雕刻機(jī)總體及電氣控制部分設(shè)計(jì)

1、鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書20111.引言1.1 雕刻機(jī)概述1. 1. 1 雕刻機(jī)起源雕刻可以追溯到遠(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)··一”。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

2、多產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)銘牌，可謂雕刻的使用范圍無處不在。雕刻機(jī) (Engraving Plotter)，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-2.5D-3D 加工的1微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)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

3、基本要求。1.2 數(shù)控雕刻機(jī)及其發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)控雕刻機(jī)傳統(tǒng)雕刻加工業(yè)是一門技術(shù)性要求很高的手工技藝，雕刻品的質(zhì)量完全取于雕刻師的技藝水平，所以生產(chǎn)的效率低、成本高，制品的隨意性強(qiáng)、一致性差，嚴(yán)重制約了雕刻行業(yè)的發(fā)展。這使得雕刻機(jī)的產(chǎn)生成為必然。雕刻機(jī)的功能決定了其使用范圍。從工藝上，雕刻可分為全自由度空間雕刻、三維立體雕刻和二維平面雕刻。其中，全自由度空間雕刻主要用于一些形狀復(fù)雜的工藝品或大型藝術(shù)作品的雕刻工作，如玉雕、木雕工藝品以及冰雕與沙雕等作品。此類制品往往注重藝術(shù)創(chuàng)作性，制品的構(gòu)成形狀復(fù)雜、隨意性強(qiáng)、工藝性差。因此這類工藝迄今為止雕刻機(jī)尚無能為力，只能采用手工雕刻，制品的質(zhì)量和藝術(shù)性完全依

4、賴于雕刻師的技藝水平。相比之下，在三維立體雕刻和二維平面雕刻機(jī)則大有可為。三維立體雕刻類似于三維銑削加工，可以完成精密模具、藝術(shù)浮雕曲面等雕刻加工 ; 而二維平面雕刻工藝主要用于標(biāo)牌文字及平面幾何圖形的雕刻加工。目前，三維立體和二維平面雕刻大部分已采用雕刻機(jī)完成，克服了傳統(tǒng)手工雕刻存在的缺陷。數(shù)控雕刻機(jī)是數(shù)控技術(shù)和雕刻工藝相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種專用的數(shù)控機(jī)床。與通用數(shù)控機(jī)床類似，數(shù)控雕刻機(jī)通過數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序代碼控制雕刻機(jī)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)雕刻加工的自動(dòng)化。較傳統(tǒng)的手工雕刻、仿形雕刻，數(shù)控雕刻具有生產(chǎn)效率高、加工精度高、成品率高、對零件的適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢 ; 同時(shí)，借助于專用的雕刻 CAD/CAM軟件

5、系統(tǒng)，加工控制程序的生成快捷、修改方便。因此，數(shù)控雕刻機(jī)現(xiàn)已成為實(shí)現(xiàn)雕刻加工自動(dòng)化、高效率、高精度的有效手段，也是當(dāng)今雕刻機(jī)的發(fā)展主流，廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)、廣告?zhèn)髅健⑷粘ＯM(fèi)以及建筑裝演等眾多領(lǐng)域。對象和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，數(shù)控雕刻機(jī)可分為模具雕刻機(jī)、木工雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)等多種類型。它們的加工性能要求出入很大，對機(jī)床和2鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011數(shù)控系統(tǒng)的要求也各不相同。如模具雕刻機(jī)的加工材料為金屬，所以對機(jī)床本體的剛性要求較高，而且其加工對象是模具，所以對加工系統(tǒng)的精度要求高 ; 而廣告機(jī)加工的是一般是塑膠板或有機(jī)玻璃等非金屬材料，所以對機(jī)床剛性和加工系統(tǒng)的精度都沒有很

