，故选择螺母时应注重其刚

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