雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘   要  雕刻機(jī)制作工藝日漸成熟，應(yīng)用范圍也日漸廣泛。大到樓房建筑的裝飾，小到商店門前的招牌，乃至很多產(chǎn)品的標(biāo)識銘牌，可謂雕刻的使用范圍無處不在。 但雕刻機(jī)的價(jià)格均比較高 ,為了提高其普及率 ,設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)經(jīng)濟(jì)、簡練的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是很具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值的。  本文簡要地介紹了雕刻機(jī)的起源和發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)外同類雕刻機(jī)的特點(diǎn)，說明了雕刻機(jī)的功能和使用范圍 。綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造和加工工藝等知識，提出了簡化雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。其次，討論和確定了本雕刻機(jī)的總體結(jié)構(gòu)布局。本雕刻的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括了主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 。 其主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用電機(jī)直接接刀具，省去中間傳動(dòng)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠使部件在導(dǎo)軌上平移來實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)。再次，對主電機(jī)的選用、滾珠絲杠、步進(jìn)電機(jī)以及導(dǎo)軌等主要零部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。本雕刻機(jī)有著安裝 方便，結(jié)構(gòu)簡單、新穎，制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于 中小型雕刻機(jī)，對雕刻機(jī)價(jià)格具有一點(diǎn) 的影響。  關(guān)鍵詞 ： 雕刻機(jī) ， 運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng) ，三維買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of in is in of in of of is to be to a is a of of at of of a by as of of of to is to so in n to of of a is to be on 3D 買 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985    錄  第 1 章   緒論 1 雕刻機(jī)的概述 1 1 . 2   設(shè) 計(jì) 研 制 的 雕 刻 機(jī) 特點(diǎn) 1 研 制 的 雕 刻 機(jī) 的 功 能 及 使 用 范圍 2 第 2 章  系 統(tǒng) 分 析 與 方 案 的 訂制 5 2 . 1   三 維 雕 刻 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 參數(shù) 5 雕刻機(jī)總體方案選擇 5  1  總體布局要求 5  2  總體方案確定 6 雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 7 2 . 3 . 1  坐 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 確定 7 2 . 3 . 2  總 體 結(jié)構(gòu) 8 給運(yùn)動(dòng)方案 9 買 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985  3 章  主 運(yùn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 及 校核 10 削力、扭矩和功率的計(jì)算 10  削 力 、 扭 矩 和 功 率 的 計(jì)算 11 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案 13 3 . 3 . 2 主 軸 電 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 13 第 4 章  進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 15  方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 1 Z 方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成 15  2  滾 珠 絲 杠 副 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 15 3 滾 珠 絲 杠 的 校核 20  4  Z 方 向 進(jìn) 給 電 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 