移动龙门式小型数控雕刻机Z轴和X轴的机构设计_毕业设计
微型移动龙门式铣床结构优化设计
微型移动龙门式铣床结构优化设计卜雪梅（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）摘 要：在进行微型移动龙门式铣床结构优化设计过程中，通过利用有限元和正交实验等多种形式的结果分析，表明机床在进行结构优化调整之后，会全面提高机床本身所具有的静态性能，从而验证了结构优化的有效性。
本文主要将微型移动龙门式铣床为主要的研究对象，对其本体的主要结构进行了有限元仿真模型的建立，以此来分析其动态特性，结合这些结果内容来仔细的辨识机床所具有的薄弱环节，明确立柱对工作台所造成的性能影响，将立柱的优化和工作台优化作为主要的优化目标。
关键词：微型；移动龙门式铣床；结构优化；设计分析中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）04-0219-2收稿日期：2019-04作者简介：卜雪梅，黑龙江佳木斯人，男，生于1984年，满族，硕士研究生，研究方向：机床设计，机床开发。
微型移动龙门式数控铣床的主要结构存在不足之处，为了解决这一问题需要将拓扑优化、正交实验设计方法等作为设计调整的主要依据，首先需要建立本体的有限元模型，再结合当前的加工情况进行静力学分析，从而得出位移和应力云图的主要内容和基本结论。
通过模态化分析，来了解前十阶模态所具有的频率和主振类型，通过对有限元结果的分析，运用拓扑优化原理，将其所具有的最小应变能力作为主要的目标函数，并且设计好立柱的整体质量来作为主要约束条件，对当前所采用的微型铣床立柱进行优化设计。
同时还可以采用正交实验的方式，来保证工作台的自重下最大位移程度，控制好T 形槽的大小，以及槽与槽之间的间距，安排好工作台建设的厚度，将工作台支承面积作为主要的设计变量，从而提高工作台的工作能力，保证优化后机体的正常运行，通过有限元仿真实验，来提高优化后整机的静态性能。
1 本体有限元模型的建立在进行有限元模型创建的过程中，需要充分的考量有限元网格的计算准确率和精度，因此需要对铣床的几何模型进行适当的优化，减少给电机和传动系统对机床运行所产生的影响，要将主轴电机作为钢体，摘除螺纹孔，控制好部分加工角的一些细小问题，保证各部件之间的有机结合。
小型雕刻机课程设计
小型雕刻机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解小型雕刻机的基本结构、工作原理及其在制造业中的应用。
2. 学生能够掌握小型雕刻机操作的基本步骤和安全规范。
3. 学生能够描述小型雕刻机编程的基本语法和常用指令。
技能目标：1. 学生能够正确操作小型雕刻机，完成简单的雕刻任务。
2. 学生能够运用所学的编程知识，为小型雕刻机编写简单的雕刻程序。
3. 学生能够在团队协作中，合理分配任务，高效完成项目。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械加工技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在学习过程中，树立安全意识，养成良好的操作习惯。
3. 学生通过团队协作，培养沟通、合作能力，增强集体荣誉感。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，使学生在掌握基本知识的同时，提高动手实践能力。
课程设计以学生为中心，充分考虑学生的认知水平和兴趣，注重培养学生的安全意识、创新意识和团队协作能力，为我国制造业人才培养奠定基础。
通过对课程目标的分解，教师可进行有针对性的教学设计和评估，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 小型雕刻机概述- 结构组成与工作原理- 安全操作规范- 在制造业中的应用案例2. 小型雕刻机操作与编程- 操作步骤与实践操作- 编程基本语法与常用指令- 编程软件的使用3. 雕刻项目实践- 简单图案设计与制作- 项目实施与团队协作- 雕刻作品的评价与优化4. 创新思维与团队协作- 创新意识的培养- 团队协作方法与技巧- 项目管理与组织教学内容参照课程目标，紧密结合教材，注重科学性和系统性。
教学大纲明确，教学内容分为四个部分，循序渐进地引导学生学习。
第一部分介绍小型雕刻机的基本概念，让学生对其有全面的认识；第二部分重点教授操作与编程技能，提高学生的动手能力；第三部分通过实践项目，巩固所学知识，培养学生的创新意识和团队协作能力；第四部分强化创新思维与团队协作，为学生的综合素质提升奠定基础。
小型简易雕刻机的设计开题报告
[1]黄平，朱文坚，机械设计教程，清华大学出版社，2011；
[2]文怀兴，夏田，数控机床系统设计，化学工业出版社，2011；
[3]王金娥，罗生梅，机电一体化课程设计指导书，北京大学出版社，2012；
[4]赵韩，黄康，陈科，机械系统设计，高等教育出版社，2011；
[5]潘承怡，向敬忠，宋欣，机械零件设计，清华大学出版社，2012；
4、用Pro-E软件设计并绘制有关零部件，再进行装配及运动仿真。
方法及预期目的：
四、课题研究的思路和方法
一、机械系统总体方案确定