6、高要求。但各類雕刻機(jī)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，也是數(shù)控雕刻機(jī)與普通數(shù)控機(jī)床的一個(gè)顯著區(qū)別，就是由于雕刻刀的特殊性，每次切削的有效成形面積小，所以零件雕刻的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡很長，加工時(shí)間往往也較長。因此，提高雕刻機(jī)的刀具運(yùn)動(dòng)速度對縮短零件雕刻時(shí)間、提高加工效率具有特別重要的意義。按照伺服驅(qū)動(dòng)控制的類型不同，數(shù)控雕刻機(jī)又可以分為步進(jìn)驅(qū)動(dòng)雕刻機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)雕刻機(jī)。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)屬于開環(huán)控制，控制精度較低，但價(jià)格便宜，適用于對加工要求不高的中低檔雕刻機(jī)，如木工、廣告業(yè)的雕刻加工。伺服驅(qū)動(dòng)控制精度高，但價(jià)格較貴，主要用于模具加工等高精度雕刻機(jī)。此外，還可根據(jù)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)控制的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)，將數(shù)控雕刻機(jī)分為三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)、五坐標(biāo)

7、數(shù)控雕刻機(jī)等。三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)可以控制三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，完成浮雕等常規(guī)雕刻加工 ; 五坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)可以聯(lián)動(dòng)控制 X，Y，Z 三個(gè)移動(dòng)軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，用來完成復(fù)雜形狀零件的雕刻加工。研制雕刻機(jī)的目的和意義建國五十年來，我國的機(jī)械工業(yè)雖然已經(jīng)有了較大的發(fā)展，具備了一定的基礎(chǔ)和規(guī)模，初步滿足國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的需要。但隨著世界科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。因此，在我國以新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和開發(fā)高技術(shù)含量的新產(chǎn)品，已成為當(dāng)前機(jī)械工業(yè)以至各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)密切關(guān)注和改革的焦點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，它包括機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)

8、控制技術(shù)。它從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)出發(fā)，使產(chǎn)品或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化。近年來，世界上各發(fā)達(dá)國家競相發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，以提高制造技術(shù)水3微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)向柔性化、智能化發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)給傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)帶來了革命性的變革和驚人的效益，使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和管理體制發(fā)生深刻的變化。機(jī)電一體化是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢，也是我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。數(shù)控雕刻機(jī)的特點(diǎn)數(shù)控雕刻機(jī)的主要特點(diǎn)如下:1、自動(dòng)化程度高。具體的雕刻過程都是數(shù)控雕刻機(jī)自動(dòng)完成的。2、產(chǎn)品的尺寸精度高，一致性好。數(shù)控雕刻過程是由計(jì)算機(jī)控制完成，可以達(dá)到很高的精度和表面質(zhì)量: 批量加工時(shí)，產(chǎn)

9、品的一致性好，這對于小模具行業(yè)十分重要。3、拓展了雕刻領(lǐng)域。只需改變控制程序，數(shù)控雕刻機(jī)便可以雕刻浮雕、各種復(fù)雜的曲面，支持各種刀具，改善了雕刻表面質(zhì)量，提高了雕刻效率。4、數(shù)控雕刻機(jī)都有鉆銑功能，可用于鉆孔、切邊、加工小模具，性價(jià)比高。數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，舉例如下:1、廣告及禮品制作業(yè)， 用于雕刻各類雙色板標(biāo)牌、有機(jī)玻璃、三維廣告牌、雙色人物雕像、浮雕獎(jiǎng)?wù)?、有機(jī)板浮雕、立體門頭字等。2、模型制作業(yè)，制作沙盤模型、房屋模型等。3、模具制作業(yè)，雕刻紐扣浮雕模、印刷燙金模，注塑模、沖壓模、鞋模等。4、木器業(yè)，用于浮雕圖案設(shè)計(jì)及制作。5、印刷電路板 (PCB)新產(chǎn)品開發(fā)中的

10、電路制作，鉆孔、銑槽等。6、印章業(yè)，各類字體各類材料的印章雕刻。7、電火花加工機(jī)床電極雕刻加工。8、機(jī)械加工業(yè)，刻度盤字輪及標(biāo)尺刻度。9、汽車工業(yè)、輪胎模具，車燈模具及裝飾品模具加工。4鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011而且，隨著各種新型裝飾材料的不斷出現(xiàn)，能用于雕刻的材料越來越多，使得計(jì)算機(jī)數(shù)控雕刻機(jī)有了更大的用武之地。因此，計(jì)算機(jī)數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用范圍還將不斷擴(kuò)大。我國數(shù)控雕刻機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著近年來我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn)業(yè)也獲得了良好的發(fā)機(jī)遇有效地促進(jìn)了我國數(shù)控雕刻機(jī)的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。我國的數(shù)控雕刻機(jī)起步經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)過十多年的發(fā)展，己形成了多個(gè)國品牌

