二维工作台装配和调整电子的教学案.docx

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二维工作台装配和调整电子的教学案

教学环节

教学内容

附记

二维工作台的装配与调整

实训前的准备工作

1、教学场地：

多媒体、实训车间、砂轮机房等

2、设备准备：

THMDZT-1型机械装调技术综合实训装置、钻床、砂轮机、钳桌、台虎钳等

3、工具准备：

拆装扳手、吊装用具、橡胶榔头、划线工具、机油、棉纱等

4、量具准备：

钢板尺、千分尺、精密角尺、杠杆百分表、检验棒等

5、刀具：

钻头、锉刀等

6、防护用品：

防护眼镜、抹布、工作服、工作帽

7、资料：

二维工作台机构装配图纸、安全操作规程等

所有工量具及设备应在上课前准备就绪

复习引导

回顾上次实训内容，主要学习了变速箱装配图和零件图的识读、常用拆卸工具的基本操作方法、零部件和机构装配工艺与调整、装配质量检验等技能。

复习提问：

（1）箱体的检验项目主要有哪些？

答：

孔的尺寸精度、孔的形状精度、孔系的位置精度、表面粗糙度等。

（2）齿轮齿侧间隙检测的两种方法。

答：

压铅丝检验法、百分表检验法

（3）渐开线圆柱齿轮接触精度接触斑点的面积是多少？

答：

在轮齿的高度上接触斑点不少于30%~50%；在轮齿的宽度上接触斑点不少于40%~70%。

数控机床是一种高度自动化的机床。

随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量的不断提高，对机床的精度要求也越来越高，数控机床精密工作台采用滚珠丝杠和直线导轨副传动,具有精度高,效率高,寿命长,磨损小,节能降耗,结构紧凑,通用性较强。

在进行装配这些具有高精度部件时应注意哪些事项？

本周实训是根据机械装调装置中模仿数控铣床工作台的结构进行分析，主要学习滚珠丝杠和直线导轨副的装配与调整。

提问时要及时引导学生回答问题

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

一、结合实物识读二维工作台机构装配图

1、装配图一般应包括的内容

（1）一组图形

表达出机器或部件的工作原理、零件之间的装配关系和主要结构形状。

（2）必要的尺寸

主要是指与部件或机器有关的规格，装配，安装，外形等方面的尺寸。

（3）技术要求

提出与部件或机器有关的性能，装配，检验，试验，使用等方面的要求。

（4）编号和明细栏

说明部件或机器的组成情况，如零件的代号、名称、数量和材料等。

（5）标题栏

填写图名、图号、设计单位，制图、审核、日期和比例等。

2、装配图的用途

装配图是表达机器或部件的图样。

在进行装配、调整、

先讲解装配图的组成，让学生对装配图有个初步的了解，明确装配图的重要性

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

检验和维修时都需要装配图。

设计新产品、改进原产品时都必须先绘制装配图，再根据装配图画出全部零件图。

3、识读二维工作台机构装配图（图纸用多媒体设备展示）

读装配图是工程技术人员必备的一种能力，在设计、装配、安装、调试以及进行技术交流时，都要读装配图。

（1）读装配图的要求：

1）了解部件的功用、使用性能和工作原理。

2）弄清各零件的作用和它们之间的相对位置、装配关系和连接固定方式。

3）弄懂各零件的结构形状。

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

4）了解部件的尺寸和技术要求。

（2） 概括了解 

1） 从标题栏中了解产品的名称，由此可略知其主要用作和性能。

 名称是二维工作台。

2）看零件编号和明细栏，了解零件的名称、数量和它在图中的位置。

从明细栏中了解零件的种类，从中略知装配的大致组成情况及复杂程度。

从明细栏得知共56种零件组成。

3）从视图的配置、尺寸和技术要求，可知该装配体的大小、结构特点及大致的工作原理。

共分为上、下两层导轨，分别表示机床的纵向和横向。

（3） 分析视图 

根据视图配置，找出它们之间的投影关系。

对于剖视图，要找出剖切位置，所采用的表达方法及其表达的主要内容。

 图中共2个视图，均画有局部剖视图。

主视图主要表达出下层滚珠丝杠及导轨的装配位置，以及支撑滚珠丝杠的两轴承座的内部结构。

左视图主要表达出上层滚珠丝杠及导轨的装配位置，以及支撑滚珠丝杠的两轴承座的内部结构。

（4） 归纳总结 

在详细分析各零件之后，综合想像出装配体的整个结构和装配关系，弄懂装配图的工作原理，从而完全了解该装配体。

2、直线导轨相关知识

1、直线导轨定义及分类

直线导轨称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载， 同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。