1、确定雕刻机的布局方式：采用龙门立柱式的框架结构，这种结构具有较高的刚度。
2、确定雕刻机的坐标系统：工作台在底坐上的移动作为Y轴方向的运动，雕刻头在横梁上的移动作为X轴方向的运动，雕刻头的上向移动作为Z轴方向的运动，这种结构与工作台固定立柱移动的结构相比，所需的电机的功率和传动件的尺寸较小，且雕刻头的运动精度较高。
[6]陈国华，机械机构及应用，机械工业出版社，2008；
[7]陈关龙，吴昌林，中国机械工程专业课程设计改革案例集，清华大学出版社，2010；
[8]李宪芝，机械精度设计与检测基础，哈尔滨工程大学出版社，2011；
[9]文怀兴，夏田，数控机床设计实践指南，化学工业出版社，2007；
指导教师签名： 日期：
2、导轨的选择：首先选择直线滚动导轨，因为它较直线滑动导轨有更好的导向精度、进给速度、定位精度。再根据受力方向、负荷大小等因素的影响选择合适的直线滚动导轨副的型号。
3、滚动丝杠副的选择：通过计算滚动丝杠受到的最大动载荷来选择合适的滚珠丝杠副的型号。
三、雕刻机控制系统设计
首先选择合适的单片机，再设计并绘制单片机接线的电路图，然后设计单片机与步进电机连接的电路并绘制电路图，最终实现利用单片机来控制三个步进电机的运转，从而完成雕刻机在各个方向的运动，达到利用单片机来控制三轴联动的目的。
龙门式数控钻床机械结构设计要点(doc 39页)
毕业设计（论文）龙门式数控钻床机械结构设计The Mechanical Structural Design For Gantry CNC DrillingMachine长春工程学院摘要近些年来，国内外机床工业的发展十分迅速，以数控为特征的现代化机床在生产中广泛应用。
在工农业生产中，经常会碰到一些大型回转体类零件，其上需加工很多孔。
用普通机床对其加工往往会遗漏，而小型数控加工中心则难以对其进行加工。
本课题就是针对这一问题，设计一台龙门式数控钻床，专门适合对这一类零件进行钻削加工。
它不仅大大减轻了操作者的劳动强度，而且大大提高了劳动生产率。
本次设计包括了数控钻床的主要机械结构，其中包括：主轴箱中的主传动系装配；进给系统中的工作台装配和传动系统中的丝杠螺母等设计。
同时，将各项相关技术合理运用，以达到最优化设计的目的。
机械制造工业是国民经济的基础。
机床工业则是机械制造工业的基础，它在国民经济中起着至关重要的作用，但我国机床工业与发达国家相比还有较大差距，我们必须奋发图强，努力工作，以便早日赶上世界先进水平。
关键词数控钻床主轴箱工作台丝杠螺母AbstractIn recent years, domestic machine tool industry developed rapidly, to a modern CNC machine tool is characterized by widely used in the production. In the industrial and agricultural production, often encounter a number of large-scale rotating body parts, its a lot of holes to be processed. Ordinary machine tools are often left out of its processing, andsmall-scale CNC machining center is difficult to carry out its processing. The subject is a response to this problem, the design of a gantry CNC Drilling Machine, specifically suited for this type of drilling parts. It not only greatly reduces the operator's labor intensity and labor productivity increased significantly.The design includes a CNC drilling machine of the main mechanical structure, including: the main spindle box powertrain assembly; feeding system table in the assembly and the lead screw nut drive system design. At the same time, the related technology will be used in a reasonable manner, so as to achieve the purpose of optimum design.Machinery manufacturing industry is the foundation of the national economy. Machine tool industry is the basis of mechanical manufacturing industry, which in the national economy plays a vital role, but China's machine tool industry and still a wide gap between developed countries, we must work hard, work hard in order to catch up with the world at an early date advanced level.Keywords:CNC drilling machine headstock worktable leadscrew and nut.