23  5  聯(lián)軸器的選擇 25  6  Z 方 向 直 線 導(dǎo) 軌 副 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 2 5 X 方 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 設(shè)計(jì) 27 買 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 1 X 方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成 27  2  滾 珠 絲 杠 副 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 2 7 3 滾 珠 絲 杠 的 校核 31  4  X 方 向 進(jìn) 給 電 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 33  5  聯(lián)軸器的選擇 35  6  X 方 向 直 線 導(dǎo) 軌 副 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 35 Y 方 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 設(shè)計(jì) 36 1 Y 方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成 36  2  滾 珠 絲 杠 副 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 36 3 滾 珠 絲 杠 的 校核 40  4  Y 方 向 進(jìn) 給 電 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 4 2  5  聯(lián)軸器的選擇 43  6  Y 方 向 直 線 導(dǎo) 軌 副 的 設(shè) 計(jì) 計(jì)算 43 雕刻機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 44 結(jié)論 45 買 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 考文獻(xiàn) 46 致謝 47 附錄 1 設(shè) 計(jì) 圖紙 48買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章  緒論  刻機(jī)的概述  雕刻可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期，母系氏族時(shí)期的半坡氏族的“人面網(wǎng)紋盆”便是雕刻的雛形。在我國北宋時(shí)期便發(fā)明了活字印刷，夢溪筆談?dòng)杏?:“其法用膠泥刻字，薄為錢唇 ，每字為一印，火燒令堅(jiān) ”。這里的刻字應(yīng)屬于雕刻的范疇。隨著時(shí)代的發(fā)展，我國的雕刻藝術(shù)日益精深，玉雕、象牙雕、紅木雕、篆刻泥人雕等手工雕刻技術(shù)都可堪稱一絕。  上世紀(jì) 90 年代至今，機(jī)械雕刻獲得了前所未有的發(fā)展。從最初的刻字機(jī)，刻章機(jī)再到三維雕刻機(jī)，制作工藝也日漸成熟，應(yīng)用范圍也日漸廣泛。大到樓房建筑的裝飾，小到商店門前的招牌，乃至很多產(chǎn)品的標(biāo)識銘牌，可謂雕刻的使用范圍無處不在。  雕刻機(jī) (顧名思義就是用機(jī)器代替人工進(jìn)行雕刻的設(shè)備。  1938 年世界第一臺(tái)手動(dòng)雕刻機(jī)在法國“嘉 寶”問世， 1950 年“嘉寶”生產(chǎn)出世界第一臺(tái)真正意義的電動(dòng)、可縮放比例的手動(dòng)雕刻機(jī)。隨后美國、日本和法國等國也開始研制。 20 世紀(jì) 90 年代，隨著微電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，  直接推動(dòng)微型計(jì)算機(jī)的急劇發(fā)展。微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)帶動(dòng)整個(gè)高技術(shù)群體飛速發(fā)展，從而使雕刻機(jī)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。雕刻機(jī)完成了從 2D 3D 加工的變革，功能完善、性能穩(wěn)定、造型美觀和價(jià)格合理成為雕刻機(jī)研制的基本要求。  國外的雕刻機(jī)，如美國“雕霸”、法國“嘉寶”和日本“御牧”是此行業(yè)的佼佼者，但價(jià)格非常昂貴。不管大小都在 10 萬圓人民幣以上 ;近幾年國內(nèi)的雕刻機(jī)，北京“精雕”、上?！白哪绝B”在國內(nèi)也有一定的市場，但價(jià)格也 不菲。為了使雕刻機(jī)能夠更廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)出一種經(jīng)濟(jì)型的雕刻機(jī)，所以決定對三維雕刻機(jī)進(jìn)行 研制 1。  計(jì)研制的雕刻機(jī)的特點(diǎn)  本雕刻機(jī)是一種 典 型的機(jī)電一體化設(shè)備，由于本人學(xué)的是機(jī)械設(shè)計(jì)，只對機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì) 簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高精度 。