直线导轨分为方形滚珠直线导轨、双轴芯滚轮直线导轨、圆柱直线导轨。

如下图：

使学生对生产实践产生初步认识，激发学习兴趣，树立职业意识。

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

方形滚珠直线导轨双轴芯滚轮直线导轨圆柱直线导轨

2、直线导轨的结构 

直线导轨有两个基本组件，一个作为导向的为固定组件（导轨），另一个是移动组件（滑块）， 作为导向的导轨为淬硬钢，经精磨后置于安装平面上，其横截面的几何形状比较复杂，因为导轨上需要加工出沟槽，以利于滑动组件的移动滑块包裹着导轨的顶部和两侧面直线导轨以滚动钢球作为导轨和滑块之间的动力传输界面，因为滚动钢球适应于高速运动、摩擦系数小、灵敏度高，满足运动部件的工作要求，可进行无限滚动循环的运动，并将滑块限制在导轨上，使负载平台能沿导轨以高速度高精度做直线运动 负载平台移动时，钢球就在滑块支架沟槽中循环流动，把滑块支架的磨损量分摊到各个钢球上，从而延长直线导轨的使用寿命为了消除滑块支架与导轨之间的间隙，可预加载荷能提高导轨系统的稳定性。

直线导轨结构组成见下图

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

3、直线导轨工作原理 

直线导轨可以理解为是一种滚动导引，是由钢珠在滑块跟导轨之间无限滚动循环，从而使负载平台沿着导轨轻易的高精度线性运动，并将摩擦系数降至平常传统滑动导引的五十分之一，能轻易地达到很高的定位精度。

三、滚珠丝杠相关知识

1、滚珠丝杠的定义及功能

滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

滚珠丝杆是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。

2、滚珠丝杠的工作原理及结构

在丝杆和螺母上加工有弧形螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。

而滚珠则沿滚道滚动，并经两相邻滚道的回珠器，作周而复始的循环运动。

主要有丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。

如下图：

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

3、滚珠丝杠的类型 

  常用的循环方式有两种：

外循环和内循环。

1） 外循环：

滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环。

外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。

如图所示：

2） 内循环：

始终与丝杠保持接触的称为内循环。

内循环均采用反向器实现滚珠循环。

如图所示：

讲授时要展示两种类型的实物，让学生更直观的了解二者区别

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

4、滚珠丝杠特点：

1）传动效率高：

机械效率可高达92%~98%。

2）摩擦力小：

主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。

3）轴向间隙可消除：

也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。

经预紧后可消除间隙。

4）使用寿命长、制造成本高：

主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。

实训内容

二维工作台的装配步骤

（一）工作准备

1.熟悉图纸和零件清单、装配任务；

2.检查文件和零件的完备情况；

3.选择工、量具；

4.用清洁布清洗零件；

5.螺钉、平垫片、弹簧垫圈等的准备。

（二）二维工作台的装配步骤

1、安装直线导轨1

（1）以30（底板）的侧面（磨削面）为基准面A，调整30（底板）的方向，将基准面A朝向操作者，以便以此面为基准安装直线导轨。

（2）将29（直线导轨1）中的一根放到30（底板）上，使导轨的两端靠在30（底板）上49（导轨定位基准块）上（如果导轨由于固定孔位限制不能靠在定位基准块上，则在导轨与定位基准块之间增加调整垫片），用M4×16的内六角螺钉预紧该直线导轨（加弹垫）。

如右图：

教学环节

教学内容

附记

课题所需的相关知识

（3）按照导轨安装孔中心到基准面A的距离要求（用深度游标卡尺测量），调整29（直线导轨1）与49（导轨定位基准块）之间的调整垫片使之达到图纸要求。

（4）将杠杆式百分表吸在直线导轨1的滑块上，百分表的测量头接触在基准面A上，沿直线导轨1滑动滑块，通过橡胶锤调整导轨，同时增减调整垫片的厚度，使得导轨与基准面之间的平行度符合要求，将导轨固定在30（底板）上，并压紧导轨定位装置。