目录一绪论 (1)1.1 金属切削机床及其重要地位 (1)1.2 问题的提出 (1)1.3 国内外发展状况 (1)二方案论证 (2)2.1 总体布局方案论证 (2)2.1.1 数控立式钻床 (2)2.1.2 钻削中心 (2)2.1.3印刷线路板数控钻床 (3)2.1.4 其它大型数控钻床 (3)2.2 数控钻床功能组成及各部件方案论证 (3)2.2.1 数控系统总体方案确定 (3)2.2.2主机部分总体方案确定 (4)三横梁滚珠丝杠设计计算 (5)3.1 动载强度计算 (5)3.2 滚珠丝杠轴向负荷F的计算 (6)3.3 确定滚珠丝杠型号 (7)3.4 珠丝杠副的几何参数 (7)3.5 传动效率计算 (7)3.6 刚度检验 (8)四机械部分设计计算 (8)4.1 主传动系设计计算 (8)4.1.1 动设计计算 (8)4.2 主轴的设计与计算 (14)4.2.1 选择轴的材料 (14)4.2.2 估算轴的直径 (14)4.2.3 按弯扭轴上合成强度条件计算 (15)4.2.4按疲劳强度的安全系数校核计算 (16)4.3 轴承的选择与校核 (18)4.4 主轴上键的选择与校核 (20)4.4.1 挤压强度校核 (20)4.4.2 耐磨条件校核 (20)五工作台设计与计算 (21)5.1 工作台电机的选择 (21)5.1.1 确定脉冲当量 (21)5.1.3 等效力矩计算 (22)5.1.4 确定蜗轮蜗杆的传动比 (22)5.1.5 确定电机型号 (22)5.2 工作台蜗轮蜗杆的设计计算 (23)5.2.1 确定蜗轮蜗杆模数m (23)5.2.2 蜗杆轴的刚度验算 (24)5.2.3 蜗杆蜗轮几何尺寸计算 (24)5.2.4 蜗杆传动的效率和散热计算 (27)5.3 工作台弹簧的设计计算 (28)5.4 工作台滚动导轨设计计算 (28)5.4.1 滚动体的尺寸要求及确定 (29)5.4.2 滚动体数目确定 (29)5.4.3 保持架样式 (29)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)一绪论1.1 金属切削机床及其重要地位金属切削机床（Metal cutting machine tools）是用切削的方法将金属毛坯加工成机械零件的机器。
雕刻机运动系统的毕业设计
摘要雕刻机制作工艺日渐成熟，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。
但雕刻机的价格均比较高,为了提高其普及率,设计开发一个经济、简练的机械运动系统是很具有重要的理论意义和实用价值的。
本文简要地介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外同类雕刻机的特点，说明了雕刻机的功能和使用范围。
综合运用机械设计制造和加工工艺等知识，提出了简化雕刻机运动系统的设计思路。
其次，讨论和确定了本雕刻机的总体结构布局。
本雕刻的运动系统包括了主运动系统和进给运动系统。
其主运动系统采用电机直接接刀具，省去中间传动，而进给运动系统是采用步进电机带动滚珠丝杠使部件在导轨上平移来实现三轴联动。
再次，对主电机的选用、滚珠丝杠、步进电机以及导轨等主要零部件进行了详细的设计与计算。
本雕刻机有着安装方便，结构简单、新颖，制造成本低等优点，可用于中小型雕刻机，对雕刻机价格具有一点的影响。
雕刻机，运动系统，三维关键词：ABSTRACTProduction technology of engraving machine has become mature and widely been used in many fields. The sculpture technology is used in the construction of the building decoration, small signs in front of the store, many products and logo nameplate. But the price of engraving machine is high; to be able to increase its penetration rate, design a mechanical system which is cheaper and brevity has a very important theoretical and practical value.This article briefly introduced the origin and the