【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 0 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目 錄 1. 緒 論 ............................................................................................................................... 1 概述 ...................................................................................................................... 1 快速成形的原理 .................................................................................................. 1 快速成形的特性 .................................................................................................. 2 快速成形的歷史和發(fā)展 ...................................................................................... 3 2. 總體方案 .......................................................................................................................... 5 機械結(jié)構(gòu)傳動傳動裝置設(shè)計 .................................................................................. 5 電機的選型 ............................................................................................................. 6 3. LOM 型快速成型機傳動系統(tǒng)設(shè)計 .............................................................................. 7 概述 .......................................................................................................................... 7 傳動系統(tǒng)的機械零件設(shè)計和計算 ....................................................................... 10 XY向滾珠絲杠的選擇 ............................................................................. 10 伺服電機的選擇 ........................................................................................ 15 Y向滾珠絲杠的選擇 ................................................................................ 18 伺服電機的選擇 ： .................................................................................... 21 聯(lián)軸器的選擇 ............................................................................................ 21 運動導(dǎo)軌的設(shè)計 ........................................................................................ 23 可升降工作臺的實際和計算 ................................................................................ 24 Z 向滾珠絲杠及伺服電機的選擇 ............................................................ 24 Z 向運動導(dǎo)軌的設(shè)計 ................................................................................ 29 4. 快速成形的效益和應(yīng)用 ............................................................................................... 35 結(jié) 論 .................................................................................................................................. 37 致 謝 .................................................................................................................................. 38 主要參考文獻 ...................................................................................................................... 39 全套圖紙，加 527953900 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 緒 論 概述 眾所周知，制造業(yè)是一個國家的立國之本。 20 世紀下半葉以來，隨著科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，制造業(yè)正在經(jīng)歷一場深刻的革命。產(chǎn)品的競爭越來越激烈， 產(chǎn)品更新周期越來越短?？