主要措施是采用電機(jī) 直接接刀具來實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)直接與滾珠絲杠連接，從而省去了機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈，這不但簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，而且減少了由于機(jī)械摩擦、磨損、間隙等引起的傳動(dòng)誤差。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 制的雕刻機(jī)功 能及使用范圍：  雕刻機(jī)可以完成切（ 刻（ 雕（  ,現(xiàn)主要在以下方面得到了廣泛的運(yùn)用：  1) 標(biāo)志標(biāo)牌行業(yè)   如胸牌、桌牌、指示牌、導(dǎo)向牌和大型標(biāo)示牌。  2) 禮品行業(yè)個(gè)性化禮品 打火機(jī)、手表、鋼筆、餐具，可雕刻在偶然性能想象到的所有個(gè)人用品上；廣告禮品 啟瓶器、金屬名片、鑰匙鏈等，所有用于贈(zèng)送的小禮品和企業(yè)特殊禮品作為廣告宣傳之用；獎(jiǎng)品、紀(jì)念品 各種獎(jiǎng)杯、獎(jiǎng)牌、獎(jiǎng)盤及各種紀(jì)念牌；圖像雕刻 用于紀(jì)念性的人像 /圖像雕刻。  3) 模具行業(yè)   進(jìn)行小型 模具加工。  4) 工業(yè)應(yīng)用    各種儀器儀表的刻度盤、部件打標(biāo)、機(jī)器銘牌、操作面板等。  5) 建筑模型業(yè)   用于房地產(chǎn)開發(fā)、城市規(guī)劃、軍事等用途的模型制作。  6) 其他商業(yè)應(yīng)用    印章等物品的雕刻。  以下是幾種產(chǎn)品的樣品圖：  圖 種雕刻產(chǎn)品的樣品圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第二章  系統(tǒng)分析與方案的訂制  維雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)  下表為本設(shè)計(jì)雕刻機(jī)的參數(shù)表  表 刻機(jī)參數(shù)表  規(guī)格型號   X,Y 軸  雕刻范圍  600 800 進(jìn)給速度  (mm/s) 工作  1,2,3,5,8,10,15,20,30,40,50,60 快速  20,40,60 機(jī)械精度 ( 軸  最大行程  90 進(jìn)給速度  (mm/s) 工作  ,2,3,5,8,10 快速  5,10,15,20,25,30 機(jī)械精度 (令精度 (軸轉(zhuǎn)速 (600020000 最大工件重量 (20 水平精度 (線精度 (00 垂直精度 ( 00 原點(diǎn)精度 ( 位精度 (復(fù)定位精度 (作臺(tái)面的平面度 (00 橫梁移動(dòng)的垂直度 (00 主軸錐孔中心線的徑向跳動(dòng) (軸的軸向竄動(dòng) (軸回轉(zhuǎn)中心線對工作臺(tái)面的垂直度 (具上下移動(dòng)對工作臺(tái)面垂直度 (文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 刻機(jī)總體方案 選擇  體布局 要求 2 雕刻機(jī)總體布局的基本要求有以下幾點(diǎn) : (1)首先必須滿足如加工范圍、工作精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等等各種要求。  (2)確保實(shí)現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀 具的相對位置與相對運(yùn)動(dòng)。在經(jīng)濟(jì)、合理的條件下，盡量采用較短的傳動(dòng)鏈，以簡化機(jī)構(gòu)，提高傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率。  (3)確保雕刻機(jī)具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度、抗振性、熱變形及噪音水平。  (4). 應(yīng)便于觀察加工過程 ； 便于操作、調(diào)整和維修 ； 便于輸送、裝卸工件和清理 ；注意防護(hù)，確保安全。  (5). 結(jié)構(gòu)簡單，合理可靠，便于加工和裝配。  (6). 體積小，重量輕，節(jié)約原材料，降低制造成本，縮小占地面積，外型美觀大方。  在滿足總體布局的基本要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)考慮影響雕刻機(jī)布局的基本因素 : 1） . 表面形成運(yùn)動(dòng)的影 響  不同形狀的加工表面往往采用不同的刀具來加工，從而表面形成運(yùn)動(dòng)的形式和數(shù)目就不同，并導(dǎo)致布局的差異。相同形狀的加工表面，由于工件的技術(shù)要求和生產(chǎn)率要求等不同，也可以采用不同的刀具，不同的表面形成運(yùn)動(dòng)來加工，從而形成不同的布局。由此可知，工件表面形成運(yùn)動(dòng)直接決定了雕刻機(jī)布局的形式是影響雕刻機(jī)布局的決定性因素。因而，在布局雕刻機(jī)時(shí)，必須根據(jù)加工要求，全面、綜合地考慮工件的表面形成方法及運(yùn)動(dòng)，以期作出具有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的布局設(shè)計(jì)。  2）  雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)分配的影響  工件表面形成方法及運(yùn)動(dòng)相同，而雕刻機(jī)的運(yùn)動(dòng)分配不同 ，雕刻機(jī)的布局亦不同。