state-of-the –art of the engraving machine, analysed the similar characteristics of sculpture both at home and abroad, explained the functions and scope of use of the engraving machine. Firstly,a motion system design ideas was got by comprehensive using the knowledge such as mechanical design and manufacturing and processing technology.Secondly, the carving of the layout of the engraving machine are discussed and identified. The movement system of the sculpture, including the main movement system and feed movement.The main campaign directly to the electrical system used knives, eliminating the middle transmission, and the Progressive Movement system is used to the stepper motor driven ball screws so that components in the rails On the pan to achieve three-axis linkage.Finally,Selection of the main motor, ball screw, the stepper motor and rails, and other major components of a detailed are designed and calculationed.The engraving machine is easy to install, simple structure, new, and low cost manufacturing, can be used for small and medium-sized carving machine, the engraving machine with little impact on prices.Key words: engraving machines, motor system, 3D目录第1章绪论 (1)1.1 雕刻机的概述 (1)1.2 设计研制的雕刻机特点 (1)1.3 研制的雕刻机的功能及使用范围 (2)第2章系统分析与方案的订制 (5)2.1 三维雕刻机的设计参数 (5)2.2 雕刻机总体方案选择 (5)2.2.1 总体布局要求 (5)2.2.2 总体方案确定 (6)2.3 雕刻机运动系统方案设计 (7)2.3.1 坐标系统的确定 (7)2.3.2 总体结构 (8)2.3.3 进给运动方案 (9)第3章主运动系统的设计及校核 (10)3.1 铣削力、扭矩和功率的计算 (10)3.2 钻削力、扭矩和功率的计算 (11)3.3 主运动系统的设计...................... . (13)3.3.1 主运动系统的方案 (13)3.3.2主轴电机的设计计算 (13)第4章进给运动系统设计计算 (15)4.1 Z方向进给运动系统设计...................... .. (15)4.1.1 Z方向进给运动系统组成 (15)4.1.2 滚珠丝杠副的设计计算 (15)4.1.3 滚珠丝杠的校核 (20)4.1.4 Z方向进给电机的设计计算 (23)4.1.5 联轴器的选择 (25)4.1.6 Z方向直线导轨副的设计计算 (25)4.2 X方向进给运动系统设计 (27)4.2.1 X方向进给运动系统组成 (27)4.2.2 滚珠丝杠副的设计计算 (27)4.2.3 滚珠丝杠的校核 (31)4.2.4 X方向进给电机的设计计算 (33)4.2.5 联轴器的选择 (35)4.2.6 X方向直线导轨副的设计计算 (35)4.3 Y方向进给运动系统设计 (36)4.3.1 Y方向进给运动系统组成 (36)4.3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (36)4.3.3 滚珠丝杠的校核 (40)4.3.4 Y方向进给电机的设计计算 (42)4.3.5 联轴器的选择 (43)4.3.6 Y方向直线导轨副的设计计算 (43)4.4 雕刻机设计参数的确定 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (47)附录 1 设计图纸 (48)第一章绪论1.1 雕刻机的概述雕刻可以追溯到远古时期，母系氏族时期的半坡氏族的“人面网纹盆”便是雕刻的雏形。
龙门式数控钻床机械结构设计
毕业设计（论文）龙门式数控钻床机械结构设计长春工程学院摘要近些年来，国内外机床工业的发展十分迅速，以数控为特征的现代化机床在生产中广泛应用。
