小型雕刻機的機械部分設(shè)計(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上小型雕刻機的機械部分設(shè)計一 機構(gòu)的傳動原理圈及說明1. 總體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在市面上流行的小型雕刻機工作臺主要有兩種。第一種如圖1所示工作臺只作Y方向的移動，而刀具作X方向和Z方向的移動。第二種則如圖2所示工作臺作X,Y方向的移動，而刀具只作Z方向的移動。結(jié)構(gòu)1的優(yōu)點是制作容易，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但由于工件隨工作臺移動，所以不能加工太重的工件，而且雕刻機尺寸不能太大。結(jié)構(gòu)2雖然制作也較容易，然而穩(wěn)定性要比結(jié)構(gòu)1差很多。由于本次設(shè)計對機械部件結(jié)構(gòu)的要求就是要小而輕便，加工工件的質(zhì)量也是比較輕，因此選用結(jié)構(gòu)1。在該結(jié)構(gòu)中，機械本體部分是雕刻機的骨架，有底座、立柱、工作臺、機頭和主軸組件等部

2、分。在保證整個系統(tǒng)的機械剛性的前提下，為了簡化設(shè)計的結(jié)構(gòu)，減輕整機重量，縮短產(chǎn)品的設(shè)計和制造的周期，其主體框架采用鋁合金制造，防護件用塑料件制造，用標準的緊固件和定位銷連接。圖1圖22進給運動方案我們設(shè)計采用的雕刻方式是:雕刻刀具只做高速旋轉(zhuǎn)和Z方向的進刀、退刀運動，而X-Y工作臺帶動工件作X,Y方向的進給運動，這兩個方向的基本運動方式如下:由步進電機的轉(zhuǎn)動帶動絲杠的轉(zhuǎn)動，帶動了工作臺的移動，從而實現(xiàn)某個方向(X或Y方向)的進給運動。在X，Y方向上的導向件采用直線導軌，其導向精度可滿足對工作臺定位精度的要求。3雕刻機主運動方案雕刻機主運動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帶

3、動主軸機構(gòu)。專用的雕刻頭的優(yōu)點在這里不在復述，但必須配以與之配套的變頻調(diào)速裝置，價格相對昂貴。因此，從經(jīng)濟性的角度出發(fā)，經(jīng)濟型的雕刻機則不宜采用。由于直流電機具有以下特點:(l)調(diào)速范圍寬其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)并穩(wěn)定運行。(2)特性呈線性不論機械特性還是調(diào)節(jié)特性都呈現(xiàn)良好的線性度。即在整個調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的變化關(guān)系或是轉(zhuǎn)速隨控制電壓的變化關(guān)系都是線性的。(3)快速反應(yīng)在輸入控制信號的作用下，轉(zhuǎn)子能迅速地反應(yīng)動作，時間常數(shù)小。故優(yōu)先選用直流電機帶動主軸機構(gòu)的方案。直流電機通過彈性夾頭直接與刀具連接。二 元件的選擇1滾珠絲杠副的選擇本設(shè)計采用深圳市賽瑞德精工機械技術(shù)有限公司提供的

4、G系列滾珠絲杠副 （滾珠內(nèi)循環(huán) 固定反向器 單螺母）。其具體性能指標如下表：絲杠代號公稱直徑基本導程絲杠外徑絲杠底徑循環(huán)圈數(shù)d0Phd1d3nG2004-320419.317.33額定載荷N剛度N/um螺母安裝尺寸油杯口動載荷C0靜載荷C0aKcDLBD1D412hM58361612732760401136485.8106M6X，Y,Z軸的絲杠精度等級為4，螺紋長度分別為為300mm，350mm，150mm。絲杠總長分別為：375mm,425mm,225mm。滾珠絲杠副軸頭尺寸如下：絲杠公稱直徑d0固定端軸徑尺寸支持端軸徑尺寸d1Md2l1l2l3d3d4l4l5l62015M15X11220

5、41121514.31412.11.15固定端軸承型號支持端軸承型號720262012步進電機的選擇（1）銑削力的計算當進行一般切削時產(chǎn)生的銑削力最大，因此只需計算此時的銑削力進行校核即可。取一般切削時：銑削深度ap=1mm,進給速度Vf =1200mm/min,n=15000r/min。根據(jù)經(jīng)驗公式計算銑削力：F=42.76apVf0.75 n-0.62=22.45N（2）啟動轉(zhuǎn)矩的計算對于4級精度的絲杠，=0.85。已知Ph=4mm,設(shè)絲杠上最大負載G為500N,靜摩擦µ為0.2,根據(jù)經(jīng)驗公式計算啟動力矩：T=(F+µG) Ph/(2)×1030.0918N&

6、#183;M（3）步進電機的選擇根據(jù)所需轉(zhuǎn)矩,結(jié)合所查資料決定采用杭州日升電氣設(shè)備有限公司的57BYG250C步進電機作為本次設(shè)計所需的驅(qū)動電機。該電機的外觀：技術(shù)參數(shù)如下：型號相數(shù)相電流步距角保持轉(zhuǎn)矩空載起動頻率空載運行頻率轉(zhuǎn)動慣量重量57BYG250C21.5A1.8°1.0N.M2KPPS2020KPPS0.23KG·CM²1KG外形尺寸如下：其中L=76mm。3圓柱直線導軌的選擇選用浙江新億特軸承有限公司的圓柱直線導軌（光軸）系列，其外觀及結(jié)構(gòu)如下圖:X,Y,Z三軸所需導軌長度分別為375mm,425mm,225mm。4聯(lián)軸器的選擇選用廣州菱科自動化設(shè)備有

7、限公司的LK6系列聯(lián)軸器YL1。外觀如下圖：其結(jié)構(gòu)如下圖基本參數(shù)如下表（mm）：規(guī)格Ød1,Ød2 軸徑ØDLL1FE性能參數(shù)扭矩偏心角度最高轉(zhuǎn)速螺絲（M）材料LK6256.3512253412.34.5151.7N·M2º6000r/minM4進口專用材料5主軸電機的選擇主軸電機選用安陽萊必泰機械有限公司的雕刻機電主軸。其外觀及結(jié)構(gòu)圖如下：其參數(shù)如下表：主軸型號Spindle type轉(zhuǎn)速Speed(r/min) 電機Motor外形尺寸Dimensions(mm)變頻器Conv Kw潤滑Lub冷卻CoolBearings typeKWVAHzDD1D2Joint of noseLL1L2ADX60-24Z/0.25240000.252201.24006055-ER111626230.5greasewater1×7002C/P41×7000C/P46機械性能參數(shù)的計算分辨率：4/200=0.02(mm/