【正文】 418? umNKC /305? 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 同時查的螺母長 mml 68? 同時選定 JB/T3162 推薦的固定軸端形式 : mmd 200 ? ,采用一對 DF 型 760202 角接觸球軸承，從表可查的一個支撐長為 mm50 m in)/(99 10 2 222 rLdfn cc ? (210) 高速運轉(zhuǎn)的絲杠有可能發(fā)生共振，需要校核臨界轉(zhuǎn)速，不發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速，以 表示。 ?m? 定位精度 (27) 定 位精度 =20um )51~41(39。 ?m? 重復定位精度 ~? 由表 12140中式（ 9） )51~41(39。 （ 3）確定允許的最小螺紋底徑 md2 （計算步驟參見 [12]第五版第三卷 12章） 估算絲杠允許的最大軸向變形量 m? 由表 12140中式（ 8） )41~31(39。 影響滾珠絲杠副壽命的綜合系數(shù) (電 P829) （ 2）wKaht f fffff ?? （ 25） 當滾珠絲杠副在較高轉(zhuǎn)速（一般轉(zhuǎn)速 min/1000rn ? ）下工作時，應(yīng)按其使用壽命選擇基本尺寸，并校核其承載能力是否超過額定動負荷。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 工作臺最大速度： .m i n/30m i n/3 0 0 0 060500/500m a x mmmsmmV ????? 轉(zhuǎn)速最大 2500r/min hP 滾珠絲杠導程： 工作臺最大速度 m in/3 0 0 0 0m a x mmV ? mmPh 12250030000 ?? 絲杠 （ 1）計算動負荷 an haj FfK KC ?? （ 22） 其中： 壽命系數(shù) : 31)500( hh LK ? （ 23） hLh 20210? )5002021 0( 31 ??hK 轉(zhuǎn)速系數(shù) : 31)( nKn ? （ 24） 23 )25 ( 31 ??nK 查表，選用兩端固定（ FF） , 可提高 X、 Y向傳動系統(tǒng)的剛度，每個軸承座內(nèi)安裝一個滾針和一對推力組合軸承。 NGFKFF ZXa ??? ? （ 21） ?K （考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)）； ~39。 由于本機床要求的定位精度為 mmum 300/20 ，且工作臺的最大行程為 mm500 ，移動最大速度為 ）（ m in/30/500 msm ? ；同時，設(shè)絲杠壽命 hLh /20210 ，工作可靠性%96 ；滾珠絲杠副的傳動效率可達 %98~%85 [7]，傳動可逆性好，效率與正傳動幾乎相同。 工作臺 滾動導軌摩擦系數(shù)為 ，工作臺最高移動速度 min/30m ，相當于smm/500 ，顯然滑動導軌不能符合要求，因為它只適合速度相對不高（導軌移動的相對速度 min/10V m? ）的情況；同時，靜壓導軌（不管是液體靜壓導軌，還是氣體靜壓導軌）的結(jié)構(gòu)復雜，需要多加一部分管路和溝槽以及動力設(shè)備，會大大增加機床的復雜程度，同時增大了產(chǎn)品的成本；采用滾動導軌，摩擦系數(shù)小，而且?guī)缀跖c運動速度無關(guān) ，中等尺寸部件的摩擦力一般為 kgf5~2 ，而且低速無爬行，精度滿足要求，且壽命長（ 10 年），精度保持性高。 Y向絲杠的選用過程同 X向。 主要技術(shù)參數(shù)： 成形空間： mm400400500 ?? 激光頭最大切割速度： smm/500 激光頭定位精度： ~? ? XY向滾珠絲杠的選擇 由于電動機布局等的考慮，將 X向滾珠絲杠放在 Y向滾珠絲杠之下，而且絲杠所受到的載荷主要是滾珠絲杠副所受的摩擦力（重力由導軌部分來抵消，其它力暫時忽略不計）。激光切割頭由兩臺直流伺服電機驅(qū)動，能在 X－ Y平面上作高速、精密掃描運動。外光路由 2 個反光鏡和 1 個聚焦鏡組成，它能保證焦距穩(wěn)定，切割光斑的直徑為 ? 。其中，激光器的輸出功率為 W5025? ；發(fā)射波長為 m?10600 ；輸入功率為 ? ；冷卻方式為空氣冷卻；激光頭尺寸： 。紙材料的選取、熱熔膠的配置即涂布工藝的研究均要從保證最終成形零件的質(zhì)量出發(fā)，同時要考慮成本 [5]。其中，所需的工件被廢料小方格包圍，剔除這些小方格之后，便可得到三維工件。機架是 整個機器的支撐?？缮倒ぷ髋_支撐正在成形的工件，并在每層成形之后，降低一個材料厚度（通常為 － ），以便送進、粘合和切割新的一層材料。激光切割系統(tǒng)按照計算機提供的橫截面輪廓線，逐一在工作臺上方的材料上切割出輪廓線，并將無輪廓線區(qū)切割成小方網(wǎng)格，這是為了在成形之后能剔除廢料。原材料存儲及送進機構(gòu)將存于其中的原材料（如底面有熱熔膠和添加劑的紙），逐步送至工作臺的上方。 LOM 型快速成形機是由計算機、原材料、熱碾壓機構(gòu)、激光切割系統(tǒng)、可升降工作臺、機架和數(shù)控系統(tǒng)等組成。片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。 分層實體制造（ LOM）工藝又稱疊層實體制造或薄形材料選擇性切割，由美國的Helisys 公司的 Michael Feygin 于 1986 年研制成功，并推出產(chǎn)品 化的機器?，F(xiàn)在，已有多種商品化的快速成形技術(shù)和快速成形機，其中最典型的有如下幾種：（ 1） 液態(tài)光敏聚合物選擇性固化（ StereoLithography Apparat , 簡稱為SLA 或 SL，直譯名為“立體平板印刷設(shè)備”）；（ 2） 薄形材料選擇性切割（ Laminated Object Manufacturing，簡稱為 LOM，直譯名為“分層物體制造”）；（ 3） 絲狀材料選擇性熔覆（ Fused Deposition Modeling，簡稱為 FDM，直譯名為“熔積成形”）；（ 4）粉末材料選擇性燒結(jié)（ Selected Laser sintering，簡稱 SLS，直譯名為“選擇性激光燒結(jié)”）；（ 5） 粉末性材料選擇性粘結(jié)；（ 6）噴墨式三維打印等。