【正文】 Design ideas from the CAD model materialized as proto types or parts of certain functions in order to achieve the rapid evaluation and modification of the product, effectively shortening the product development cycle. In fused deposition modeling, forming precision on the final product quality plays a decisive role, but the current forming machine precision is not high, how to improve the precision of the rapid prototyping is an important direction of research. This topic around the molten molding machine, mainly studies the mechanical system of the device, puts forward a plete set of mechanical work is as follows: (1) bined with the traditional FDM fused deposition molding equipment, from the appearance of the whole machine size, maximum forming space, forming precision, main structure and movement mode, are detailed and absorbing the advantages and disadvantages between different models, roughly sketched the melting machine mechanical system overall design scheme of mechanical transmission structure, three axis movement mode and heating extrusion head structure, identified several key technical problems in mechanical structure design. (2)And in accordance with FDM based on principle of mechanical design, the whole of several major ponents of design scheme of mechanical system, on 3 the demand of the whole machine design parameters, respectively, on the sports system, guiding system, mechanical structure and packaging for the specific parameterized choice, mainly design the structure of heat extrusion head, solving and optimizing the salivate, then design and pleted in accordance with the principle of the fuselage structure design all ponents of the threedimensional entity modeling, assembly, and engineering drawing. Key Words： Rapid Prototyping； Fused Deposition； Heating extrusion head 1 緒論 引言 進(jìn)入 21世紀(jì)后 ,因為一方面 ,消費(fèi)者日益?zhèn)€性化、多樣化的需求 ,工業(yè)產(chǎn)品要求創(chuàng)造更多需求。 本課題圍繞熔融成型機(jī)，重點(diǎn)研究了該設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)， 提出一套完整的機(jī)械設(shè)計方案。 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目： 熔融沉積成型機(jī)床設(shè)計 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： 2020962918 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2020 年 5月 27 日 目錄 1 緒論 .................................................................. 3 引言 ............................................................. 3 熔融沉積成型技術(shù)概論 ............................................. 3 熔融沉積成型技術(shù)的特點(diǎn) ...................................... 4 熔融沉積成型技術(shù) 工藝過程 ................................. 5 熔融沉積成型技術(shù) 的應(yīng)用 ...................................... 6 熔融沉積成型技術(shù)存在問題及發(fā)展方向 ............................... 7 熔融沉積成型技術(shù)的現(xiàn)狀 ...................................... 7 熔融沉積成型技術(shù)的發(fā)展方向 .................................. 8 2 總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................... 10 引言 ............................................................ 10 總體設(shè)計要求 .................................................... 10 熔融沉積成型機(jī)床的結(jié)構(gòu)運(yùn)動方案 .................................. 11 3 電機(jī)方案的選擇及選型 .................................................. 13 電機(jī)方案的比較 .................................................. 13 步進(jìn)電機(jī)的選 型 .................................................. 