注：

后续的安装工作均以该直线导轨为安装基准（以下称该导轨为基准导轨）。

（5）将另一根29（直线导轨1）放到底板上，用内六角螺钉预紧此导轨，用游标卡尺测量两导轨之间的距离，通过调整导轨与导轨定位基准块之间的调整垫片，将两导轨

教学环节

教学内容

附记

实训内容

的距离调整到所要求的距离。

（6）以底板上安装好的导轨为基准，将杠杆式百分表吸在基准导轨的滑块上，百分表的测量头接触在另一根导轨的侧面，沿基准导轨滑动滑块，通过橡胶锤调整导轨，同时增减调整垫片的厚度，使得两导轨平行度符合要求，将导轨固定在30（底板）上，并压紧导轨定位装置。

注：

直线导轨预紧时，螺钉的尾部应全部陷入沉孔，否则拖动滑块时螺钉尾部与滑块发生摩擦，将导致滑块损坏。

2、安装丝杠1

（1）用M6×20的内六角螺钉（加Φ6平垫片、弹簧垫圈）将10螺母支座固定在13（丝杆1）的螺母上。

教学环节

教学内容

附记

实训内容

（2）利用轴承安装工具、铜棒、卡簧钳等工具，将3（端盖1）、52（轴承内隔圈）、51（轴承外隔圈）、33（角接触轴承）、39（Φ15轴用卡簧）、40（轴承6202）分别安装在13（丝杆1）的相应位置。

注：

为了控制两角接触轴承的预紧力，轴承及轴承内、外隔圈应经过测量。

（3）将26（轴承座1）和14（轴承座2）分别安装在丝杆上，用M4×10内六角螺钉将3（端盖1）、41（端盖2）固定。

注：

通过测量轴承座与端盖之间的间隙，选择相应的调整垫片。

教学环节

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附记

实训内容

（4）用M6×30内六角螺钉（加Φ6平垫片、弹簧垫圈）将轴承座预紧在底板上。

在丝杆主动端安装53（限位套管）、2（M14×1.5圆螺母）、1（齿轮）、54（轴端挡圈）、56（M4×10外六角螺钉）和31（键4×4×16）。

（5）分别将丝杆螺母移动到丝杆的两端，用杠杆表判断两轴承座的中心高是否相等。

通过在轴承座下加入相应的调整垫片，使两轴承座的中心高相等。

（6）分别将丝杆螺母移动到丝杆的两端，同时将杠杆式百分表吸在29（直线导轨1）的滑块上，杠杆式百分表测量头接触在9（丝杆螺母）上，沿直线导轨滑动滑块，通过橡胶锤调整轴承座，使13（丝杆1）与29（直线导轨1）平行。

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附记

实训内容

注：

滚珠丝杆的螺母禁止旋出丝杆，否则将导致螺母损坏。

轴承的安装方向必须正确。

3、安装中滑板及直线导轨2

（1）将12（等高块）分别放在11（直线导轨滑块）上，将50（中滑板）放在12（等高块）上（侧面经过磨削的面朝向操作者的左边），调整滑块的位置。

用M4×70（加Φ4弹簧垫圈）将等高块、中滑板固定在导轨滑块上。

（2）用M6×20内六角螺钉将50（中滑板）和10（螺母支座）预紧在一起。

用塞尺测量丝杆螺母支座与中滑板之间的间隙大小。

如下图：

（3）将M4×70的螺钉旋松，选择相应的调整垫片加入丝杆螺母支座与中滑板之间的间隙。

（4）将中滑板上的M4×70的螺栓预紧。

用大磁性表座

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附记

实训内容

固定90°角尺，使角尺的一边与50（中滑板）左侧的基准面紧贴在一起。

将杠杆式百分表吸附在底板上的合适位置，百分表触头打在角尺的另一边上，同时将32（手轮）装在34（丝杆2）上面。

摇动手轮使中滑板左右移动，观察百分表的的示数是否发生变化。

如果百分表示数不发生变化，则说明中滑板上的导轨与底板的导轨已经垂直。

如果百分表示数发生了变化，则用橡胶锤轻轻打击中滑板，使上下两层的导轨保持垂直。

（5）将44（直线导轨2）中的一根放到50（中滑板）上，使导轨的两端靠在50（中滑板）上49（导轨定位基准块）上（如果导轨由于固定孔位限制不能靠在定位基准块上，则在导轨与定位基准块之间增加调整垫片），用M4×16的内六角螺钉预紧该直线导轨（加弹垫）。