在工农业生产中，经常会碰到一些大型回转体类零件，其上需加工很多孔。
用普通机床对其加工往往会遗漏，而小型数控加工中心则难以对其进行加工。
本课题就是针对这一问题，设计一台龙门式数控钻床，专门适合对这一类零件进行钻削加工。
它不仅大大减轻了操作者的劳动强度，而且大大提高了劳动生产率。
本次设计包括了数控钻床的主要机械结构，其中包括：主轴箱中的主传动系装配；进给系统中的工作台装配和传动系统中的丝杠螺母等设计。
同时，将各项相关技术合理运用，以达到最优化设计的目的。
机械制造工业是国民经济的基础。
机床工业则是机械制造工业的基础，它在国民经济中起着至关重要的作用，但我国机床工业与发达国家相比还有较大差距，我们必须奋发图强，努力工作，以便早日赶上世界先进水平。
关键词数控钻床主轴箱工作台丝杠螺母AbstractIn recent years, domestic machine tool industry developed rapidly, to a modern CNC machine tool is characterized by widely used in the production. In the industrial and agricultural production, often encounter a number of large-scale rotating body parts, its a lot of holes to be processed. Ordinary machine tools are often left out of its processing, andsmall-scale CNC machining center is difficult to carry out its processing. The subject is a response to this problem, the design of a gantry CNC Drilling Machine, specifically suited for this type of drilling parts. It not only greatly reduces the operator's labor intensity and labor productivity increased significantly.The design includes a CNC drilling machine of the main mechanical structure, including: the main spindle box powertrain assembly; feeding system table in the assembly and the lead screw nut drive system design. At the same time, the related technology will be used in a reasonable manner, so as to achieve the purpose of optimum design.Machinery manufacturing industry is the foundation of the national economy. Machine tool industry is the basis of mechanical manufacturing industry, which in the national economy plays a vital role, but China's machine tool industry and still a wide gap between developed countries, we must work hard, work hard in order to catch up with the world at an early date advanced level.Keywords:CNC drilling machine headstock worktable leadscrew and nut.目录一绪论 (1)1.1 金属切削机床及其重要地位 (1)1.2 问题的提出 (1)1.3 国内外发展状况 (1)二方案论证 (2)2.1 总体布局方案论证 (2)2.1.1 数控立式钻床 (2)2.1.2 钻削中心 (2)2.1.3印刷线路板数控钻床 (3)2.1.4 其它大型数控钻床 (3)2.2 数控钻床功能组成及各部件方案论证 (3)2.2.1 数控系统总体方案确定 (3)2.2.2主机部分总体方案确定 (4)三横梁滚珠丝杠设计计算 (5)3.1 动载强度计算 (5)3.2 滚珠丝杠轴向负荷F的计算 (6)3.3 确定滚珠丝杠型号 (7)3.4 珠丝杠副的几何参数 (7)3.5 传动效率计算 (7)3.6 刚度检验 (8)四机械部分设计计算 (8)4.1 主传动系设计计算 (8)4.1.1 动设计计算 (8)4.2 主轴的设计与计算 (14)4.2.1 选择轴的材料 (14)4.2.2 估算轴的直径 (14)4.2.3 按弯扭轴上合成强度条件计算 (15)4.2.4按疲劳强度的安全系数校核计算 (16)4.3 轴承的选择与校核 (18)4.4 主轴上键的选择与校核 (20)4.4.1 挤压强度校核 (20)4.4.2 耐磨条件校核 (20)五工作台设计与计算 (21)5.1 工作台电机的选择 (21)5.1.1 确定脉冲当量 (21)5.1.3 等效力矩计算 (22)5.1.4 确定蜗轮蜗杆的传动比 (22)5.1.5 确定电机型号 (22)5.2 工作台蜗轮蜗杆的设计计算 (23)5.2.1 确定蜗轮蜗杆模数m (23)5.2.2 蜗杆轴的刚度验算 (24)5.2.3 蜗杆蜗轮几何尺寸计算 (25)5.2.4 蜗杆传动的效率和散热计算 (27)5.3 工作台弹簧的设计计算 (28)5.4 工作台滚动导轨设计计算 (29)5.4.1 滚动体的尺寸要求及确定 (29)5.4.2 滚动体数目确定 (29)5.4.3 保持架样式 (29)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)一绪论1.1 金属切削机床及其重要地位金属切削机床（Metal cutting machine tools）是用切削的方法将金属毛坯加工成机械零件的机器。
小型雕刻机机械系统设计
SCI -TECH INNOVATION &PRODUCTIVITYNo．11Nov.2013，Total No．238雕刻机，顾名思义就是用机器代替人工进行雕刻的设备。
早在很多年前，雕刻产品就已然成为人们生活的一部分，这种需求推动了雕刻艺术的日益精深。
随着微电子技术、控制理论、检测技术、计算机控制等技术的迅速发展，数控系统不断更新，机械雕刻亦在20世纪90年代获得了较大发展。
如今，雕刻机已经在各行各业中得到了广泛的应用及发展，如木工行业、模具雕刻、紫铜和石墨电极加工、石材雕刻等。
一些小型的装饰品在生活中也是不可或缺的，因而小型雕刻机作为一种典型的机电一体化产品，具有较大的市场前景[1]。
因此，笔者对经济型小型三维雕刻机进行了设计，通过设计开发，可以为中小用户，尤其是个人用户提供低价的雕刻机。
1雕刻机的总体方案设计1.1总体方案选择现在市面上流行的小型雕刻机工作台有两种。
第一种见图1-a ，工作台只沿横向（X ）移动，刀具沿纵向（Y ）和垂直方向（Z ）移动。
第二种则如图1-b 所示，工作台沿横向（X ）、纵向（Y ）移动，而刀具只沿垂直方向（Z ）移动。
图1-a 工作台结构简单、稳定性好。
但工作过程中，工件会随着工作台的移动而移动，所以对于工件的重量就会有所限制，此种结构的雕刻机较小。
图1-b 虽然制作较容易，然而稳定性要比图1-a 差很多。
由于本次设计对机械部件结构的要求是小而轻便，且加工工件的质量也比较轻，因此选用结构图1-a 。
笔者所设计的雕刻机由工作台、机头组件、主轴组件、外部框架、控制系统等组成。
这里主要进行了工作台、机头组件、主轴组件部分的结构设计。
工作台的主要作用是用来装夹工件，其结构上主要由步进电机、滚珠丝杆螺母副、导轨组成，其步进电机接收控制系统发送的脉冲信号，带动工作台运动。
小型雕刻机属于经济性机床，因而既要保证加工精度，同时还要兼顾结构简单、经济成本较低的要求。
这样，进给系统均采用步进电机开环控制系统。
机械雕刻机毕业设计范本
摘要传统的雕刻加工是一门技术性要求很高的手工技艺，在艺术品、标牌、首饰等行业具有悠久的历史，产品的质量主要取决与雕刻师傅的技艺水平，而且劳动生产率低、本钱高、可重复性差。
随着时代的进步，科技的开展，雕刻机成为我们现代人与时俱进的先进工具,它省时省力又环保，应用也越来越广泛。
近几年来中国的雕刻机迅速地开展着，从以前的手工雕刻转变为现在的机器雕刻。
雕刻机给人们带来了巨大的方便，不仅节省了雕刻时间，还提高了雕刻的工艺，雕刻机的出现也带动了许多行业的开展，像木工雕刻机、石材雕刻机、数控雕刻机等等。
本文简要的介绍了雕刻机的起源和开展现状，分析了国内外雕刻机的特点，说明雕刻机的功能和使用范围，详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，并详细介绍雕刻机手控逻辑板的设计和制作过程。
本课题是在参考现有雕刻机的根底上，设计的一种小型雕刻机，适合一般的塑料板、铝板等普通材料的机械加工。
关键字：传统雕刻；机械雕刻；提高；雕刻机； LED键盘板；AbstractThe traditional carving processing is a craftsmanship that demands high technology, it has a long history in art, signage, jewelry and other industry, the quality of the products mainly depends on the skill level of the carved teacher, and it has low labour productivity, high cost and the repeatability poor. With the progress of The