【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用兩根導(dǎo)軌導(dǎo)向。 Z 的固定依靠步進(jìn)電機(jī)的自鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)。 圓形導(dǎo)軌兩端通過(guò)螺釘固定在絲杠支架上，并與導(dǎo)軌套形成移動(dòng)副。如下圖 7所示 圖 7 絲杠和圓導(dǎo)軌的支承方式 The bearing way of screw and circular 各個(gè)傳動(dòng)鏈上的絲杠螺母與不同零件以螺釘固定連接，通過(guò)與絲杠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng) : 1）與工作臺(tái)固定連接，相對(duì)于 y 向絲杠運(yùn)動(dòng)向絲杠運(yùn)動(dòng)向支架固定連接，相對(duì) 于 2）與機(jī)頭向絲杠運(yùn)動(dòng) 3）與機(jī)頭 向支架固定連接，相對(duì)于 Z向絲杠移動(dòng)。 主軸組件 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和 設(shè)計(jì) 圖紙等 .請(qǐng)聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！ 該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 機(jī)床的總體布局確定 考慮到降低雕刻機(jī)的制造成本，采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)剛性單且較好的龍門(mén)移動(dòng)式布局，如圖 8所示。外形尺寸（長(zhǎng)寬高）約為 930mm 650mm 360mm， 主要結(jié)構(gòu)有底座、工作臺(tái)、龍門(mén)架、 X向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、 Y 向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、 Z向進(jìn)給電 動(dòng)機(jī)、主軸電動(dòng)機(jī)、雕刻機(jī)機(jī)身及電氣系統(tǒng)部分組成。雕刻機(jī)在工作時(shí)，先將加工對(duì)象固定在工作臺(tái)上，選擇合適的刀具裝夾在電主軸上，能夠?qū)崿F(xiàn) X、 Y、 Z 軸 3 個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由可編程序控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，來(lái)完成工件的自 動(dòng)加工。 Y 向 進(jìn) 給 電 動(dòng) 機(jī) Z 向 進(jìn) 給 電 動(dòng) 機(jī) 主 軸 電 動(dòng) 機(jī) 機(jī)頭 X向進(jìn)給電動(dòng)機(jī) 立柱 龍門(mén)架 工作 底座 圖 8 雕刻機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 The structure diagram of engraving plotter system 3 三 坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本章詳細(xì)介紹了廣告型三維機(jī)械雕刻機(jī)機(jī)械部分的主要零部件，如主軸電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件和支承部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算及選型過(guò)程。 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 由課題所給的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合廣告型三維機(jī)械雕刻機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，初步確定該雕刻機(jī)機(jī)械部分的主要參數(shù)，如表 1所示。 表 1 機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)表 Table 1 The parameter table of mechanical design 項(xiàng)目 參數(shù) 單位 主軸最高轉(zhuǎn)速 n=20200 r/min 最大進(jìn)給速度 3500?fv mm/min 工作臺(tái)總行程 (Y) 320 mm 主軸總行程 (X) 280 mm 主軸總行程 (Z) 120 mm 定位精度 30 m? 脈沖當(dāng)量 mm 使用壽命 20200hL? hrs 切削 力、切削扭矩和切削功率計(jì)算 三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)械雕刻機(jī)的加工對(duì)象主要是針對(duì)非金屬材料和鋁合金材料的雕刻加工。這些材料具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性。 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(jì)算。 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(guò)程中不同的切削方式所使用時(shí)間的分配，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，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)給四種方式。 銑削力、扭矩和功率的計(jì)算 選用的銑刀是整體硬質(zhì)合金直柄立銑刀 657 GB/T ， 通過(guò)查閱孟少農(nóng)主編的《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，得到表 左側(cè)的經(jīng)驗(yàn)公式，代入已知參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，可得到僅與切削深度 pa 、進(jìn)給速度 fv 和銑刀轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)的計(jì)算公式填入表 2 右側(cè)。 表 2 銑削力、扭矩和功率計(jì)算公式的簡(jiǎn)化 Table 2 Milling force, torque and power of simplified calculation formula 計(jì) 算 公 式 和 參 數(shù) 選 定 計(jì) 算 結(jié) 果 銑削力： 0 .7 5 0 .6 24 2 .7 6 ( )z p fF a v n N??? 銑削扭矩： zM 3 .0 F N m?? ?????????? ??? （ ） 銑削功率： 7mZp 3 .1 4 1 0 F n k W?? ? ????（ ） 其中： C 11 6 , 1 , 0. 75 , 0. 85 , 0. 73 , 0. 13 , 0. 25 F F F F F F FX Y U q W K? ? ? ? ? ? ? ? 。