【正文】 ...................................................................................... 12 電主軸的安裝 ........................................................................................................... 14 本章小結(jié) ............................................................................................................................ 14 4 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)方案設(shè)計 ........................................................................................................... 15 進(jìn)給傳動系統(tǒng)選擇 ............................................................................................................ 15 進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求 ............................................................................................... 15 進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本形式 ....................................................................................... 15 以上幾種傳動方案的簡介和比較 ........................................................................... 15 滾珠絲杠系統(tǒng) .................................................................................................................... 17 滾珠絲杠副的選擇 ................................................................................................... 17 滾珠絲杠支承結(jié)構(gòu) ................................................................................................... 17 支承軸承的選擇 ....................................................................................................... 19 滾珠絲杠副的制動裝置 ........................................................................................... 19 步進(jìn)電機(jī)與進(jìn)給絲杠的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu) ........................................................................... 19 滾動導(dǎo)軌的安裝定位 ........................................................................................................ 20 本章小結(jié) ............................................................................................................................ 20 5 主傳動及 X 向進(jìn)給系統(tǒng)部分零件計算和校核 ...................................................................... 21 主傳動零部件計算及校核 ................................................................................................ 21 主軸參數(shù)設(shè)計 ........................................................................................................... 21 VI 主軸系統(tǒng)銑削力的計算 ........................................................................................... 21 滾珠絲杠副參數(shù)的計算選擇 ................................................................................... 22 滾珠絲杠副的強(qiáng)度校核 ........................................................................................... 25 伺服電機(jī)參數(shù)計算和型號選擇 ............................................................................... 26 X 向 進(jìn)給系統(tǒng)零部件計算及校核 ..................................................................................... 28 X 向絲杠的選型及校核 ........................................................................................... 28 絲杠軸承的選擇及計算 ........................................................................................... 29 本章小結(jié) ............................................................................................................................ 30 6 展望和結(jié)論 ............................................................................................................................... 31 致 謝 ........................................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 33 附 錄 ........................................................................................................................................... 