11、的雕刻機(jī)，如上海洛克公司生產(chǎn)的啄木鳥數(shù)控雕刻機(jī)、北京糟雕公司生產(chǎn)精雕數(shù)控雕刻機(jī)和南京科能公司生產(chǎn)的威克數(shù)控雕刻機(jī)等。上述各類型雕刻機(jī)機(jī)床本體結(jié)構(gòu)較為簡單，控制器大多借鑒國外新技術(shù)，采用基于高檔的微控制或PC 的數(shù)控系統(tǒng)，伺服部分以步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)為主，可獲得中等控制精度，但價(jià)格比較便宜，因此整機(jī)的性價(jià)比較高，適用于精度要求不太高的普及應(yīng)用場合對高精度的雕刻加工，目前我國尚以進(jìn)口數(shù)控雕刻機(jī)為主，如意大利的左日本的全量等品牌的數(shù)控雕刻機(jī)。這類數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)床本體設(shè)計(jì)剛高度好、精度高，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，加工精度高，控制系統(tǒng)功能全、可靠性，但價(jià)格昂貴往往倍于國產(chǎn)產(chǎn)品， 因此主要應(yīng)用于模具等高精度加工場合

12、。主要任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)微型雕刻機(jī)，用于工程應(yīng)用，雕刻機(jī)具有三個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)。其主要內(nèi)容有： 1.設(shè)計(jì)微型雕刻機(jī)的總體方案。根據(jù)雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)主軸結(jié)構(gòu)，主要包括雕刻機(jī)主軸的傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；2.雕刻機(jī)零件的工藝分析；3. 繪制雕刻機(jī)的零件圖； 4. 數(shù)控系統(tǒng)選用及控制設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)依據(jù)有一下幾方面： 1. 課題來源：工程實(shí)踐； 2. 產(chǎn)品名稱：微型雕刻機(jī)； 3. 批量：一臺(tái)； 4. 雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)定位精度± 0.01mm；5工作環(huán)境 -10 oC50 oC ；6. 電氣控制部分的設(shè)計(jì)按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)； 7. 數(shù)控系統(tǒng)推薦選用市場上比較成熟的產(chǎn)品，能與設(shè)計(jì)的雕刻機(jī)巧妙結(jié)合。5

13、微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)2. 雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)2.1 雕刻機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)數(shù)控雕刻機(jī)實(shí)際是一個(gè)三維數(shù)控系統(tǒng)，其工作原理如圖所示圖 2.1數(shù)控雕刻機(jī)工作原理通用微型計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝專用的設(shè)計(jì)排版軟件進(jìn)行圖形、文字的設(shè)計(jì)、排版，自動(dòng)生成加工路徑信息，通過USB接口或其他數(shù)據(jù)傳輸接口將刀具路徑數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)接收刀具路徑數(shù)據(jù)，完成顯示、和用戶交互等一系列功能后，用特定的算法將輸入的路徑信息轉(zhuǎn)化為數(shù)控信息，控制器把這些信息轉(zhuǎn)6鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011化為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的信號(hào)( 脈沖串 ) ，控制雕刻機(jī) X， Y， Z 三軸的走刀。同時(shí)，進(jìn)行銑削，即可雕刻出在計(jì)算機(jī)

14、上設(shè)計(jì)的各種平面或立體的圖形文字，實(shí)現(xiàn)雕刻自動(dòng)化加工。2.2 整體結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)作為雕刻機(jī)的硬件部分，對雕刻機(jī)的加工過程、刻字效果等有著重要的影響。下面對數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)作詳細(xì)介紹。雕刻機(jī)總體布局的基本要求雕刻機(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

15、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。影響雕刻機(jī)布局的基本因素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7微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)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

16、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)的布局也會(huì)不同。對于同一種運(yùn)動(dòng)分配的布局，由于導(dǎo)軌的布置和其它結(jié)構(gòu)形式的不同，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)注意以下幾點(diǎn) :1) 移動(dòng)部件的重量應(yīng)盡量輕。在其它條件相同的情況下，移動(dòng)部件的重量越小，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4）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，而工件尺寸、重量和形狀不同，雕刻機(jī)的布局也會(huì)有很大差異。另外，還應(yīng)考慮雕