涨凹ち业氖袌龈偁幤仁怪圃鞓I(yè)必須以更快的速度設(shè)計、制造出性能價格比高并 能 滿足人們要求的產(chǎn)品。因此，產(chǎn)品快速開發(fā)的技術(shù)和手段成為了企業(yè)的 核心競爭力。在這種形式下，傳統(tǒng)的大批量、剛性的生產(chǎn)方式及其制造技術(shù)已不 再 適應(yīng)要求，于是先進制造技術(shù)就成為世界范圍內(nèi)的研究熱點，涌現(xiàn) 出 了計算機集成制造、敏捷制造、并行工程、智能制造等先進的生產(chǎn)管理模式和凈近成形、激光加工、快速成形等先進的成形概念和技術(shù)。 產(chǎn)生于 20世紀 80 年代的快速成形技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分。該技術(shù)是基于離散／堆積成形原理，集成了計算機、數(shù)控、激光、新材料等技術(shù)發(fā)展起來的，與 60 年代的數(shù)控技術(shù)一樣對制造業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響。 快速成形經(jīng)過十多年的發(fā)展，目前已有幾十種工藝及相應(yīng)的商品化 設(shè)備。在這一領(lǐng)域，美國一直處于領(lǐng)先地位，各種新工藝大都在美國最新出現(xiàn)，研究、開發(fā)的工藝種類也最多。其次在歐洲、日本發(fā)展規(guī)律也很快。國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究起步較晚， 20世紀 90 年代初開始涉足，經(jīng)過幾年的努力，在快速成形工藝研究、成形設(shè)備開發(fā)、數(shù)據(jù)處理及控制軟件、新材料的研發(fā)等方面都做了大量卓有成效的工作，趕上了世界發(fā)展的步伐，并有新的創(chuàng)新 [1]。 快速成形的原理 快速成形是 80 年代末期開始商品化的一種高新造技術(shù)它有不同的英文名稱，如Rapid Prototyping（快速原型制造、快速成型、快速成形）、 Freeform Manufacturing（自由形式制造）、 Additive Fabrication（ 添加式制造）等，常常簡稱為 RP?？焖俪尚螌⒂嬎銠C輔助設(shè)計（ CAD）、計算機輔助制造（ CAM）、計算機數(shù)字控制（ CNC）、激光、精密伺服驅(qū)動系統(tǒng)和新材料等先進技術(shù)集于一體。 快速成形技術(shù)是由 CAD 模型直接驅(qū)動，快速制造任意復(fù)雜形狀的三位物理實體的技術(shù)。其核心是由 CAD 模型直接驅(qū)動。首先由 CAD 軟件設(shè)計出所需要零件的計算機三維曲面或?qū)嶓w模型，即數(shù)字模型或電子模型；然后根據(jù)工藝要求，按照一定的規(guī)則將模型離散為一系列有序 的單元，通常在Ｚ向?qū)⑵浒匆欢ê穸冗M行離散（習(xí)慣稱之為分層或切片），把三維電子模型變成一系列的二維層片；再根據(jù)每個層片的輪廓信息，進行工藝規(guī)劃，選擇合適的加工參數(shù)自動生成數(shù)控代碼；最后由成形機接受控制指令制造一系列層片并自動將它們聯(lián)接起來，最終得到一個三維物理實體。這種將一個復(fù)雜物理實體所需的三維加工離散成一系列二維層片的加工，是一種降維制造的思想， 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 大大降低了加工的難度，并且成形過程的難度與待成形的物理實體的形狀和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度無關(guān)。 快速成形由以下五個部分組成： 1) CAD 模型設(shè)計 主要是解決零件的幾何造型， 因此需有較強的實體造型或曲面造型功能，并與后續(xù)的軟件具有良好的數(shù)據(jù)接口。目前，大多數(shù) CAD 商業(yè)軟件配有 STL 數(shù)據(jù)接口，如 Pro/Engineer， UG， CADKEY， Strim100，SolidWorks， AutoCAD 系列等。 2) Ｚ向離散化 這是一個分層過程，它將 CAD 模型在Ｚ向上分解成一系列具有一定厚度的薄層，厚度通常在 ? 之間。 離散化破壞了零件在Ｚ向上的連續(xù)性，使之在Ｚ向上產(chǎn)生了“臺階”。但從理論上講，只要將分層厚度定得合理，就能滿足零件的加工精度要求。 3) 層面 信息處理 為控制成形機對層面的加工軌跡，必須把層面的幾何形狀信息轉(zhuǎn)化成控制成形機運動的數(shù)控代碼。 4) 層面加工與粘接 成形機根據(jù)控制指令進行二維掃描。同時進行層與層的粘接。 5) 層層堆積 當(dāng)一層制造完畢后，成形機工作臺面下降一個層厚的距離，再加工新的一層，如此反復(fù)進行直至整個原型加工完成。對完成的原型進行后處理，如深度固化、去除支撐、修磨、著色等，使之達到要求。 快速成形徹底的擺脫了傳統(tǒng)的“去除”加工法 —— 部分去除大于工件的毛坯上的材料來得到工件，而采用全新的增長加工方法 —— 用一層層的小毛坯逐層疊加成大工件，將復(fù)雜 的三維加工分解成簡單的二維加工的組合，因此，它不必采用傳統(tǒng)的加工機床和模具，只需傳統(tǒng)加工方法 10％－ 30％的工時和 20％－ 35％的成本，就能直接制造出產(chǎn)品樣品和模型。由于快速成形具有上述突出的優(yōu)勢，所以近些年來發(fā)展規(guī)律迅速，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)中的一項支柱技術(shù)，是實現(xiàn)并行工程（ Concurrent Engineering，簡稱 CE）的必不可少的手段 [2， 3]。 快速成形的特性 快速成形在成形概念上以離散／堆積成形為知道思想；在控制上以計算機和數(shù)控為基礎(chǔ)，以最大柔性為目標(biāo)。因此，只有在計算機技術(shù)和數(shù)控技術(shù)高度發(fā) 展的今天，才有可能產(chǎn)生快速成形技術(shù)。 CAD技術(shù)實現(xiàn)了零件的曲面和實體造型，能夠進行精確的離散運算和復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。先進的數(shù)控技術(shù)為高速精確的二維掃描提供了必要的基礎(chǔ)，這是精確高效堆積材料的前提。而材料科學(xué)的發(fā)展則為快速成形技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)，材料技術(shù)的每一項技術(shù)帶來新的發(fā)展機遇。目前快速成形技術(shù)中材料的轉(zhuǎn)移形式是自由添加、去除、添加和去除相結(jié)合等多種形式，構(gòu)成三維物理實體的每一層片，一般為 維層片，即側(cè)壁為直壁的層片，目前也出現(xiàn)了由三維層片構(gòu)