對于同一種運(yùn)動(dòng)分配的布局，由于導(dǎo)軌的布置及其它結(jié)構(gòu)型式的不同，也將使雕刻機(jī)的布局出現(xiàn)變化。在分配雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般應(yīng)注意以下三點(diǎn) : (1)移動(dòng)部件的重量應(yīng)盡量輕。在其他條件相同的情況下，越小，所需電機(jī)功率和傳動(dòng)件的尺寸也越小。  (2)應(yīng)有利于提高加工精度。  (3)應(yīng)有利于提高雕刻機(jī)剛度，縮小占地面積。  3） . 工件的尺寸、重量和形狀的影響  工件的表面形成運(yùn)動(dòng)及雕刻機(jī)部件的運(yùn)動(dòng)分配基本相同，而工件的尺寸、重量和形狀的不同，雕刻機(jī)的布局也會(huì)有很大差異。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 另外，還應(yīng)考慮雕刻機(jī)性能要求的影響， 如振動(dòng)、噪聲、熱變形、剛度和抗振性 ;操縱方便性的影響 ;模塊化設(shè)計(jì)法的影響等等。  體方案確定  通過查閱相關(guān)資料，目前 雕刻機(jī)基本布局形式通常有如圖 示的兩種方案 : 圖 刻機(jī)布局簡圖  這兩種布局都采用龍門框架結(jié)構(gòu)，雕刻機(jī)的剛度均較高。  布局 (l)方案中，工作臺(tái)固定，雕刻頭作橫向和上下移動(dòng)，立柱作縱向移動(dòng)。該方案便于變形為不同縱向長度的雕刻機(jī)。由于工作臺(tái)不動(dòng)，承載能力好，適合加工較重的工件。在使用外伸支架支撐縱向長工件進(jìn)行批量加工時(shí)，支點(diǎn)高度相同，故支架支撐調(diào)整方便。但雕刻頭運(yùn)動(dòng)精度較 難保證且立柱移動(dòng)較笨重。  布局 (2)方案中，立柱固定，雕刻頭作橫向和上下移動(dòng)，工作臺(tái)作縱向移動(dòng)。由于工作臺(tái)移動(dòng)，承載能力較布局 (1)方案差。若設(shè)計(jì)所承載工件的較輕，這種布局方式所需電機(jī)功率和傳動(dòng)件的尺寸較小，移動(dòng)較輕便。在使用外伸支架支撐縱向長工件進(jìn)行批量加工時(shí)，支點(diǎn)高度相同，故支架支撐調(diào)整方便，但支架結(jié)構(gòu)較布局 (1)方案略顯復(fù)雜。該方案的最大優(yōu)勢在于雕刻頭運(yùn)動(dòng)精度較易保證。  經(jīng)以上比較，充分考慮到布局的基本要求、影響布局的基本因素及三維雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，采用布局 (1)方案。  刻機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)  本部分著重 研究 在 確定 了 總體布局型式 后對雕刻機(jī)各組成部分方案的選擇 ,它包括： 有效雕刻區(qū)域、滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)、直線導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)、主電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)、主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳遞方式和買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 轉(zhuǎn)速范圍等 ; 標(biāo)系統(tǒng)的確定 2 雕刻機(jī)的坐標(biāo)系統(tǒng)采用右手法則，直角卡笛兒坐標(biāo)系統(tǒng)?；咀鴺?biāo)軸為 X、 Y、 相應(yīng)每一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)符號為 A、 B、 C，如圖 示。 Z 軸為平行于雕刻機(jī)主軸的坐標(biāo)軸，垂直于工件裝卡面。  圖 手坐標(biāo)系統(tǒng)  圖 雕刻機(jī)的總體布局 和坐標(biāo)系統(tǒng)的確定  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 體結(jié)構(gòu)  機(jī)械本體部分是雕刻機(jī)的骨架，有底座、立柱、工作臺(tái)、機(jī)頭和主軸組件等部分。在保證整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械剛性的前提下，為了簡化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，減輕整機(jī)重量，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造的周期，其主體框架采用鋁合金拉延型材和軋制鋁板制造，防護(hù)件用塑料件和飯金件制造，用標(biāo)準(zhǔn)的緊固件和定位銷連接。  運(yùn)動(dòng)方案  雕刻機(jī)主運(yùn)動(dòng)方案通常有兩種方案 :直接采用專用的雕刻頭或采用直流電機(jī)帶動(dòng)主軸機(jī)構(gòu)。 真流電機(jī)加上帶輪雖然也可以滿足主軸速度的要求，而且也比較便宜，但會(huì)增加機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。 專用的雕刻頭 的優(yōu)點(diǎn)在這里不在復(fù)述，配以與之配套的變頻調(diào)速裝置 ，既簡單又實(shí)用，故采用專用的雕刻機(jī)電機(jī)。  