【正文】 sH T CWCLILnf f f CLfP?????? ? ? ????? ? ?????? 滿足要求 插補(bǔ)法 插補(bǔ)有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、拋物線插補(bǔ)和螺旋線插補(bǔ)多種方式。為此要求主軸不見具有較高的熱穩(wěn)定性，通過保持合適的配合間隙，并進(jìn)行循環(huán)潤滑保持熱平衡等措施來實(shí)現(xiàn)。 ，傳動平穩(wěn)，噪聲低。 表 鉆削力、扭矩和功率的計算公式的簡化 計算公式和參數(shù)選定 計 算 結(jié) 果 鉆削力： FFyz0F d f ( )zFFC k N? ?????? 0. 7f45 0 / ( )zF v n N? ????????（ ） 鉆削扭矩： MMyMMC d f k mzM ?? ? ? ? ????? ?? ? 0 .8M 0. 68 6( / ) N mfvn? ???（ ） 鉆削功率： m 0Mvp k W30d? ????????? ?? mp 0. 01 2 n kWfMv? ?? ?????（ ） 其中： 600 , , , 05 , , , 5F F F M M M F MC z y C z y k k? ? ? ? ? ? ? ?（加工鋁合金）。用硬質(zhì)合金直柄立銑刀（ 0 6 , 2d mm z??） 和高速鋼標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 （ 0 3d mm? ） 在鋁板上進(jìn)行銑削和鉆削 ，分別進(jìn)行切削力、切削扭矩和切削功率的計算。 自 20 世紀(jì) 80 年代以來，數(shù)控機(jī)床、加工中心主軸向高速化發(fā)展。 Z絲杠不承受徑向載荷，為保證精度，采用 兩根導(dǎo)軌導(dǎo)向 。 提高絲杠的強(qiáng)度時，跳動不會受到影響 。它 具有以下特點(diǎn) : 位置控制功能 可預(yù)先發(fā)出具體的脈沖數(shù)量，從而得到需要輸出的角度。 x方向的絲杠左右運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)雕刻寬度 。橫梁承載機(jī)頭的重量，驅(qū)動機(jī)頭動，容易彎曲變形，在結(jié)構(gòu)仿真和 運(yùn)動仿真中是重要的分析對象 : 機(jī)頭部分 機(jī)頭部分由主軸組件， 2方向的絲杠和導(dǎo)軌，以及支架組成。 經(jīng)以上比較，充分考慮到布局的基本要求、影響布局的基本因素及三坐標(biāo)數(shù)控 雕刻機(jī)的設(shè)計參數(shù)，可采用布局 (2)的方案。由于工作臺不動，承載能力好，適合加工較重的工件。 雕刻機(jī)運(yùn)動分配的影響 工件表面形成方法及運(yùn)動相同，而雕刻機(jī)的運(yùn)動分配不同，雕刻機(jī)的布局也會不同。 雕刻機(jī)總體布局的基本要求 雕刻機(jī)總體布局的基本要求有以下幾點(diǎn) : 首先必須滿足如加工范圍、工作精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等等各種要求 。因此，計算機(jī)數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用范圍還將不斷擴(kuò)大。 模具制作業(yè)，雕刻紐扣浮雕模、印刷燙金模，注塑模、沖壓模、鞋模等。具體的雕刻過程都是數(shù)控雕刻機(jī)自動完成的。但隨著世界科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。含全套圖紙 值得下載 因此，提高雕刻機(jī)的刀具運(yùn)動速度對縮短零件雕刻時間、提高加工效率具有特別重要的意義。較傳統(tǒng)的手工雕刻、仿形雕刻，數(shù)控雕刻具有生產(chǎn)效率高、加工精度高、成品率高、對零件的適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢 。相比之下，在三維立體雕刻和二維平面雕刻機(jī)則大有可為。雕刻機(jī)完成了從 變革，功能完善、性能穩(wěn)定、造型美觀和價格合理成為雕刻機(jī)研制的基本要求。 上世紀(jì) 90年代至今，機(jī)械雕刻獲得了前所未有的發(fā)展。 本文簡要的介紹了雕刻機(jī)的起源和發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)外雕刻機(jī)的特點(diǎn)說明雕刻機(jī)的功能和使用范圍；詳細(xì)的分析了雕刻機(jī)的總體布局和結(jié)構(gòu)方案，以及主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動系統(tǒng)的選擇，以及“三維 雕刻”插補(bǔ)法的選擇，分析和實(shí)現(xiàn)過程，實(shí)現(xiàn)雕刻系統(tǒng)的初步優(yōu)化。 