【文章內容簡介】 樣在每臺機器附近要設置一個動力源，因此使用方便。(3) 氣壓傳動工作環(huán)境適應性好。在易燃、易爆、多塵埃、強輻射、振動等惡劣工作環(huán)境下，仍能可靠地工作。(4) 氣壓傳動有較好的自保持能力。即使氣源停止工作，或氣閥關閉，氣壓傳動系統(tǒng)仍可維持一個穩(wěn)定壓力。而液壓傳動要維持一定的壓力，需要有能源工作或加蓄能器。(5) 氣壓傳動在一定的超負載工況下運行也能保證系統(tǒng)安全工作，并不易發(fā)生過熱現象。(6) 氣壓傳動系統(tǒng)的工作壓力低，因此氣壓傳動裝置的推力一般不宜大于10～40kN，僅適用于小功率場合，在相同輸出力的情況下，氣壓傳動裝置比液壓傳動裝置尺寸大。(7) 氣壓傳動動作速度和反應快。液壓油在管道中流動速度為1～5m/s，而氣體流速可以大于10m/s，甚至接近聲速?！? 采用直線導軌作為鋪粉裝置的傳動裝置直線導軌摩擦阻力小，機械運動靈活。它有以下的特點：(1) 定位精度高，重現性佳直線導軌為滾動運動方式，摩擦系數特別小，尤其靜摩擦力與動摩擦力的差距很小，即使在微量進給時也不會有空轉打滑的現象，解析能力與重現性最佳，因此可以實現μm級的定位精度。(2) 低摩擦阻力，可長時間維持精度直線導軌的滾動摩擦力可減小至滑動導軌摩擦阻力的1/20~1/40，尤其潤滑結構簡單，使得潤滑容易，效果優(yōu)良；摩擦接觸面的磨耗最低，因此可以長時間維持行走精度。 (3) 可承受四方向的高負荷能力幾何力學結構的最佳設計，可同時承受徑向、反徑向與橫方向的負荷，并保持行走精度，同時可輕易藉由施于預壓與滑塊數量，就可以提高起性能與負荷能力。(4) 適合高速化之應用由于摩擦阻力小的特性，導軌對設備的驅動力需求低，節(jié)省能源，運動磨耗小，溫升效應低，可同時實現機械小型化與高速化需求。(5) 組裝容易并具互換之特性直線導軌的安裝只要在銑削或研磨加工的安裝面上，以一定的組裝步驟，即能重現直線導軌的加工密度，可降低傳統(tǒng)鏟花加工的時間與成本；并且其可互換之特性，可以將滑塊任意配裝在同型號的滑軌上，同時又保持相同的順暢度與精密度，機臺組裝最容易，維修保養(yǎng)最簡單、容易。 密封裝置為防止加工材料在燒結時被氧化，在工作臺上方裝置密封箱。這樣本裝置的適用范圍會更廣，適用材料的范圍更寬。本裝置的總體結構簡圖如圖31所示： 圖31 機構簡圖 送粉缸及成型缸的設計 步進電機的選型步進電機具有步距角不易變化、起動制動、正反轉、變速等控制方便、簡單的特點，所以本裝置選擇用步進電機作為驅動。在選擇步進電機時首先考慮的是步進電機的類型，其次才是具體品種的選擇。（1） 確定步進電機的類型由于本裝置要求提升裝置精度高，動態(tài)響應快。所以選擇混合型步進電機。（2） 確定脈沖當量根據裝置的加工精度要求。（3） 步進電機步距角的選擇176。（4） 步進電機最大靜態(tài)轉矩（ ）的確定1) 轉動慣量計算在旋轉運動中，物體的轉動慣量J對應于直線運動中的物體質量。要計算系統(tǒng)在加速過程中產生的動態(tài)載荷，必須計算物體的轉動慣量和角加速度，然后得慣性力矩:T＝ (31)物體的轉動慣量為： (32)式中： 為體積元；為物體密度；為體積元與轉軸的距離,單位：。則： (33)其中：為長度，=252mm；為直徑，=10mm；為不銹鋼密度，=。將負載質量換算成電機輸出軸上的轉動慣量，滾珠絲杠傳動機構與公式如下： (34)式中：為可動部分總重量（Kg）；為絲杠螺距（mm）； GL：減速比（無單位）。 所以，按照設計要求。步進電機去步距角為的混合型，即400轉轉一周；選絲杠螺距為4mm。每次鋪粉需10個脈沖。其中:鈦粉密度= 送粉缸體積為： (35)則 由上式計算得 =2） 加速度計算若要控制系統(tǒng)定位準確，物體運動必須有加減速過程，VS圖像如32所示： 圖32 步進電機加減速過程示意圖 (36)3） 步進電機的力矩計算 = (37)其中： 為系統(tǒng)外力折算到電機上的力矩；η為傳動系統(tǒng)的效率。則： T= 綜上由手冊查得：選取步進電機的類型為MT35ST36—1004A（單伸軸） 步進電機與絲杠連接處聯(lián)軸器的選型（1） 聯(lián)軸器類型的選擇由于所連接的兩軸的直徑不同，所以選擇變徑聯(lián)軸器。