（6）按照导轨安装孔中心到基准面B的距离要求（用深度游标卡尺测量），调整44（直线导轨2）与49（导轨定位基准块）之间的调整垫片使之达到图纸要求。

（7）将杠杆式百分表吸在直线导轨2的滑块上，百分表的测量头接触在基准面B上，沿直线导轨2滑动滑块，通过橡胶锤调整导轨，同时增减调整垫片的厚度，使得导轨与基准面之间的平行度符合要求，将导轨固定在50（中滑板）上，并压紧导轨定位装置。

后续的安装工作均以该直线导轨为安装基准（以下称该导轨为基准导轨）。

（8）将另一根44（直线导轨2）放到底板上，用内六角

螺钉预紧此导轨，用游标卡尺测量两导轨之间的距离，通

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过调整导轨与导轨定位基准块之间的调整垫片，将两导轨的距离调整到所要求的距离。

（9）以中滑板上安装好的导轨为基准，将杠杆式百分表吸在基准导轨的滑块上，百分表的测量头接触在另一根导轨的侧面，沿基准导轨滑动滑块，通过橡胶锤调整导轨，同时增减调整垫片的厚度，使得两导轨平行度符合要求，将导轨固定在50（中滑板）上，并压紧导轨定位装置。

注：

直线导轨预紧时，螺钉的尾部应全部陷入沉孔，否则拖动滑块时螺钉尾部与滑块发生摩擦，将导致滑块损坏。

4、安装丝杆2（安装方法与丝杠1一致，重复以上安装步骤）

（1）用M6×20的内六角螺钉（加Φ6平垫片、弹簧垫圈）将10螺母支座固定在34（丝杆2）的螺母上。

（2）利用轴承安装工具、铜棒、卡簧钳等工具，将3（端盖1）、52（轴承内隔圈）、51（轴承外隔圈）、33（角接触轴承）、39（Φ15轴用卡簧）、40（轴承6202）分别安装在13（丝杆1）的相应位置。

注：

为了控制两角接触轴承的预紧力，轴承及轴承内、外隔圈应经过测量。

（3）将26（轴承座1）和14（轴承座2）分别安装在丝杆上，用M4×10内六角螺钉将3（端盖1）、41（端盖2）固定。

注：

通过测量轴承座与端盖之间的间隙，选择相应的调整垫片。

（4）用M6×30内六角螺钉（加Φ6平垫片、弹簧垫圈）将轴承座预紧在中滑板上。

在丝杆主动端安装53（限位套管）、2（M14×1.5圆螺母）、35（手轮）、54（轴端挡圈）、56（M4×10外六角螺钉）和31（键4×4×16）。

（5）分别将丝杆螺母移动到丝杆的两端，用杠杆表判断两轴承座的中心高是否相等。

通过在轴承座下加入相应的调整垫片，使两轴承座的中心高相等。

教学环节

教学内容

附记

实训内容

（6）分别将丝杆螺母移动到丝杆的两端，同时将杠杆式百分表吸在44（直线导轨2）的滑块上，杠杆式百分表测量头接触在9（丝杆螺母）上，沿直线导轨滑动滑块，通过橡胶锤调整轴承座，使34（丝杆2）与44（直线导轨2）平行。

注：

滚珠丝杆的螺母禁止旋出丝杆，否则将导致螺母损坏。

轴承的安装方向必须正确。

5、安装上滑板

（1）将12（等高块）分别放在11（直线导轨滑块）上，将45（中滑板）放在12（等高块）上（侧面经过磨削的面朝向操作者），调整滑块的位置。

用M4×70（加Φ4弹簧垫圈）将等高块、中滑板固定在导轨滑块上。

（2）用M6×20内六角螺钉将45（上滑板）和10（螺母支座）预紧在一起。

用塞尺测量丝杆螺母支座与上滑板之间的间隙大小。

（3）将M4×70的螺钉旋松，选择相应的调整垫片加入丝杆螺母支座与上滑板之间的间隙。

（4）将上滑板上的M4×70、6X20螺丝打紧。

至此完成二维工作台的安装和调整。

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