本課題是在參考現(xiàn)有雕刻機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計一種機(jī)構(gòu)尺寸比較大的數(shù)控雕刻機(jī)，適應(yīng)比較大的工藝品的雕刻加工。從最初的刻字機(jī)，刻章機(jī)再到三維雕刻機(jī)，制作工藝也日漸成熟，應(yīng)用范圍也日漸廣泛。 數(shù)控雕刻機(jī)及其發(fā)展現(xiàn)狀 數(shù)控雕刻機(jī) 傳統(tǒng)雕刻加工業(yè)是一門技術(shù)性要求很高的手工技藝，雕刻品的質(zhì)量完全取含全套圖紙 值得下載 于雕刻師的技藝水平，所以生產(chǎn)的效率低、成本高，制品的隨意性強(qiáng)、一致性差，嚴(yán)重制約了雕刻行業(yè)的發(fā)展。三維立體雕刻類似于三維銑削加工，可以完成精密模具、藝術(shù)浮雕曲面等雕刻加工 。同時，借助于專用的雕刻 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)，加工控制程序的生成快捷、修改方便。 按照伺服驅(qū)動控制的類型不同，數(shù)控雕刻機(jī)又可以分為步進(jìn)驅(qū)動雕刻機(jī)和伺服驅(qū)動雕刻機(jī)。因此，在我國以新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和開發(fā)高技術(shù)含量的新產(chǎn)品，已成為當(dāng)前機(jī)械工業(yè)以至各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)密切關(guān)注和改革的 焦點(diǎn)。 含全套圖紙 值得下載 產(chǎn)品的尺寸精度高，一致性好。 木器業(yè)，用于浮雕圖案設(shè)計及制作。 我國數(shù)控雕刻機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著近年來我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn)業(yè)也獲得了良好的發(fā)機(jī)遇有效地促進(jìn)了我國數(shù)控雕刻機(jī)的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。 確保實(shí)現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀具的相對位置與相對運(yùn)動。對于同一種運(yùn)動分配的布局，由于導(dǎo)軌的布置和其它結(jié)構(gòu)形式的不含全套圖紙 值得下載 同，也將使雕刻機(jī)的布局出現(xiàn)變化。在使用外伸支架支撐縱向長工件進(jìn)行批量加工時，支點(diǎn)高度相同，故支架支撐調(diào)整方便。 坐標(biāo)系的確定 雕刻機(jī)的坐標(biāo)系采用右手法則，直角卡笛兒坐標(biāo)系統(tǒng)。絲杠驅(qū)動主軸組的上下運(yùn)動，主軸組件在加工過程中直接帶動雕刻頭的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。如下圖所示 圖 雕刻 機(jī) X方向進(jìn)給圖 含全套圖紙 值得下載 y方向的絲杠前后運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)雕刻長度 ,如下圖所示： 圖 雕刻機(jī) Y方向的進(jìn)給圖 Z向的絲杠上下運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)雕刻深度。 無極調(diào)速功能 可根據(jù)發(fā)送脈沖的速度，得到需要的電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 依靠鎖緊螺栓施加的摩擦緊固，無需鍵 。 Z 的固定依靠 步進(jìn)電機(jī) 的自鎖來實(shí)現(xiàn)。高速數(shù)控機(jī)床主傳動機(jī)構(gòu)已經(jīng)得到極大的簡化，取消了帶傳動和齒輪傳動，機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動機(jī)直接驅(qū)動，從而把機(jī)床主傳動鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床含全套圖紙 值得下載 主運(yùn)動的“零傳動”，這種結(jié)構(gòu)稱為電主軸。 