給運(yùn)動(dòng)方案  由前所述，采用橫梁固定、工作臺(tái)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)相對運(yùn)動(dòng)的方式，機(jī)頭在橫梁上移動(dòng)(X 向 )，實(shí)現(xiàn)雕刻寬度 ;工作臺(tái)在底座上移動(dòng) (Y 向 )，實(shí)現(xiàn)雕刻長度 ;主軸組件上下移動(dòng)(Z 向 )， 實(shí)現(xiàn)雕刻深度。由于滾珠絲杠副具有很多優(yōu) 點(diǎn) ,因此各運(yùn)動(dòng)鏈中傳動(dòng)件均采用滾珠絲杠副。步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠副 直接連接 。 至 于 導(dǎo)軌 ,各運(yùn)動(dòng)鏈中支承件均采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第三章  主運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 及校核  三維機(jī)械雕刻機(jī)的加工對象主要是塑料、橡膠 等有機(jī)材料和鋁、銅及其合金等有色金屬材料，這些材料具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性。  以下采用了 硬質(zhì)合金直柄立銑刀 (z=2)和高速鋼標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 (鋁板 (180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用戶在實(shí)際生產(chǎn)過程中不同的切削方式的所使用時(shí)間的分配，經(jīng)過統(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)給四種切削方式，使用時(shí)間的分配分別是 10%， 30%，50%， 10%。  削力、 扭矩和功率的計(jì)算 34 查參考文獻(xiàn) 3，可得知下有關(guān)于銑削力、銑削扭矩和銑削功率的 經(jīng)驗(yàn)公式。  0F F y uF p f a a a  0 32 10                                  (46 10                                 (式中圓周銑削力 N)，銑削條件改變時(shí)銑削力修正參數(shù)矩 M (銑削功率 (，查參考文獻(xiàn)取銑削寬度 0( ) 1 . 5 1 0wa m m d m m ，銑削深度 ()pa m ，進(jìn)給速度 ( / m i n )a z n m m ，銑削速度 0 / 1 0 0 0 ( / m i n )v d n m ， 銑刀外徑 0 8d (,每齒進(jìn)給量 mm/z) ，銑刀齒數(shù) z=2 ,銑刀轉(zhuǎn)速 n (r/。  查機(jī)械加工工 藝手冊一卷表 以下與硬質(zhì)合金鋼立銑刀的對應(yīng)參數(shù) : 116 , 1 ,  ,  ,  , ,  1(加工 45 號鋼 ) 將已知參數(shù)代入式 (行簡化，可得到僅與切削深度 進(jìn)給速度 銑刀轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)的計(jì)算公式。  0 . 8 5 1 0 . 7 5 0 . 7 5 0 . 6 20 . 7 3 0 . 7 5 0 . 1 3 0 . 7 51 1 6 1 0 2 21482 p a v （  338 4 . 0 1 02 1 0z                               （  773 . 1 4 8 4 . 1 8 1 06 1 0 n                     （  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 另 絲杠轉(zhuǎn)速 /v P絲（  初選絲杠導(dǎo)程 4( )hP  四種切削方式下的 切削深度 進(jìn)給速度 銑刀轉(zhuǎn)速 n 的變量代入分別計(jì)算 。  1) 強(qiáng)力切削  將參數(shù).5，20， n =9000 代入式 （    得  1204n 絲 =30 0 . 7 5 0 . 6 22 1 4 2 . 5 1 2 0 9 0 0 0 =68 34 . 0 1 0 6 8M =4 . 1 8 1 0 6 8 9 0 0 0 =) 一般切削  將參數(shù)，200， n =15000 代入式 （    得  12004n 絲 =300 0 . 7 5 0 . 6 22 1 4 1 1 2 0 0 1 5 0 0 0 =112 34 . 0 1 0 1 1 2M =4 . 1 8 1 0 1 1 2 1 5 0 0 0 =)精細(xì)切削  將參數(shù).5，400， n =20000 代入式 （ （   得  24004n 絲 =600 0 . 7 5 0 . 6 22 1 4 0 . 5 2 4 0 0 2 0 0 0 0 =79 34 . 0 1 0 7 9M =4 . 