17、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，操縱方便形的影響，模塊化設(shè)計(jì)法的影響等。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，雕刻機(jī)基本布局形式通常有下圖所示的兩種方案：圖 2.2雕刻機(jī)的布局形式8鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011這兩種布局都采用龍門式框架結(jié)構(gòu)，雕刻機(jī)的剛度均較高。布局 (1) 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

18、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)所承載的工件較輕，這種布局方式所需電動(dòng)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坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，可采用布局(2) 的方案。坐標(biāo)系的確定雕刻機(jī)的坐標(biāo)系采用右手法則，直角卡笛兒坐標(biāo)系統(tǒng)?；咀鴺?biāo)軸為X 、Y 、Z 直角坐標(biāo)，對相應(yīng)每一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)符號(hào)為A 、B 、C ，如圖 2. 3

19、所示。Z 軸為平行于雕刻機(jī)主軸的坐標(biāo)軸，垂直于工件裝夾面。9微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)圖 2.3圖 2.3 右手坐標(biāo)系統(tǒng)三維雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)該三維雕刻機(jī)的機(jī)械幾何結(jié)構(gòu)，由以下幾部分組成:1、底座部分作為整機(jī)的基礎(chǔ)，承擔(dān)整個(gè)機(jī)體的重量，要求穩(wěn)定堅(jiān)固。底座由底下的四只支腳與地面接觸 ;2、工作臺(tái)部分工作臺(tái)部分由工作臺(tái)， y 方向的絲杠和導(dǎo)軌，以及支架組成。工作臺(tái)作為雕刻工作時(shí)承載雕刻物體的部件，表面有T 形溝槽，由絲杠驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)軌導(dǎo)向:3、橫梁部分橫梁由 x 方向的絲杠和導(dǎo)軌，以及支架組成。橫梁承載機(jī)頭的重量，驅(qū)動(dòng)機(jī)頭動(dòng)，容易彎曲變形，在結(jié)構(gòu)仿真和運(yùn)動(dòng)仿真中是重要的分析對象:4、機(jī)頭部分機(jī)頭部

20、分由主軸組件， Z 方向的絲杠和導(dǎo)軌，以及支架組成。絲杠驅(qū)動(dòng)主軸組的上下運(yùn)動(dòng)，主軸組件在加工過程中直接帶動(dòng)雕刻頭的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。下面從雕刻機(jī)的功能角度， 介紹一下各部分的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì):2.3 進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)電路、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行部件組成。它的作用是接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給速度和位移指令信號(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)電路作10鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、主軸頭架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動(dòng)。數(shù)控系統(tǒng)的伺服進(jìn)給系統(tǒng)與一般機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)有本質(zhì)上的區(qū)別，它能根據(jù)指令信號(hào)精確的控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度和位置，以及幾個(gè)執(zhí)行

21、部件按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)所合成的運(yùn)動(dòng)軌跡。下面介紹一下雕刻機(jī)的進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)。雕刻機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式如下 :工作臺(tái)帶動(dòng)工件做y 方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，機(jī)頭沿x 方向橫梁做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，雕刻頭在直流電機(jī)的帶動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)，并在Z 方向做上下運(yùn)動(dòng)。刀具和工件的運(yùn)動(dòng)的合成就可以得到文字和圖案的輪廓。1. 機(jī)頭沿 x 方向的絲杠左右運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)雕刻寬度 ; 如下圖所示圖 2.4 雕刻機(jī) X 方向進(jìn)給圖2. 工作臺(tái)沿 y 方向的絲杠前后運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)雕刻長度 , 如下圖所示：11微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)圖 2.5 雕刻機(jī) Y 方向的進(jìn)給圖3. 機(jī)頭沿 Z 向的絲杠上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)雕刻深度。各個(gè)傳動(dòng)鏈中均