根據(jù)三維機(jī)械雕刻機(jī)的加工范圍和使用功能及在實(shí)際生產(chǎn)過程中不同的切削方式所使用時間的分配，經(jīng)過統(tǒng)計，大致可將切削方式分為強(qiáng)力切削（切）、一般切削（雕）、精細(xì)切削（刻）和快速進(jìn)給。進(jìn)給速度 ( / m in)fnv f mm? ,鉆削速度 0 / 1 0 0 0 ( / m in)v d n m?? ，0d — 鉆頭外徑（ mm）， f— 進(jìn)給量（ mm/r）， n— 鉆頭轉(zhuǎn)速（ r/min）。數(shù)控機(jī)床加工精度的 提高，與主運(yùn)動系統(tǒng)的剛度密切相關(guān)。 主運(yùn)動系統(tǒng)傳動鏈的組成 電機(jī)直接驅(qū)動 主軸是精密機(jī)床、高速加工中心和數(shù)控車床常用的一種驅(qū)動形式。直線插補(bǔ)算法簡單，比較適合應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)。所示， X 、 Y 、 Z 三方向由 A 點(diǎn)到 D 點(diǎn)同時走 1個步進(jìn)，即直接由 A 點(diǎn)移動到 D 點(diǎn)。在插補(bǔ)運(yùn)算過程中，運(yùn)用給出的（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）公式進(jìn)行計算。雕刻機(jī)發(fā)展趨勢總結(jié)如下 : 更加精密 控制部分和機(jī)械部分精度的提高將極大地提高雕刻系統(tǒng)的精度，控制部分將向閉環(huán)伺服方向發(fā)展，通過反饋調(diào)整做到誤差補(bǔ)償，從而可以大幅度提高精度，機(jī)械部分將采用更高精度的滾珠絲杠和驅(qū)動電機(jī)，同時裝配工藝的提高也將進(jìn)一步提高系統(tǒng)的精度。在趙老師的幫助下，我們學(xué)到的不僅僅是書本上的和實(shí)踐的知識，更重要的是從中學(xué)到了做人的原則和做事的方法，讓我們更深地了解了“集體”這一個詞的含義。 學(xué)生在完成本論文的過程中，始終得到導(dǎo)師無微不至的指導(dǎo)、關(guān)心、幫助、鞭策與激勵。 3．本文對三維雕刻機(jī)的插補(bǔ)算法進(jìn)行了選擇，屏除了過去傳統(tǒng)的插補(bǔ)算法，采用了一種新型的插補(bǔ)算法，保證插補(bǔ)速度和插補(bǔ)精度，提高了雕刻機(jī)的效率和性能。無論是在插補(bǔ)速度上還是在插補(bǔ)精度上都具有明顯的優(yōu)勢。這兩種算法的運(yùn)算的速度和實(shí)現(xiàn)的精度都較低，在三維雕刻機(jī)上運(yùn)用效果不十分理想。 進(jìn)給系統(tǒng)傳動鏈的組成 從前面所述，我們知道步進(jìn)電動機(jī)通過聯(lián)軸器和滾珠絲杠連接，將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為部件的移動 . 含全套圖紙 值得下載 滾珠絲杠副的設(shè)計計算 參閱徐灝主編的《機(jī)械設(shè)計手冊》第四冊和李鶴軒主編的《機(jī)電一體化技術(shù)手冊》以雕刻機(jī)進(jìn)行銑槽加工時為例進(jìn)行設(shè)計計算，過程如表 所示。 機(jī)床在切削加工中主傳動系統(tǒng)的發(fā)熱使其中所有零部件產(chǎn)生熱變形，破壞了零部件之間的相對位置精度和運(yùn)動精度造成的加工誤差，且熱變形限制了切削用量的提高，降低了傳動效率，影響到生產(chǎn)率。對于自動換刀的數(shù)控機(jī)床，工序集中，共建一次裝夾，可完成許多工序，所以，為了適應(yīng)各種國內(nèi)工序和各種加工材質(zhì)的要求，住運(yùn)動的調(diào)速范圍還應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大。 鉆削力、扭矩和功率的計算 通過查閱參考文獻(xiàn)，按上節(jié)的簡化過程，可得到僅與進(jìn)給速度 fv 和鉆頭轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)的計算公式，如下表 所示。這些材料具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性。 雕刻機(jī)的主軸部分固定在 Z 向絲杠的支架上，采用 電 主軸高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)刀具的切削運(yùn)動。