1 8 1 0 7 9 2 0 0 0 0 =)快速進(jìn)給  將參數(shù)，600， n =0 代入式 （    得  36004n 絲 =900， 0，  M =0， 0 削力 、 扭矩和功率的計(jì)算 5 查參考文獻(xiàn) 5, 可得知下有關(guān)于銑削力、銑削扭矩和銑削功率的 經(jīng)驗(yàn)公式  0  d f k(0  d f k(030d                            (買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 式中鉆削軸向力 F (N)，加工條件改變時(shí)的切削力修正參數(shù)削扭矩 M (加工條件改變時(shí)的切削力修正參數(shù)削功率mP(,進(jìn)給速度( / m i n )fv f n m m ，銑削速度 0 / 1 0 0 0 ( / m i n )v d n m ,鉆頭外徑 0 3d 進(jìn)給量f /mm r ，鉆頭轉(zhuǎn)速 n /r 查機(jī)械加工工藝手冊二卷表 以下與 高速鋼標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 想對應(yīng)的參數(shù) ： 600, 1, , , , , 1（加工 45號鋼） 將查得參數(shù)代入 (可得到僅與進(jìn)給速度n 有關(guān)的計(jì)算公式。   0 . 71 0 . 76 0 0 3 1 ( / ) 1 8 0 0 /v n v n                  （   0 . 8 0 . 820 . 3 0 5 3 1 / 2 . 7 4 5 /v n v n               （  3 . 1 4 3 0 . 0 0 0 13 0 3 1 0 0 0M  n                          （  另 絲杠轉(zhuǎn)速 /v P絲（   初選絲杠導(dǎo)程 4( )hP 四種切削方式中進(jìn)給速度n 的變量代入分別計(jì)算  1)強(qiáng)力切削  將參數(shù)00， n =9000 代入式 （    得  300 / 4n 絲 =75 0 . 71 8 0 0 3 0 0 / 9 0 0 0 =166 0 . 82 . 7 4 5 3 0 0 / 9 0 0 0M = . 0 0 0 1 0 . 1 8 9 0 0 0 =)一般切削  將參數(shù)80， n =15000 代入式 （    得  480 / 4n 絲 =120 0 . 71 8 0 0 4 8 0 / 1 5 0 0 0 =161 0 . 82 . 7 4 5 4 8 0 / 1 5 0 0 0M = . 0 0 0 1 0 . 2 0 1 5 0 0 0 =)精細(xì)切削  將參數(shù)00， n =20000 代入式 （    得  600 / 4n 絲 =150 0 . 71 8 0 0 6 0 0 / 2 0 0 0 0 =154 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 0 . 82 . 7 4 5 6 0 0 / 2 0 0 0 0M = . 0 0 0 1 0 . 1 6 6 9 0 0 0 =)快速進(jìn)給  將參數(shù)00， n =0 代入式 （    得  900/4=225， 0，  M =0， 0 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  本節(jié)著重設(shè)計(jì)計(jì)算主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，以確定其型號及參數(shù)。為了減少主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的所占的空間，采用了由主軸電機(jī)直接接上刀夾，中間不采用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。  運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的方案 6 為了簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)采用主軸電機(jī)直接接上刀 夾，省去了傳動(dòng)鏈，大大了減少了所占空間，減少了損耗。  軸電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 67 根據(jù)前兩節(jié)的計(jì)算結(jié)果，取一定的安全系數(shù)，忽略傳動(dòng)效率，主軸電機(jī)所需扭矩、功率和轉(zhuǎn)速計(jì)算過程如下：  1） 轉(zhuǎn)矩 0M 計(jì)算  查參考文獻(xiàn) 6 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊 可知所采用的電機(jī)的扭矩 0  A X M由章節(jié)  算結(jié)果可知 ,最大扭矩值為  故使0 便可滿足要 求  確定額定轉(zhuǎn)矩為 2） 功率 0P 計(jì)算  查參考文獻(xiàn) 6 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊 ,所采用的電機(jī)的功率 0  A X p由章節(jié)  算結(jié)果可知 ,最大功率為 ()故使0 確定額定功率 ()因此 ,電機(jī)選用安陽萊必泰機(jī)械有限公司的 生產(chǎn)的 雕刻機(jī) 用 電主軸 ,外形圖與參數(shù)表如下 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 圖 3刻機(jī)主軸電機(jī)的外形圖  表 3刻機(jī)主軸電機(jī)的技術(shù)參數(shù)表  主軸型號 速r/ 電機(jī)  形尺寸  變頻器滑卻W V M A  2 of  2 4000 20 00 62 55 - 06 6 20 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 第四章  進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算  雕刻機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分為三部分：主軸的上下移動(dòng)、小車的左右移動(dòng)和橫梁的前后移動(dòng)。