14 4 擠出裝置的設(shè)計 ........................................................ 18 結(jié)構(gòu)尺寸的確定 .................................................. 18 擠出機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求 .............................................. 18 擠出裝置的組成 .................................................. 19 擠出機(jī)構(gòu)齒輪組設(shè)計 .............................................. 20 按齒面接觸強(qiáng)度來設(shè)計 ....................................... 20 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 ......................................... 23 軸設(shè)計 .......................................................... 26 作用在齒輪上的力 ........................................... 26 初步確定大齒輪軸的最小直徑 ................................. 26 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................... 27 擠出機(jī)構(gòu)流道口設(shè)計 .............................................. 28 加熱腔的設(shè)計 .................................................... 30 加熱腔入口溢料問題的分析 ................................... 30 流涎問題的分析 ............................................. 31 解決方案 ................................................... 31 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................. 33 附錄 翻譯 .............................................................. 35 附錄一：英文文獻(xiàn)原文 ................................................. 35 附錄二：英文文獻(xiàn)翻譯 ................................................. 42 1 摘 要 熔融沉積成型技術(shù) (FDM)是目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的快速成型技術(shù)之一。具體工作如下： （ 1）結(jié)合傳統(tǒng)的 FDM 熔融沉積 成型設(shè)備，從整機(jī)的外形尺寸、最大成形空間、成形精度、主要運(yùn)動結(jié)構(gòu)和方式等方面，進(jìn)行了細(xì)致和分析。另一方面 ,制造商不僅要設(shè)計的產(chǎn)品滿足需求的迅速 ,而且還要縮短設(shè)計周期和生產(chǎn)周期搶占市場 ,市場環(huán)境發(fā)生了翻天覆地的變化。在這種情況下 ,如果使用傳統(tǒng)的制造方法 ,不僅需要各種各樣的機(jī)械加工機(jī)床、工具、模具、及高水平的技術(shù)工人 ,生產(chǎn)成本高 ,生產(chǎn)周期長 ,不能適應(yīng)快速發(fā)展的時代 ,因此 ,研究低成本、高效率的生產(chǎn)技術(shù)是解決這一問題的關(guān)鍵。在響應(yīng)速度化市場作為第一個目標(biāo) ,市場可以縮短開發(fā)周期 ,降低開發(fā)成本 ,提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。三維分層制 4 造實體的思想 ,最早出現(xiàn)在 19 世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展足夠的。具體來說就是 通過計算機(jī)三維造型系統(tǒng)獲得產(chǎn)品的三維實體模型數(shù)據(jù) ,然后經(jīng)過面化處理 ,把它變成許多個三角形面化模型得到 STL文件 ,接著以此面化模型為基礎(chǔ) ,切出沿某一方向的一系列連續(xù)截面作為二維切片薄層 ,再通過數(shù)控加工得到那些薄層切片 ,并將層與層之間粘接起來，如此層層疊加便形成了產(chǎn)品的三維原型。從二十世紀(jì)七十年代末到八十年代初期 ,幾個不同國家的研究學(xué)者均獨(dú)立提出了分層制造的快速成形概念。其中作為主流的是 SLA、 LOM、 SLS、 FDM 和 3DP這五種典型快速成形技術(shù)。 (2)集成性 快速成型機(jī)通過計算機(jī)直接執(zhí)行 CAD 模型的數(shù)控指令，避免了數(shù)控中的復(fù)雜編程， 5 真正實現(xiàn)了設(shè)計制造一體化，大大提高了加工效率。 (5)材料的廣泛性 快速成型技術(shù)可以制造樹脂類、塑料原型，還可以制造出紙類、石蠟類、復(fù)合材料以及金屬材料和陶瓷的原型。 2) 三維模型的近似處理 由于產(chǎn)品往往有一些不規(guī)則的自由曲面，加工前要對模型進(jìn)行近似處理，以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作。典型的 CAD軟件都帶有轉(zhuǎn)換和輸出 stl 格式 文件的功能。間隔 越小，成型精度越高，但 成型時間 也越長，效率就越低，反之則精度低，但效率高。 從成型系統(tǒng)里取出成型件，進(jìn)行 打磨 、 拋光 、 涂掛 ，或放在 高溫爐 中進(jìn)行后燒結(jié)，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。熔融沉積成型技術(shù)可快速地將產(chǎn)品設(shè)計的 CAD 模型轉(zhuǎn)換成物理實物模型，這樣可以方便地驗證設(shè)計人員的設(shè)計思想和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性、可裝配性、美觀性，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題可及時修改。對于難以確定的復(fù)雜零件，可以用熔融沉積成型技術(shù)進(jìn)行試生產(chǎn)以確定最佳的合理的工藝。對于 高分子材料 的零部件，可用高強(qiáng)度的工程塑料直接快速成型，滿足使用要求 。通過各種轉(zhuǎn)換技術(shù)將熔融沉積成型轉(zhuǎn)換成各種 快速模具 ，如低熔點(diǎn) 合金模 、 硅膠模 、 金屬冷噴模 、 陶瓷模 等，進(jìn)行中小批量零件的生產(chǎn)，滿足產(chǎn)品更新 7 換代快、批量越來越小的發(fā)展趨勢。 通訊 產(chǎn)品：產(chǎn)品外形