22、采用絲杠螺母傳動(dòng)副，保證了運(yùn)動(dòng)的傳遞平穩(wěn)和結(jié)構(gòu)緊湊。絲杠一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸相聯(lián)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。另一端采用軸承為支承。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速，由指令脈沖決定。指令脈沖數(shù)就是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，即角位移的大小。只要改變指令脈沖頻率，就可以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度在很寬范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。它具有以下特點(diǎn) :1、位置控制功能可預(yù)先發(fā)出具體的脈沖數(shù)量， 從而得到需要輸出的角度。2、無極調(diào)速功能可根據(jù)發(fā)送脈沖的速度，得到需要的電機(jī)的轉(zhuǎn)速。3、正 / 反，急停及鎖定功能通過對系統(tǒng)的高低電平控制，得到正/ 反旋轉(zhuǎn)的效果，在電機(jī)鎖定情況下（電機(jī)繞組中存在電流，外部沒有要求旋轉(zhuǎn)的電脈

23、沖) ，仍有靜止力矩的輸出。4、低轉(zhuǎn)速及高精度位置功能通過對脈沖速度的控制，可直接得到極低的轉(zhuǎn)速而不需要通過齒輪箱的過渡，從而避免了功率的損耗和角度位置的偏差。5、長壽命12鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011不需要象普通的直流電動(dòng)機(jī)通過電刷和換相器換相，從而減少了摩擦，增長了壽命。如圖 2.6 所示圖 2.6 絲杠與電機(jī)軸的連接剛性聯(lián)軸器用于絲桿與電機(jī)的聯(lián)接，可提高兩軸頭連接的固定精度，如圖2.6 所示。它的特點(diǎn)有 :1、可用于小型、瞬間慣量小和高速轉(zhuǎn)動(dòng)的場合;2、安裝后無反作用力，而且維護(hù)簡單;3、提高絲杠的強(qiáng)度時(shí)，跳動(dòng)不會(huì)受到影響;4、依靠鎖緊螺栓施加的摩擦緊固，無需鍵;6、在高速轉(zhuǎn)動(dòng)

24、時(shí)可保持平穩(wěn)。導(dǎo)軌的主要功能是導(dǎo)向和承載作用。導(dǎo)軌使運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而保證各部件的相對位置和相對位置精度。導(dǎo)軌承受運(yùn)動(dòng)部件及工件的重量及切削力，在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度與精度保持性。雕刻機(jī)的 x 向和 y 向絲杠兩側(cè)各采用一對圓柱形導(dǎo)軌作為導(dǎo)向件，另外可以分擔(dān)絲杠所承受的機(jī)頭和工作臺(tái)的重量。圓柱形導(dǎo)軌加工容易，導(dǎo)向精度高，可滿足定位精度的要求。13微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)Z 絲杠不承受徑向載荷，為保證精度，采用兩根導(dǎo)軌導(dǎo)向。Z 的固定依靠步進(jìn)電機(jī)的自鎖來實(shí)現(xiàn)。圓形導(dǎo)軌兩端通過螺釘固定在絲杠支架上，并與導(dǎo)軌套形成移動(dòng)副。如圖2.7 所示圖 2.7 絲杠和圓導(dǎo)軌的支

25、承方式各個(gè)傳動(dòng)鏈上的絲杠螺母與不同零件以螺釘固定連接，通過與絲杠的相對運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng) :1、與工作臺(tái)固定連接，相對于y 向絲杠運(yùn)動(dòng)向絲杠運(yùn)動(dòng)向支架固定連接，相對于2、與機(jī)頭向絲杠運(yùn)動(dòng)3、與機(jī)頭向支架固定連接，相對于Z 向絲杠移動(dòng)。2.4 典型零件工藝分析滾珠絲杠工藝分析：（1）零件材料： GCR15。合金含量較少，具有良好的性能，它為應(yīng)用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。經(jīng)過淬火加回火后具有較高的硬度、均勻的組織、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等，切削性能一般，焊14鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011接性能差，對形成白點(diǎn)敏感性能大， 有回火脆性。 實(shí)際就是 Cr15。（2）零件組成表面