它們的設(shè)計(jì)沒有本質(zhì)的區(qū)別。三部分分別為 Z 主軸部件， X 軸部件， Y 軸部件。這一節(jié)先著重對 Z 軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈中進(jìn)給電機(jī)、滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，以確定規(guī)格型號及參數(shù)   方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)   方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成  由前章所述，步進(jìn)電機(jī)直接與滾珠絲杠連接，將電機(jī) 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為部件的移動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡圖如圖 示  圖  方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)簡圖  珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算 8910 以鉆孔時(shí)對 Z 軸絲杠的軸向力最大 ,以其為例進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 ,過程如下 : 量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷確定  1）各種切削方式下絲杠的轉(zhuǎn)速計(jì)算結(jié)果得四種加工方向下絲杠轉(zhuǎn)速：1 2 3 47 5 ( ) , 1 2 0 ( ) , 1 5 0 ( ) , 2 2 5 ( )n r p m n r p m n r p m n r p m 2）求各種切削方式下軸向載荷紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 主軸部件設(shè)計(jì)模擬模型如圖  軸部件模型圖  絲杠受到的軸向力包括主軸部件的重力和導(dǎo)軌摩擦力以及鉆削力  l z  g W f 磨軸(設(shè)重心在部件的中心 ,由于重心與導(dǎo)軌不在一線上 ,所以對導(dǎo)軌產(chǎn)生扭矩 ,導(dǎo)軌的受力如簡圖 導(dǎo)軌的中心距離 a=40心與絲杠的水平距離1 60l 向切削力與絲杠的水平距離2 80l 械設(shè)計(jì)手冊中導(dǎo)軌章節(jié)得此類裝法對導(dǎo)軌的作用力  12()2 g W l FF a 軸p                (             作用在導(dǎo)軌上的磨擦力  12()4 2 g W l Ff a 軸磨           (          圖 Z 方向?qū)к壥芰唸D  將式 (入式 (  21()4 2z i l F l g  g W a 軸軸                  (動(dòng)摩擦系數(shù)理論上為  實(shí)際應(yīng)用中由于安裝平行度，為消除間隙采取的  預(yù)緊，回珠器曲 線失真（在高速時(shí)體現(xiàn)） ， 內(nèi)外滾道一致性等因素不可控性太強(qiáng)。常  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 常 大 于理論值很多。 所以動(dòng)摩擦系數(shù) 按照 算 ， 靜摩擦系數(shù)按 算 。  查章節(jié)  四種加工方式下的鉆削力：  1166，2161，3154，4 0初步估計(jì)設(shè)計(jì)出來的主軸部件重量 W 軸5(         分別代入式 (四種加工方式下絲杠所受軸向力：  1F167,2F160,3F150,4 65F . 3)當(dāng)量轉(zhuǎn)速 1nm l n t (四種切削方式的使用時(shí)間占總使用時(shí)間的百分比與絲杠轉(zhuǎn)速分別為：  1 2 3 41 0 % , 3 0 % , 5 0 % , 1 0 %t t t t 1 2 3 47 5 ( ) , 1 2 0 ( ) , 1 5 0 ( ) , 2 2 5 ( )n r p m n r p m n r p m n r p m 代入式 ( 17 5 1 0 % 1 2 0 3 0 % 1 5 0 5 0 % 2 2 5 1 0 %nm l n t =141 4）當(dāng)量載荷31n (以上計(jì)算結(jié)果代入式 (3 3 3 33 7 5 1 0 % 1 2 0 3 0 % 1 5 0 5 0 % 2 2 5 1 0 %1 6 7 1 6 0 1 5 0 6 51 4 1 1 4 1 1 4 1 1 4 1 =146 N  定額定動(dòng)載荷  1）按預(yù)期工作時(shí)間估算：  動(dòng)載荷 設(shè)計(jì)公式為3 60 100 m m n L                               (查 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊第 四 冊 表 9，輕微沖擊取負(fù)載性 質(zhì)系數(shù) ，查表 7，按 7 級精度 ,查表 8，按可靠性 97%取可靠性系數(shù) ,當(dāng)量載荷46,當(dāng)量轉(zhuǎn)速41,根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ,本雕刻機(jī)預(yù)期工作時(shí)間5000 代入式 (3 1 4 6 1 . 36 0 1 4 1 1 5 0 0 0 1 0