【文章內(nèi)容簡介】 用兩根導軌導向。 Z 的固定依靠步進電機的自鎖來實現(xiàn)。 圓形導軌兩端通過螺釘固定在絲杠支架上，并與導軌套形成移動副。如下圖 7所示 圖 7 絲杠和圓導軌的支承方式 The bearing way of screw and circular 各個傳動鏈上的絲杠螺母與不同零件以螺釘固定連接，通過與絲杠的相對運動實現(xiàn)傳動 : 1）與工作臺固定連接，相對于 y 向絲杠運動向絲杠運動向支架固定連接，相對 于 2）與機頭向絲杠運動 3）與機頭 向支架固定連接，相對于 Z向絲杠移動。 主軸組件 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整說明書和 設計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設計下載！ 該論文已經(jīng)通過答辯 機床的總體布局確定 考慮到降低雕刻機的制造成本，采用了結構簡剛性單且較好的龍門移動式布局，如圖 8所示。外形尺寸（長寬高）約為 930mm 650mm 360mm， 主要結構有底座、工作臺、龍門架、 X向進給電動機、 Y 向進給電動機、 Z向進給電 動機、主軸電動機、雕刻機機身及電氣系統(tǒng)部分組成。雕刻機在工作時，先將加工對象固定在工作臺上，選擇合適的刀具裝夾在電主軸上，能夠實現(xiàn) X、 Y、 Z 軸 3 個方向進給運動由可編程序控制器實現(xiàn)自動控制，來完成工件的自 動加工。 Y 向 進 給 電 動 機 Z 向 進 給 電 動 機 主 軸 電 動 機 機頭 X向進給電動機 立柱 龍門架 工作 底座 圖 8 雕刻機系統(tǒng)結構簡圖 The structure diagram of engraving plotter system 3 三 坐標數(shù)控雕刻機的機械系統(tǒng)的設計 本章詳細介紹了廣告型三維機械雕刻機機械部分的主要零部件，如主軸電動機、步進電動機、傳動部件和支承部件的詳細設計計算及選型過程。 設計參數(shù)的確定 由課題所給的設計參數(shù)，結合廣告型三維機械雕刻機的總體設計方案，初步確定該雕刻機機械部分的主要參數(shù)，如表 1所示。 表 1 機械設計參數(shù)表 Table 1 The parameter table of mechanical design 項目 參數(shù) 單位 主軸最高轉速 n=20200 r/min 最大進給速度 3500?fv mm/min 工作臺總行程 (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? 脈沖當量 mm 使用壽命 20200hL? hrs 切削 力、切削扭矩和切削功率計算 三坐標數(shù)控機械雕刻機的加工對象主要是針對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??）和高速鋼標準麻花鉆（ 0 3d mm? ）在鋁板上進行銑削和鉆削，分別進行切削力、切削扭矩和切削功率的計算。 根據(jù)三維機械雕刻機的加工范圍和使用功能及在實際生產(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力切削（切）、一般切削（雕）、精細切削（刻）和快速進給四種方式。 銑削力、扭矩和功率的計算 選用的銑刀是整體硬質(zhì)合金直柄立銑刀 657 GB/T ， 通過查閱孟少農(nóng)主編的《機械加工工藝手冊》，得到表 左側的經(jīng)驗公式，代入已知參數(shù)進行簡化，可得到僅與切削深度 pa 、進給速度 fv 和銑刀轉速 n 有關的計算公式填入表 2 右側。 表 2 銑削力、扭矩和功率計算公式的簡化 Table 2 Milling force, torque and power of simplified calculation formula 計 算 公 式 和 參 數(shù) 選 定 計 算 結 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 齒進給量 (mm/z)， z —— 銑刀齒數(shù)， n—— 銑刀轉速 (r /min) 。 將切削深度 pa 、進給速度 fv 和銑刀轉速 n 的變量代入分別計算，得到計算結果，如下表 3 所示。 表 3 銑削力、扭矩和功率的計算 Table 3 The calculation of milling force, torque and power 切削方式 工作時間 參 數(shù) 計 算 結 果 百分比 t% 強力切削 10% 120 9000 20 一般切削 30% 1 1200 15000 300 精細切削 50% 2400 20200 600 快速進給 10% 3600 900 0 0 0 其中： n絲 — 絲杠轉速， f / ( / m in)hn v P r?絲 ，預選絲杠導程 4( )hP mm? pa — 銑削深度（ mm）， fV — 進給速度（ mm/min）， n— 銑刀轉速（ r/min） ， zF — 銑削力（ N）， M— 銑削扭矩（ Nm）， mP — 銑削功率（ kW）。 鉆削力、扭矩和功率的計算 通過查閱參考文獻，按上節(jié)的簡化過程，可得到僅與進給速度 fv 和鉆頭轉速 n有關的 計算公式，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、扭矩和功率的計算公式的簡化 Table 4 Cutting force, torque and power of the simplified calculation formula 計 算 公 式 和 參 數(shù) 選 定 計 算 結 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— 進給量（ mm/r）， n— 鉆頭轉速（ r/min）。 將進給速度 fv 和鉆頭轉速 n 的變量代入分別計算，將得到的計算結果填入表 5，由于鉆削功率的計算結果較小，忽略不計。 表 5 鉆削力、扭矩和功率的計算 Table 5 The calculation of cutting force, torque and power 切削方式 工作時間 參 數(shù) 計 算 結 果 百分比 t% 強力切削 10% 300 9000 75 一般切削 30% 480 15000 120 精細切削 50% 600 20200 150 快速進給 10% 900 225 0 0 0 其中： n絲 — 絲杠轉速， f / ( / min)hn v P r?絲 ， 預選絲杠導程 4( )hP mm? ， fv — 進給速度 (mm/min),n — 鉆削轉速 (r/min), zF — 鉆削力 (N), M— 鉆削扭矩 (Nm),mP — 鉆削功率 (kW)。 主運動系統(tǒng)的設計計算 本節(jié)主要設計主運動系統(tǒng)中的電主軸，以確定它們的型號和參數(shù)。 數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)除應滿足普通機床主傳動的要求外，還提出以下要求： 1）具有更大的調(diào)速范圍，并實現(xiàn)無級變速 。數(shù)控機床就要為了保證加工時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，必須具有更高的轉速和更大的調(diào)速范圍。對于自動換刀的數(shù)控機床，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，為了適應各種國內(nèi)工序和各種加工材質(zhì)的要求，住運動的調(diào)速范圍還應進一步擴大。 2）具有較高的精度和剛度，傳動平穩(wěn)，噪聲低。數(shù)控機床加工精度的提高，與主運動系統(tǒng)的剛度密切相關。 為此，應提高傳動件的制造精度與剛度，齒輪齒面進行高頻感應加熱淬火增加耐磨性；最后一集采用斜齒輪傳動，使傳動平穩(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)控機床上一般既要進行粗加工又要進行精加工；加工時可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以及切削過程中的自激振動等原因引起的沖擊力或交變力的干擾，使主軸產(chǎn)生振動，影響加工精度和表面粗燥度，嚴重時甚至破壞刀具或零件，是加工無法順利進行 . 因此在主傳動系統(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的能力 —— 抗振性?？?