26、：兩端面，外圓附有滾珠，外身為單線螺紋，無鍵槽，無倒角。（3）主要表面分析：16 外圓表面主要用于傳動(dòng)件，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所需的直線運(yùn)動(dòng)，具有相當(dāng)?shù)木?。?）主要技術(shù)條件： 16 外圓精度要求：IT7 粗糙度要求Ra1.6m。它是零件上主要的基準(zhǔn)，兩端螺紋應(yīng)與之保持基本的同軸關(guān)系，鍵槽亦與之對稱。（5）零件總體特點(diǎn)： 長徑比達(dá) 18 ，為較典型的細(xì)長軸。型臺(tái)工藝分析：（1）零件材料： 45 鋼。切削加工性良好，無特殊加工問題，故加工中不需采取特殊工藝措施。刀具材料選擇范圍較大，高速鋼或YT 類硬質(zhì)合金均能勝任。刀具幾何參數(shù)可根據(jù)不同刀具類型通過相關(guān)表格查取。（2）零件組成表面：長方形表

27、面（長300mm，寬 340mm），厚 20mm，有 T 形凹槽。（3）主要表面分析：外表面主要用于支承以及夾持工件，具有相當(dāng)?shù)亩ㄎ痪取＃?）主要技術(shù)條件：外表面精度要求：IT7 粗糙度要求Ra1.6m。它是零件上主要的基準(zhǔn)，兩端平面應(yīng)與之保持基本的平面關(guān)系，鍵槽亦與之對稱。（5）零件總體特點(diǎn)： 簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，定位能力非常強(qiáng)。三軸滑塊工藝分析：（1）零件材料：鋁合金。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一類有色結(jié)構(gòu)金屬材料。純鋁的密度?。?=2.7g/cm3），大約是鐵的1/3 ，熔點(diǎn)低（ 660），鋁是15微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（:3240%， :7090%）

28、，易于加工，可制成各種型材、板材。（2）零件組成表面：軸套類零件，表面是光滑的空孔，用于支持導(dǎo)軌。（3）主要表面分析： 內(nèi)表面主要用于支承以及夾持工件，具有相當(dāng)?shù)亩ㄎ痪取＃?）主要技術(shù)條件：外表面精度要求：IT7 粗糙度要求Ra1.6m。它是零件上主要的基準(zhǔn)，兩端平面應(yīng)與之保持基本的平面關(guān)系，空孔亦與之對稱。（5）零件總體特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)中與機(jī)架用移動(dòng)副相連又與其他運(yùn)動(dòng)構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的構(gòu)件。16鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書20113. 三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本章詳細(xì)介紹了微型三維機(jī)械雕刻機(jī)機(jī)械部分的主要零部件，如主軸電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件和支承部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算及選型過程。17

29、微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定由課題所給的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合微型三維機(jī)械雕刻機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，初步確定該雕刻機(jī)機(jī)械部分的主要參數(shù)，如表3.1 所示。表 3.1機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)單位主軸最高轉(zhuǎn)速n=20000r/min最大進(jìn)給速度vf3600mm/min工作臺(tái)總行程 (Y)235mm主軸總行程 (X)220mm主軸總行程 (Z)102mm定位精度± 0.01mm脈沖當(dāng)量0.01mm使用壽命Lh20000hrs3.2 切削力、切削扭矩和切削功率計(jì)算三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)械雕刻機(jī)的加工對象主要是針對非金屬材料和鋁合金材料的雕刻加工。這些材料具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性。用硬質(zhì)合

30、金直柄立銑刀（ d06mm, z2 ）和高速鋼標(biāo)準(zhǔn)直柄麻花鉆（d03mm ）在鋁板上進(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在實(shí)際生產(chǎn)過程中不同的切削方式所使用時(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。18鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011銑削力、扭矩和功率的計(jì)算通過查閱王先逵主編的機(jī)械加工工藝手冊，得到表3.2左側(cè)的經(jīng)驗(yàn)公式，代入已知參數(shù)進(jìn)行簡化，可得到僅與切削深度ap 、進(jìn)給速度 vf 和銑刀轉(zhuǎn)速n 有關(guān)的計(jì)算公式填入表3.2 右側(cè)。表 3.2銑削力、扭矩和功率計(jì)算公式的

31、簡化計(jì)算公式和參數(shù)選定計(jì)算結(jié)果銑削力：FzCF apxFafyF awuF z(N )Fz0.75n0.62( N )qwkF42.76a pvfZd0F n F銑削扭矩：Fzd0mM3.0Fz（ Nm ）M2銑削功率：pmFZ vkWpm3.14107FZn（ kW ）6104其中：CF116,X F1,0.75,U F0.85,qF0.73,WF0.13,K F0.25銑YF。削 寬 度 aw ( mm) ， 銑 削 深 度 ap (mm) , 進(jìn) 給 速 度 vfa fzn(mm / min) ， 銑 削 速 度v d0n /1000( m / min) ， d0 銑刀外徑 (mm),

