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车床尾座检具设计说明书

一、车床尾座的作用
1、安装时利用尾座调整车床的精度
2、使用尾座可以钻孔，打中心孔，加工长轴可以顶着另一端
3、利用尾座可以车偏心轴
二、检具
检具是工业生产企业用于控制产品各种尺寸（例如孔径、空间尺寸等）的简捷工具，提高生产效率和控制质量，适用于大批量生产的产品，如汽车零部件，以替代专业测量工具，如光滑塞规、螺纹塞规、外径卡规等。
柔性检具：广义上，具备可调、大部分部件可以重复使用的专用尺寸误差检测工具都可以归为柔性检具。柔性检具可以通过适当调整完成对不同型号或产品的检测，所以具备一对多、所占空间小、材料浪费少的特点。同时，柔性检具通常是模块化结构，制造周期通常都比较短。

特点：（1）柔性检具具有一些传统检具没有的特别优势，主要包括：一个柔性检具稍作调整就可测量不同的产品（一对多或可调、节约存储空间、部件均可以重复使用）、自动测量、数据自动记录、测量精度高、不怕变形（维护成本低）、开发周期短等。
（2）柔性检具是传统检具的重要补充，有些场合比如空间小不易安装测头的时候只能使用传统检具。柔性检具还无法完全替代传统检具。

（3）柔性检具的精度是通过测头精度来保证的。由于测头可以重置归零，即使工装精度低或变形，只要重新将测头归零，系统可以自动完成补偿，基本不会影响使用。

（4）柔性检具采用了测头方式测量误差，所以测点是离散的；而传统检具是参考型面为测量基准，测量点是连续的。柔性检具是自动测量，需要稳定的电源；传统检具通常是纯机械测量，一般不需要电源。

三、下图是车床尾座的三视图

本检具检测的是剖视图A-A中Φ20H7的孔，检测孔与上端面的垂直度。

四、下图为检具的三视图

（1） 检具的组成
1滚花螺母
2螺钉
3定位轴
4检具体
5百分表
6表架
7蝶形螺母
8垫片
9螺钉

（2）垂直度定义及评价标准

定义：是位置公差，用符号⊥表示。垂直度评价直线之间、平面之间或直线与平面之间的垂直状态。其中一个直线或平面是评价基准，而直线可以是被测样品的直线部分或直线运动轨迹，平面可以是被测样品的平面部分或运动轨迹形成的平面。

评价标准：当基准是直线，被评价的是直线时，垂直度是垂直于基准直线且距离最远的两个包含被测直线上的点的平面之间的距离。

当基准是直线，被评价的是平面时，垂直度是垂直于基准直线且距离最远的两个包含被测平面上的点的平面之间的距离。

当基准是平面，被评价的是直线时，垂直度是垂直于基准平面和评价方向，且距离最远的两个包含被测直线上的点的平面之间的距离。

当基准是平面，被评价的是平面时，垂直度是垂直于基准平面且距离最远的两个包含被测平面上的点的平面之间的距离。

结论：本检具测量的是以直线为基准，被评价的是平面的情况。垂直度小于0.1则零件合格

（3）工作原理

被测件是Φ20H7的孔，将定位轴3插入孔中，但是轴跟孔不能过盈配合，然后将表架6、百分表5、检具体4套在定位轴3上，调节表架6的位置，使百分表侧头落在要求的位置，再在轴上固定一对锥齿轮（连接见简图），利用电机转动，通过减速器减速最终使百分表的触头缓慢的转动，转动三十度停五秒记下百分表的读数，然后继续旋转，由此转动一周可以采集12个点。接着松开蝶形螺母，将百分表的触头向外移动一定的距离，启动电动机再采集12个点，根据这个方法采集五组这样的12个点，根据最小二乘法计算每组的拟合直线，计算最大偏差，求五组的平均值。
锥齿轮及齿数要求：电机转速n电=450r/min，传动比i1=3，所以高速轴的转速n高=n电i1=4503=150r/min，锥齿轮间的传动比i2=3,所以低速齿轮n低=n高i2=1503=50r/min,设高速齿轮齿数z1=24，则高速齿轮齿数z2=z1*i2=24*3=72

（4）计算公式
最小二乘法
`x=i=0nxin

`y=i=0nyin

a=i=1nxi- `x(yi-`y)i=1n(xi-`x)²

b=`y-a`x

y’=ax+b

L=y-y’

式中：x是采集点的数
y是百分表的读数（mm）
`x 是x的平均数
`y是y的平均数
y’=ax+b是拟合直线
L是y与拟合直线的差值

五、测量过程

x
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
y
2.12
2.11
2.21
2.15
2.19
2.22
2.14
2.19
2.13
2.15
2.18
2.20
y’

2.148
2.151
2.154
2.157
2.160
2.163
2.166
2.169
2.172
2.175
2.178
2.181
L
-0.028
-0.041
0.056
-0.007
0.03
0.057
-0.026
0.021
-0.042
-0.025
0.002
0.019

`x=1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+1212=6.5

`y=2.12+2.11+2.21+2.15+2.19+2.22+2.14+2.19+2.13+2.15+2.18+2.2012=2.17

a=(1-65)(2.12-2.17)+(2-6.5)(2.11-2.17)+(3-6.5)(2.21-2.17)+(4-6.5)(2.15-2.17)+(5-6.5)(2.19-2.17)+(6-6.5)(2.22-2.17)+(7-6.5)(2.14-2.17)+(8-6.5)(2.19-2.17)+(9-6.5)(2.13-2.17)+(10-6.5)(2.15-2.17)+(11-6.5)(2.18-2.17)+(12-6.5)(2.20-2.17)/（1-6.5）^2 +(2-6.5)^2+(3-6.5)^2+(4-6.5)^2+(5-6.5)^2+(6-6.5)^2+(7-6.5)^2+(86.5)^2+(9-6.5)^2+(10-6.5)^2+(11-6.5)^2+(12-6.5)^2=0.003

b=2.17-0.003*6.5=2.145

拟合直线：y’=0.003x+2.145

x=1:1:12;
y=[2.12 2.11 2.21 2.15 2.19 2.22 2.14 2.19 2.13 2.15 2.18 2.20];
plot(x,y,'o',x,0.003*x+2.145,'-')

线性度：L’=Lmax/Yfs=0.057/2.22=0.026

式中：
Lmax 为拟合直线最大偏差
Yfs 为全量程

根据此方法计算出另外四组的线性度最后取平均值。
最后算出来的平均值小于0.1则垂直度满足要求。