所以， 本次設(shè)計傳動控制系統(tǒng)中選擇伺服電機 。 綜上所述，伺服 電機 在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。 六、速度響應(yīng)性能不同 步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200～ 400 毫秒。 五、運行性能不同 步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。伺服電機具有較強的過載能力。伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2021RPM 或 3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（ FFT），可檢 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整 。當步進電機工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等 。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。的步進電機的脈沖當量的 1/655。/131072= 秒。/10000=176。 伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。、 176。、 176。、176。、 176。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為 176。、 176。、 176?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式伺服電機作為執(zhí)行電動機。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。 機械結(jié)構(gòu)的主要組成有機架、工作平臺、導軌。 綜合比較幾種傳動方案最后選擇絲杠螺母副傳動適合并能滿足伺服電機和工作臺的連接需要，因此傳動裝置選擇絲杠螺母副傳動。能保證運動平穩(wěn)，不易發(fā)生低速爬行現(xiàn)象；不能自鎖，有可逆性。在兩根平行軸間只能用于 同向回轉(zhuǎn)的傳動；運動是不能保持恒定的瞬時傳動比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時有噪聲；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。 同步帶傳動可保證準確的傳動比，優(yōu)點是傳動適用的速度范圍廣，傳動比大，效率高（可達 98%），預(yù)緊力較小，軸和軸承上受的載荷較小，單位長度質(zhì)量小，故允許較高的線速度，但制造和安裝精度要求較高，中心距要求嚴格。齒輪齒條傳動常用于行程較大的大型機床上，可以得到較大的傳動比，易得到高速直線運動，剛度及機械效率也高，但傳動不夠平穩(wěn)，傳動精度不高。 在這次成型機的設(shè)計中電機到執(zhí)行部件的傳動裝置可采取的幾種方案 :齒輪傳動、普通 V 帶傳動、同步帶傳動、鏈傳動、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿傳動。機器的工作性能和運轉(zhuǎn)費用也在很大的程度上決定于傳動裝置的優(yōu)劣。 機械結(jié)構(gòu)傳動傳動裝置設(shè)計 機械傳動系統(tǒng)簡圖 X 軸與 Y 軸的傳動系統(tǒng)簡圖如圖 21 所示： 圖 21 傳動系統(tǒng)簡圖 傳動裝置是大多數(shù)機床的主要組成部分。 RPM 設(shè)備的需求量日益增大 [1,4]。 1995年 11 月召開了中國第一屆快速 成形技術(shù) （ RPM） 學術(shù)及技術(shù)展示會， 1997 國家科委專門召集了國內(nèi)有關(guān) RPM 研究和應(yīng)用單位，共同探討了在我國推廣 RPM應(yīng)用的戰(zhàn)略。清華大學、華中理工大學、西安交通大學、南京航空航天大學等幾所高等院校及北京隆源自動化有限公司均開展了快速成形技術(shù)的研究和開發(fā)，并開始有產(chǎn)品問世。 我國自 90 年代以來也展開了相應(yīng)的快速成形技術(shù)的研究和應(yīng)用。到 1980 年為止，全世界已擁有快速成形機 4259 臺快速成形制造公司約 27 個，用快速成形機對外服務(wù)的機構(gòu) 331 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 個。隨后，美 國的3D Systems 公司據(jù)此專利，于 1988 年生產(chǎn)出了第一臺現(xiàn)代快速成形機 ——SLA250(液態(tài)光敏樹脂選擇性固化成形機 )，開創(chuàng)了快速成形技術(shù)發(fā)展的新紀元。 80 年代末之后，快速成形技術(shù)有了根本的發(fā)展，出現(xiàn)的專利更多，僅在 19861998 年期間，注冊的美國專利就有 274 個。 1979 年，日本東京大學的 Nakagawa 教授開始采用分層制造技術(shù)制作實際的模具，如落料模、壓力機成形模和注塑模。其中， Zang(1964)、 Richard Meyer(1970)和Gaskin(1973) 等又提出了用一系列輪廓片形成三維地形圖模型的新方法。 1940 年， Perera 提出了在硬紙板上切割輪廓線，然后將這些紙板粘接成三維地形圖的方法。這種方法的原理是，將地形圖的輪廓線壓印在一系列的蠟片上 ,然后按輪廓線切割蠟片并將其粘接在一起，熨平表面，從而得到三維的地形圖。 快 速成形技術(shù)的重要特征是： 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 39 頁 第 3 頁 ┊ ┊