32、af 每齒進(jìn)給量 (mm/z) ，z 銑刀齒數(shù)， n銑刀轉(zhuǎn)速 (r /min)。將切削深度ap 、進(jìn)給速度 vf 和銑刀轉(zhuǎn)速n 的變量代入分別計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果，如下表 3.3 所示。 表 3.3 銑削力、扭矩和功率的計(jì)算工作參數(shù)計(jì)算結(jié)果切削時(shí)間方式百分apvfnn絲FMPZm比 t %19微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)強(qiáng)力10%2.512090003013.700.0410.039切削一般30%112001500030022.450.0430.106切削精細(xì)50%0.524002000060015.800.04750.0992切削快速10%3600900000進(jìn)給其中： n絲 絲杠轉(zhuǎn)速，

33、n絲vf / Ph ( r / min) ，預(yù)選絲杠導(dǎo)程 Ph4( mm)ap 銑削深度（ mm）， Vf 進(jìn)給速度（ mm/min）， n銑刀轉(zhuǎn)速（ r/min ），F(xiàn)z 銑削力（ N），M銑削扭矩（ Nm）， Pm 銑削功率（ kW）。鉆削力、扭矩和功率的計(jì)算通過查閱參考文獻(xiàn)，按上節(jié)的簡化過程，可得到僅與進(jìn)給速度vf 和鉆頭轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)的計(jì)算公式，如下表 3.4 所示。表 3.4 鉆削力、扭矩和功率的計(jì)算公式的簡化計(jì)算公式和參數(shù)選定計(jì)算結(jié)果鉆削力：Fz CF d0zyF kF( N )0.7( N )F fFz 450（ vf / n）鉆削扭矩：MC M dzM f yM k MmM0.

34、686(v f / n)0.8（Nm）鉆削功率：pmMvkWpm0.012Mv f n（kW ）30d020鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011其中：600,zF1.0,yF0.7,CM0.305,zM2.0,yM0.8,kF kM0.25CF（加工鋁合金）。進(jìn)給速度 v ff n ( mm/ min) , 鉆削速度 vd0 n /1000( m / min) ，d0 鉆頭外徑（ mm），f 進(jìn)給量（ mm/r ）， n鉆頭轉(zhuǎn)速（ r/min ）。將進(jìn)給速度vf 和鉆頭轉(zhuǎn)速 n 的變量代入分別計(jì)算，將得到的計(jì)算結(jié)果填入表3.5 ，由于鉆削功率的計(jì)算結(jié)果較小，忽略不計(jì)。表 3.5 鉆削力、扭矩

35、和功率的計(jì)算工參數(shù)計(jì)算結(jié)果作時(shí)間切百削方式比vfnn絲FzMPm分t%強(qiáng)力切30090007541.610.04510%削一般切30%4801500012040.440.044削精細(xì)切50%6002000015038.650.042削快速進(jìn)90022500010%給其中： n絲 絲杠轉(zhuǎn)速， n絲 vf / Ph ( r / min) ，預(yù)選絲杠導(dǎo)程 Ph 4(mm) ， v f 進(jìn)給速度 (mm/min), n 鉆削轉(zhuǎn)速 (r/min),Fz 鉆削力 (N),M鉆削扭矩 (Nm), Pm鉆削功率 (kW)。21微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)3.3 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算主軸組件主軸組件是雕刻機(jī)

36、的執(zhí)行件。它的功用是支承并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷，完成表面成形運(yùn)動(dòng)。主軸組件由主軸及其支承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等組成，要求良好的回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及精度的保持性。雕刻機(jī)的主軸部分固定在 Z 向絲杠的支架上，采用電主軸高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)刀具的切削運(yùn)動(dòng)。自 20 世紀(jì) 80 年代以來，數(shù)控機(jī)床、加工中心主軸向高速化發(fā)展。高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)得到極大的簡化，取消了帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的“零傳動(dòng)” ，這種結(jié)構(gòu)稱為電主軸。它具有結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高，可獲得極高的回轉(zhuǎn)

