雕刻机运动系统的设计-三维雕刻机传动系统

喜欢这套资料就充值下载吧。资源目录里展示的都可在线预览哦。下载后都有，请放心下载，文件全都包含在内，有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763 大学本科生毕业设计 xxxx 大 学 本科毕业设计（论文）开题报告 （200x届） 学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 200x年1月18日 大学本科生毕业设计 题目：雕刻机运动系统的设计 1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 1)．雕刻机的应用发展现状 上世纪90年代至今，机械雕刻获得了前所未有的发展。从最初的刻字机，刻章机再到三维雕刻机，制作工艺也日渐成熟，应用范围也日渐广泛。大到楼房建筑的装饰，小到商店门前的招牌，乃至很多产品的标识铭牌，可谓雕刻的使用范围无处不在[1][2][3]。 2)．雕刻机的历史背景 1938年世界第一台手动雕刻机在法国“嘉宝”问世，1950年“嘉宝”生产出世界第一台真正意义的电动、可缩放比例的手动雕刻机。随后美国、日本和法国等国也开始研制。20世纪90年代，随着微电子技术的突飞猛进，直接推动微型计算机的急剧发展。微电子技术和微型计算机技术带动整个高技术群体飞速发展，从而使雕刻机产生了质的飞跃。雕刻机完成了从2D一2.5D一3D加工的变革，功能完善、性能稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求[1][2][4]。 3)．雕刻机机械结构的分析和设计 这一部分主要是研究确定总体布局、主运动方案、进给运动方案、加工刀具固定方案以及材料固定方案。 (1).总体结构 机械本体部分是雕刻机的骨架，有底座、立柱、工作台、机头和主轴组件等部分。主体框架采用铝合金拉延型材和轧制铝板制造，防护件用塑料件和饭金件制造，用标准的紧固件和定位销连接。 (2).主运动方案 雕刻机主运动方案通常有两种方案:直接采用专用的雕刻头或采用直流电机带动主轴机构。专用的雕刻头虽然必须配以与之配套的变频调速装置，价格也相对昂贵。但直流电机的速度不够，要配以带轮变速才可以。因此，从结构复杂度来看，用专用的电机直接接刀具要简单很多[3][5]。 (3).进给运动方案 由上所述，采用横梁移动、工作台固定实现相对运动的方式，机头在横梁上移动(X向)，实现雕刻宽度; 横梁在底座上移动(Y向)，实现雕刻长度;主轴组件上下移动(Z向)，实现雕刻深度。其中横梁移动是靠滚珠丝杠来实现的。 滚珠丝杠副具有以下特点: ①传动效率高达85%一98%。 ②运动平稳，启动无颤动低速无爬行。 ③正传动与逆传动的传动效率几乎相同。 ④可预紧。 ⑤定位精度和重复定位精度高。 ⑥同步性好。 ⑦使用寿命长。 ⑧使用可靠，润滑简单，维修方便。 因此各运动链中传动件均采用滚珠丝杠副。步进电机通过同步带和滚珠丝杠副连接，可选择合适的传动比和隔断电机振动，使保证运动的传递平稳，结构较为紧凑。 由于滚动直线导轨副具有以下特点,因此各运动链中支承件均采用该导轨。 ①摩擦系数小，运动灵活。 ②动、静摩擦系数基本相同，因而启动阻力小，且不易发生爬行。 ③可以预紧，刚度高。 ④寿命长。定位精度和重复定位精度高。 ⑥使用可靠，润滑方便。 (4).加工刀具方案 加工非金属的刀具与标准刀具在参数上有较大不同，因此需要自制或外购。一般情况下，雕刻刀按刀尖角可分为15度刀、20度刀、30度刀、45度刀和成型刀及直柄立铣刀和直柄球面铣刀，用户可根据实际加工的需要进行选用。刀具按材质可分为高速钢刀具、硬质合金刀具和金刚石刀具，以满足加工不同材质工件的需要。刀具的安装采用主轴前端用弹性夹头夹持的方法传递扭矩，不同夹持直径的刀具可更换与之配套的弹性夹头[4]。 (5).加工材料固定方案 雕刻机的工作台面上两边有参考标尺用作参考，当在台面中放置工件时使之与零点绝对坐标轴相应平行。工作台面上还设计有多条T型槽，对于较小和较轻的工件可用双面胶带将之粘贴在工作台平面上即可;对于较大和较重的工件，可用专用的夹持器或压板将之固定。专用的夹持器或压板的压紧块部分用非金属材料制造，避免误动作时对刀具和主轴造成危害。 (6).其它 将控制箱内置，节省整机空间，同时采用抽屉式，方便调试和维修;急停开关和操作面板分别置于雕刻机前端的左右两侧，方便用户的操作使用[3]。 本设计主要是确定总体布局、主运动方案、进给运动方案、加工刀具固定方案以及材料固定方案等方案。 参考文献： [1] 张 昱. 三维机械雕刻机的研制[C].合肥：合肥工业大学出版社，2002. [2] 张昱，刘志锋.经济型三维机械雕刻机的开发[J]。机械制造与研究.2006. [3] 夏长植, 居荣华, 张一宁. FTDK5416雕刻机机械结构的改进设计[J]. 包装与食品机械 , 2002,(01) [4] 李元强, 那明君, 杨晓丽, 张惠友. 仿形雕刻机的设计[J]. 农机化研究 , 2004,(04) [5] 王波. 龙门式雕刻机Z向机构参数化设计研究[D]南京理工大学 , 2007 2. 选题依据、主要研究内容、研究思路及方案 选题依据、主要研究内容 ： 随着雕刻机的应用日益广泛，市场需求量越来越大，然而日前市场上的雕刻机价格太高，从而影响了雕刻机的普及，因此，本设计主要目的是研究一种小型的经济型雕刻机。主要研究的内容是确定总体结构、主运动方案、进给运动方案、加工刀具方案、加工材料固定方案等等。 研究思路及方案： 本设计主要就是确定总体布局的型式、有效雕刻区域、滚珠丝杠的结构型式和参数、直线导轨的结构型式和参数、主电机的结构型式和参数、步进电机的结构型式和参数、主运动和进给运动的传递方式和转速范围等。为了解决这些问题，首先是收集或查阅雕刻机运动系统相关资料，然后对雕刻机运动系统进行设计及计算，接着完成雕刻机的装配图、运动系统部件图和刀夹部件图及相关零件图，最后编写一篇设计说明书。 3.工作进度及具体安排 第七学期 16~19周 收集资料、文献综述、开题报告 第八学期 1~3 周 总体结构方案设计、外文翻译 4~8 周 雕刻机设计，主要零部件设计 9~11 周 完成相关零部件图纸绘制 12~13周 设计修改完善 14~15周 撰写毕业设计说明书 4.指导教师意见 指导教师： 年 月 日