圓柱形導(dǎo)軌加工容易，導(dǎo)向精度高，可滿足定位精度的要求。 安裝后無反作用力，而且維護(hù)簡單 。只要改變指令脈沖頻率，就可以使步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度在很寬范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。刀具和工件的運(yùn)動的合成就可以得到文字和圖案的輪廓。工作臺作為雕刻工作時承載雕刻物體的部件，表面有 T 形溝槽，由絲杠驅(qū)動，導(dǎo)軌導(dǎo)向 : 橫梁部分 含全套圖紙 值得下載 橫梁由 x 方向的絲杠和導(dǎo)軌，以及支架組成。該方案的最大優(yōu)勢在于雕刻頭運(yùn)動精度較易保證。該方案便于變形為不同縱向長度的雕刻機(jī)。因而，在布局雕刻機(jī)時，必須根據(jù)加工要求，全面、綜合地考慮工件的表面形成方法及運(yùn)動，以期作出具有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的布局設(shè)計。下面對數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)作詳細(xì)介紹。 而且，隨著各種新型裝飾材料的不斷出現(xiàn)，能用于雕刻的材 料越來越多，使得計算機(jī)數(shù)控雕刻機(jī)有了更大的用武之地。 模型制作業(yè)，制作沙盤模型、房屋模型等。 數(shù)控雕刻機(jī)的特點(diǎn) 數(shù)控雕刻機(jī)的主要特點(diǎn)如下 : 自動化程度 高。 建國五十年來，我國的機(jī)械工業(yè)雖然已經(jīng)有了較大的發(fā)展，具備了一定的基礎(chǔ)和規(guī)模，初步滿足國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的需要。但各類雕刻機(jī)都有一個共同的特點(diǎn)，也是數(shù)控雕刻機(jī)與普通數(shù)控機(jī)床的一個顯著區(qū)別，就是由于雕刻刀的特殊 性，每次切削的有效成形面積小，所以零件雕刻的刀具運(yùn)動軌跡很長，加工時間往往也較長。與通用數(shù)控機(jī)床類似，數(shù)控雕刻機(jī)通過數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序代碼控制雕刻機(jī)動作，實(shí)現(xiàn)雕刻加工的自動化。因此這類工藝迄今為止雕刻機(jī)尚無能為力，只能采用手工雕刻，制品的質(zhì)量和藝術(shù)性完全依賴于雕刻師的技藝水平。微電子技術(shù)和微型計算機(jī)技術(shù)帶動整個高技術(shù)群體飛速發(fā)展，從而使雕刻機(jī)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。隨著時代的發(fā)展，我國的雕刻藝術(shù)日益精深，玉雕、象牙雕、紅木雕、篆刻泥人雕等手工雕刻技術(shù)都可堪稱一絕。三維機(jī)械雕刻機(jī)是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在廣告制作行業(yè)具有較大的市場前景。 關(guān)鍵字：雕刻機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)電一體化，三維，插補(bǔ)法 全套圖紙，加 695132052 含全套圖紙 值得下載 Abstract Along with the development of microelectronics technology and microputer technology， NC carer will be widely technologies are widely used in Mechatronics, including mechanism, microelectronics ， autocontrol, information, sensor and test,power and electron, interface, signal transform, software program. On the other hand, Mechatronics makes these technologies integrated closely. It is the primary trend of the development of mechanical industrial technology and products in the world nowadays. 3D m