（2） 聯(lián)軸器的校核由于裝置啟動時的動載荷和運轉中可能出現的過載現象，所以應當按照軸上的最大轉矩作為計算轉矩。計算轉矩按照下式計算： (38)式中：T為公稱轉矩，單位,為工況系數。經計算：（3） 確定聯(lián)軸器的型號 根據計算轉矩及以下公式 (39)所以，選擇聯(lián)軸器型號為GTB1。 提升裝置（滾珠絲杠）的選型由裝置產品手冊選擇型號為SHTC—靈活型，本系統(tǒng)的特別之處是設計了自由滑動長度，在短短兩底塊的基礎上，形成滑動。兩者之間的距離可以很容易被調整，以適應特定的應用要求。更特別的是本系統(tǒng)可以垂直應用與懸臂負荷。 送粉缸和成型缸的設計送粉缸機成型缸裝置如圖33所示，其中左右兩缸是送粉缸筒，中間是成型缸筒，因為送粉缸上升的高度和成型缸下降的高度相同，為了鋪滿成型缸，所以設計的送粉缸尺寸比成型缸尺寸大。燒結開始第一層后，成型缸筒內活塞下降距離δ，送粉缸筒（左）內活塞上升距離δ，送粉缸筒（右）內活塞不動，鋪粉輥筒自左向右推粉運動，將粉末均勻的鋪在燒結區(qū)，進行第一層燒結；當第一層燒結完畢后，成型缸筒內活塞再下降距離δ，送粉缸筒（左）內活塞上升距離δ，送粉缸筒（左）內活塞不動，鋪粉滾筒自右向左推粉運動，將粉末均勻的鋪在燒結區(qū)，進行第二層燒結。以此過程不斷進行燒結，直至模型燒結完畢?；钊纳仙拖陆涤胁竭M電機進行驅動，為了使上升和下降的位移更加精確，又由步進電機驅動滾珠絲杠模塊來帶動活塞運動。圖33 送粉缸和成型缸在裝置中的位置簡圖送粉缸和成型缸的設計形式一樣，不同的是兩者之間的筒徑的尺寸，所以下面以送粉缸進行說明兩缸的設計。送粉缸缸筒有兩部分組成，一部分是法蘭，另一部分是缸筒。這樣設計主要是為了便于加工，降低成本。如圖34所示為成型缸和其法蘭盤：A圖34 送粉缸（左）和法蘭盤（右）里 本結構還在活塞桿和活塞連接處運用了十字連結，使用此結構的目的主要是為了防止活塞在活塞缸中由于摩擦力太大使活塞卡在送粉缸中使機構無法運動，此十字聯(lián)結的適用增加了活塞桿和活塞連接處的自由度，有效的解決了這個問題。十字聯(lián)結的具體結構如圖35所示： 圖35 十字聯(lián)結示意圖活塞和缸筒壁之間有一定的配合間隙，間隙太大則導致粉末從間隙漏過，間隙太小則加工成本高，且活塞比較容易被卡住。為了解決這一問題，在活塞上壓一層毛氈起到密封的作用，這樣活塞與筒壁之間的間隙可以選的比較大點，減低加工難度，同時也不會發(fā)生漏粉和活塞卡住的現象。激光燒結即每層燒結的厚度取決于步進電機的步距角和滾珠絲杠的導程，其計算如下： (310)上式中：為步進電機步距角；p為滾珠絲杠導程。 鋪粉裝置的的設計 總體裝置的設計本裝置選用氣動裝置的原因一是因為氣動裝置清潔，在密封狀況下不會污染環(huán)境；二是因為氣動裝置可以滿足本系統(tǒng)的要求，實現所需要的動作要求；更重要的是為了在這次畢業(yè)設計中得到全方位的訓練。本裝置的鋪粉系統(tǒng)采用氣動驅動鋪粉輥，鋪粉輥通過支撐架固定在滾動導軌副上，通過導軌副來回移動進行鋪粉動作。鋪粉裝置示意圖如圖36所示：圖36 鋪粉裝置示意圖支持架1及推板2在氣動裝置3的拖動下可以來回移動，鋪粉輥筒4固定在支持架1上，推板2也固定在支持架1上，鋪粉滾筒用密度比較大的材料做成，可以在摩擦力的作用下自由轉動，起到一個對所鋪粉末壓實的作用。支持架上自帶雙向推板，可以完成推粉的任務。同時推板可以進行通過調節(jié)裝置5上下調節(jié)，來調整所預留粉末的厚度，以此作為進行壓實的基礎。鋪粉時，氣動裝置推動支持架推粉運動，而鋪粉輥在自重的作用下再進行壓實，這樣燒結出來的產品質量才會好。 氣缸的選擇 氣缸的類型的選擇根據本系統(tǒng)所要實現的動作要求及氣缸的工作特性，選擇固定式雙作用活塞式氣缸。 氣缸的主要尺寸及其結構的設計（1） 氣缸直徑的設計由制件的尺寸及要求得所要求的行程為又有公式 (311)其中:為氣缸行程；為氣缸直徑。計算得氣缸直徑：=100mm。（2） 氣缸缸筒的設計 1） 汽缸筒的長度設計有公式： (312)其中：為氣缸的行程；為氣缸中活塞的寬度。計算得： 取=500mm。2） 氣缸筒的壁厚氣缸筒的壁厚可利用薄壁圓筒的強度計算公式來確定：