34 定梁式數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 1 緒論 數(shù)控雕刻技術(shù)的產(chǎn)生 早在二十世紀(jì)中葉以前，人們對于零件打孔和銑削的加工手段主要是靠人工作坊式的手動和半自動的金屬沖、鉆、壓等機(jī)床設(shè)備。不但厚重、笨、大 ， 而且性能差、速度慢、功能少、效率低。 自從 60 年代初以來， 就 工業(yè)發(fā)達(dá)國家的許多 PCB（印刷電路板）加工設(shè)備設(shè)計 而言 ，為 了 使產(chǎn)品具有強(qiáng)勁的市場競爭力 以 滿足人們的要求，生產(chǎn)廠家紛紛投入了 較大的人力、物力和財力， 就 PCB 加工設(shè)備 的設(shè)計過程中 存在的問題 做了深入研究 ， 最后在 60 年代初 獲 得了 較大 的成果 。 隨后 雕刻機(jī)、雕銑機(jī)、加工中心等一系列數(shù)控機(jī)床便如雨后春筍般應(yīng)運(yùn)而生。跟據(jù)相關(guān)資料載述，世上首臺 CNC 機(jī)床的問世，是 1952 年在芝加哥機(jī)床展覽會上出現(xiàn)的 ，而針對于 PCB 工業(yè)加工的 CNC 機(jī)床大概晚于純金屬切削加工機(jī)床 10 年左右 ，它 是 60 年代初期出現(xiàn)的，從此便開創(chuàng)了數(shù)控雕刻技術(shù)的新紀(jì)元 [1]。 本課題研究的內(nèi)容及意義 目前，數(shù)控雕刻機(jī)主要是用于各類材料的文字雕刻、印刷電路板的制作、各類印章銘牌的制作、藝術(shù)浮雕及小型模具加工 (如沖壓模、五金模、塑料模、玻璃模 )以及零件的精密雕刻。 由于模具產(chǎn)業(yè)和美術(shù)品制 造業(yè)的日益發(fā)展，縱觀全球，市場上對于數(shù)控雕刻機(jī)的需求逐步擴(kuò)大，首先是相對高端的數(shù)控雕刻中心，其需求量最為龐大。數(shù)控雕刻機(jī)已成為模具制造行業(yè)必不可少的加工機(jī)床裝備。 數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械加工精度高、剛性強(qiáng)，它的數(shù)控系統(tǒng)還擁有抗干擾特性，是含有高新科學(xué)技術(shù)的一種加工設(shè)備，其機(jī)電一體化水平先進(jìn)。同時，它價格適宜，被認(rèn)為是低投入高回報的一類加工機(jī)床。就當(dāng)今制造類行業(yè)來講，尤其在復(fù)雜型腔模的精細(xì)加工中， CNC雕刻機(jī)的加工精度高、速度快、表面質(zhì)量好，能夠代替價格相對昂貴的加工中心的機(jī)加工。 CNC 雕刻機(jī)一般采用滾珠 絲杠副和直線導(dǎo)軌來作為各向運(yùn)動的實現(xiàn)元件，它的數(shù)控系統(tǒng)功能全面，采用半閉環(huán)伺服電機(jī)驅(qū)動，其加工精度可達(dá) 毫米，定位精度和重 復(fù)定位精度都優(yōu)于普通的數(shù)控機(jī)床的加工精度。另外，它的加工范圍大，性價比較高，能夠普遍用于輕型金屬構(gòu)件的精密加工和模具型腔的曲面加工，也可以用來加工各類工藝品和非金屬制品。 目前，雖然數(shù)控雕刻機(jī)的技術(shù)已經(jīng)相對比較成熟，生產(chǎn)的產(chǎn)品性能也日漸趨于穩(wěn)定。但是一般都體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴 [2]。 本課題研究的數(shù)控雕刻機(jī)是一種小型三軸聯(lián)動定梁式數(shù)控雕刻機(jī) 床。它可以完成一般的輕型零件及 電子電路板的加工，也可以進(jìn)行透刻輪廓等加工。該機(jī)床具有占地面積小，加工幅面較大等特點(diǎn)。根據(jù)數(shù)控雕刻機(jī)的自身特點(diǎn)，可以將其分為機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，本文著重研究機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計過程。完成數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計及零部件的選型計算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核，并繪制裝配圖和零件圖紙。 國內(nèi)外研究狀況及其發(fā)展趨勢 伴隨著模具業(yè)、廣告招牌業(yè)、家具制造業(yè)的發(fā)展日趨擴(kuò)大，尤其在模具行業(yè)中對零件無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 表面的加工，要求不斷提高。再加上電火花加工存在不足，近年來數(shù)控雕刻機(jī)在國內(nèi)有了突破性的發(fā)展。 CNC 雕刻機(jī)相對于一般加工機(jī)床 有著技術(shù)上的優(yōu)勢，而且它的價格合理，現(xiàn)已成為了市場上電子零配件的制造、五金產(chǎn)品、家具制造、小型精密模具制造等行業(yè)加工機(jī)床工具。另外，數(shù)控雕刻機(jī)也逐步被投入如：大功率 LED 鋁基板、金屬電極、美術(shù)工藝禮品、眼鏡框架加工等領(lǐng)域。由于數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域日益拓展，它的市場規(guī)模也不斷擴(kuò)大。根據(jù)羅百輝的調(diào)查顯示， 2020～ 2020 年，數(shù)控雕刻機(jī)被用于模具加工、家具制造行業(yè)還是小批量，是它導(dǎo)入市場的階段。 隨著數(shù)控雕刻機(jī)技術(shù)的不斷成熟和價格趨于合理，其性價比逐漸得到業(yè)界的認(rèn)可，市場快速擴(kuò)大。進(jìn)入 2020 年我國數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn) 銷量突破 10000 臺，產(chǎn)值超過 15 億元，標(biāo)志著國內(nèi)數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速成長期；從 2020～ 2020 年，在模具加工、家具與五金制造等行業(yè)需求繼續(xù)快速增長的同時，由智能手機(jī)、平板電腦、電子書、 GPS 等帶動的消費(fèi)類電子零配件制造業(yè)的需求異常突起，推動數(shù)控雕刻機(jī)行業(yè)迅速發(fā)展， 2020 年國內(nèi)數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn)量已突破 萬臺。 隨著下游各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品加工過程中的高精密、高效率、低耗能、低耗材的要求不斷提升，數(shù)控雕刻機(jī)自身技術(shù)不斷成熟，下游新興應(yīng)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)人工成本的不斷增長，原有老舊設(shè)備的更新?lián)Q代等等，都將對 數(shù)控雕刻機(jī)市場起到積極的推動作用。未來數(shù)控雕刻機(jī)行業(yè)將持續(xù)高速增長。結(jié)合各下游行業(yè)十二五規(guī)劃制定的發(fā)展目標(biāo)，羅百輝預(yù)計到 2020 年全國數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn)銷量將達(dá)到 12 萬臺。 在市場結(jié)構(gòu)方面，消費(fèi)類電子產(chǎn)品零配件制造、模具制造、五金制品及家具制造等四大行業(yè)仍將是數(shù)控雕刻機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。其中，隨著觸摸屏手機(jī)、平板電腦的滲透率不斷提高，未來消費(fèi)類電子產(chǎn)品零配件制造行業(yè)對數(shù)控