銑削寬度a ( )wmm ，銑削深度 a ( )p mm ,進(jìn)給速度 ( / m in)ffv a zn mm? ，銑削速度 0 / 10 00 ( / m in)v d n m?? ，0d —— 銑刀外徑 ((mm), fa —— 每 齒進(jìn)給量 (mm/z)， z —— 銑刀齒數(shù)， n—— 銑刀轉(zhuǎn)速 (r /min) 。 將切削深度 pa 、進(jìn)給速度 fv 和銑刀轉(zhuǎn)速 n 的變量代入分別計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果，如下表 3 所示。 表 3 銑削力、扭矩和功率的計(jì)算 Table 3 The calculation of milling force, torque and power 切削方式 工作時(shí)間 參 數(shù) 計(jì) 算 結(jié) 果 百分比 t% 強(qiáng)力切削 10% 120 9000 20 一般切削 30% 1 1200 15000 300 精細(xì)切削 50% 2400 20200 600 快速進(jìn)給 10% 3600 900 0 0 0 其中： n絲 — 絲杠轉(zhuǎn)速， f / ( / m in)hn v P r?絲 ，預(yù)選絲杠導(dǎo)程 4( )hP mm? pa — 銑削深度（ mm）， fV — 進(jìn)給速度（ mm/min）， n— 銑刀轉(zhuǎn)速（ r/min） ， zF — 銑削力（ N）， M— 銑削扭矩（ Nm）， mP — 銑削功率（ kW）。 鉆削力、扭矩和功率的計(jì)算 通過(guò)查閱參考文獻(xiàn)，按上節(jié)的簡(jiǎn)化過(guò)程，可得到僅與進(jìn)給速度 fv 和鉆頭轉(zhuǎn)速 n有關(guān)的 計(jì)算公式，如下表 4所示。 0F ( )F F FZFFx y uF p f wFqwCzz k Naadna? ??????z0 m2FdM ?? ??????????? ????Zm 4Fvp kW6 10? ????????? ???pa fv n n絲 ZF M mP 表 4 鉆削力、扭矩和功率的計(jì)算公式的簡(jiǎn)化 Table 4 Cutting force, torque and power of the simplified calculation formula 計(jì) 算 公 式 和 參 數(shù) 選 定 計(jì) 算 結(jié) 果 鉆削力： FFyz0F d f ( )zFFC k N? ?????? 0 .7f4 5 0 / ( )zF v n N? ????????（ ） 鉆削扭矩： MMyMMC d f k mzM ?? ? ? ? ??????? ? 鉆削功率： 其中： 60 0 , 1. 0 , 0. 7, 0. 30 5 , 2. 0 , 0. 8 , 0. 25F F F M M M F MC z y C z y k k? ? ? ? ? ? ? ?（加工鋁合金）。進(jìn)給速度 ( / min)fnv f mm? ,鉆削速度 0 / 10 00 ( / 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）。 將進(jìn)給速度 fv 和鉆頭轉(zhuǎn)速 n 的變量代入分別計(jì)算，將得到的計(jì)算結(jié)果填入表 5，由于鉆削功率的計(jì)算結(jié)果較小，忽略不計(jì)。 表 5 鉆削力、扭矩和功率的計(jì)算 Table 5 The calculation of cutting force, torque and power 切削方式 工作時(shí)間 參 數(shù) 計(jì) 算 結(jié) 果 百分比 t% 強(qiáng)力切削 10% 300 9000 75 一般切削 30% 480 15000 120 精細(xì)切削 50% 600 20200 150 快速進(jìn)給 10% 900 225 0 0 0 其中： n絲 — 絲杠轉(zhuǎn)速， f / ( / min)hn v P r?絲 ， 預(yù)選絲杠導(dǎo)程 4( )hP mm? ， fv — 進(jìn)給速度 (mm/min),n — 鉆削轉(zhuǎn)速 (r/min), zF — 鉆削力 (N), M— 鉆削扭矩 (Nm),mP — 鉆削功率 (kW)。 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 本節(jié)主要設(shè)計(jì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的電主軸，以確定它們的型號(hào)和參數(shù)。 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)除應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動(dòng)的要求外，還提出以下要求： 1）具有更大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速 。數(shù)控機(jī)床就要為了保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，并充分發(fā)揮刀具的切削性能，從而獲得最高的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，必須具有更高的轉(zhuǎn)速和更大的調(diào)速范圍。對(duì)于自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床，工序0 .8M 0 .6 8 6 ( / ) N mfvn? ???（ ）? ?kwdMvPm 030? mp 0 .0 1 2 n k WfMv? ?? ?????（ ）fv n n絲 ZF M mP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(guó)內(nèi)工序和各種加工材質(zhì)的要求，住運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍還應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大。 2）具有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。數(shù)控機(jī)床加工精度的提高，與主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的剛度密切相關(guān)。 為此，應(yīng)提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，齒輪齒面進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火增加耐磨性；最后一集采用斜齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)；采 用高精度軸承及合理的支撐跨距等，以提高主軸組件的剛性。 3）良好的抗振性和熱穩(wěn)定性 數(shù)控機(jī)床上一般既要進(jìn)行粗加工又要進(jìn)行精加工；加工時(shí)可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)程中的自激振動(dòng)等原因引起的沖擊力或交變力的干擾，使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗燥度，嚴(yán)重時(shí)甚至破壞刀具或零件，是加工無(wú)法順利進(jìn)行 . 因此在主傳動(dòng)系統(tǒng)中的各主要零部件不但要具有一定的靜剛度，而且具有足夠的抑制各種干擾力引起的動(dòng)的能力 —— 抗振性。抗