37、速度，振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用。本雕刻機(jī)由于主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到20000r min, 所以應(yīng)用電主軸。本節(jié)主要設(shè)計(jì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的電主軸，以確定它們的型號(hào)和參數(shù)。數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)除應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動(dòng)的要求外，還提出以下要求：1. 具有更大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。數(shù)控機(jī)床就要為了保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，并充分發(fā)揮刀具的切削性能，從而獲得最高的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，必須具有更高的轉(zhuǎn)速和更大的調(diào)速范圍。對于自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床，工序集中，共建一次裝夾，可完成許多工序，所以，為了適應(yīng)各種國內(nèi)工序和各種加工材質(zhì)的要求，住運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍還應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大。2. 具

38、有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。數(shù)控機(jī)床加工精度的提高，與主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的剛度密切相關(guān)。為此，應(yīng)提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，齒輪齒面進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火增加耐磨性；最后一集采用斜齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)平22鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2011穩(wěn)；采用高精度軸承及合理的支撐跨距等，以提高主軸組件的剛性。3. 良好的抗振性和熱穩(wěn)定性數(shù)控機(jī)床上一般既要進(jìn)行粗加工又要進(jìn)行精加工；加工時(shí)可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過程中的自激振動(dòng)等原因引起的沖擊力或交變力的干擾，使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗燥度，嚴(yán)重時(shí)甚至破壞刀具或零件，是加工無法順利進(jìn)行。因此在主傳動(dòng)系統(tǒng)中的各主要零

39、部件不但要具有一定的靜剛度，而且具有足夠的抑制各種干擾力引起的動(dòng)的能力抗振性?？拐裥杂脛?dòng)剛度或動(dòng)柔性度來衡量。例如主軸組件的動(dòng)剛度取決于主軸的當(dāng)量靜剛度、阻尼比及固有頻率等參數(shù)。機(jī)床在切削加工中主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱使其中所有零部件產(chǎn)生熱變形，破壞了零部件之間的相對位置精度和運(yùn)動(dòng)精度造成的加工誤差，且熱變形限制了切削用量的提高，降低了傳動(dòng)效率，影響到生產(chǎn)率。為此要求主軸不見具有較高的熱穩(wěn)定性，通過保持合適的配合間隙，并進(jìn)行循環(huán)潤滑保持熱平衡等措施來實(shí)現(xiàn)。主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的組成電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸是精密機(jī)床、高速加工中心和數(shù)控車床常用的一種驅(qū)動(dòng)形式。如平面磨床的砂輪主軸，高速內(nèi)圓磨床的磨頭。轉(zhuǎn)速小于300

40、0r min 的主軸，采用異步電動(dòng)機(jī)軸通過聯(lián)合器直接驅(qū)動(dòng)主軸，機(jī)床可通過改變電動(dòng)機(jī)磁極對數(shù)來實(shí)現(xiàn)變速；轉(zhuǎn)速小于8000r min 的主軸，可采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)；高速主軸，可將電動(dòng)機(jī)與主軸做成一體，即內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸，轉(zhuǎn)子軸就是主軸，所以本雕刻機(jī)應(yīng)選用電主軸，主軸電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)前面兩節(jié)的計(jì)算結(jié)果，取一定的安全系數(shù)，忽略傳動(dòng)效率，主軸電動(dòng)機(jī)所需的扭矩、功率和轉(zhuǎn)速計(jì)算過程如表3.6 所示。表 3.6 主軸電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算23微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)序號(hào)符號(hào)單位計(jì)算公式和參數(shù)選定計(jì)算結(jié)果目M 0 iMAX M i額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)查表 3.3 和表 3.5，1M 0Nm矩矩計(jì)算取 i=2 取較大值得到：M e 0.11M0 0.095 取整P0 MAX Pi功P0查表 3.3 和表 3.5,額定功率2kWPe 0.12率計(jì)算取大值得到 P0 0.106取整根據(jù)上述所算功率可選擇安陽華安通用主軸科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為 DD58Z24/0.8 的電主軸。如下表所示：轉(zhuǎn)電機(jī)外型尺寸軸承主軸速潤型號(hào)型號(hào)滑SpeedMotorDimensdions(mm)BearingSSDpin(r軸 端Lub D typegdle ty