Times, the development of science and technology, engraving machine become a tool ,with that we modern people can keep up with the advanced , it saves time and effort and protects environmental ,so it is applied more and more widely. In recent years,Chinese engraving machine, a rapid development from the previous manual sculpture into today's machines sculpture. Engraving machine has brought people great convenience, not only saves carving time, but also improves the sculpture craft, engraving machine presence also spurred many industry development, like wooden engraving machine, stone carving machines, CNC engraving machine, etc.This paper introduces the origin and engraving machine's present situation of development ,it has analyzed the characteristics of domestic and international engraving machine that engraving machine function anduse scope, detailed analysing of the general layout and carving machine structure scheme, and detailed introduction control logic board carved the design and manufacture process.This topic has designed a small engraving machine in reference on the basis of existing engraving machine, it is suitable for general plastic board, aluminum etc ordinary material mechanical processing. Keywords: the traditional carving; mechanical sculpture; i mprove; e ngraving machine; led clavier board;目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (4)1. 引言 (6)1.1 雕刻机的起源 (6)1.2 雕刻机及其开展现状 (6)1.2.1 雕刻机的特点1.2.2 研究雕刻机的目的和意义1.2.3 雕刻机的应用领域1.2.4 我国雕刻机的开展现状1.2.5 雕刻机的开展趋势2.雕刻机的工作原理及结构2.1 雕刻机的工作原理2.2 雕刻机的结构2.2.1 雕刻机的机械结构局部2.2.2 雕刻机的电路及电气局部2.3 雕刻机的总体布局的根本要求3.直线运动机构设计3.1 平面连杆机构3.2 凸轮机构3.3 滚珠丝杠4.执行器——电机的选择4.1 直流电机4.2 交流电机4.3 伺服电机5. 手控逻辑板的设计5.1 LED键盘板的技术要求5.2 LED键盘板零件的选择5.3 LED键盘板电路图的设计及其原理6、总结及前景展望参考文献附录外文资料中文翻译致谢1 引言1.1 雕刻机的起源雕刻可以追溯到远古时期，母系氏族时期的半坡氏族文化的“人面网纹盆〞便是雕刻的雏形。
移动式数控龙门铣床的总体设计
移动式数控龙门铣床的总体设计--------------------------------------------------------------------------------2006.10.08 阅读：24次本文所述的移动式数控龙门铣床是指龙门框架作纵向移动的龙门铣床。
移动式龙门铣床的最大优点是：（1）机床占地面积小。
工作台移动式龙门铣床，整机长度必须两倍于纵向行程长度，而移动式龙门铣床的整机长度只需纵向行程加上龙门架侧面宽度即可。
（2）机床的动态响应好。
移动式龙门铣床采用的是固定工作台，一般与床身整体铸出，龙门框架纵向运动的驱动力矩等值不变，不会因工件的承载重量的改变而变化，从而保证了加工精度和机床的响应性能。
笔者独立设计的移动式数控龙门铣床（图1），现已作为专机投入生产应用，能满足大型铸件、钢件的镗、铣、钻等多工序加工；配上直角铣头，还可对工件的4个侧面进行加工。
由于设计思想正确，配套零部件质量过关，该机床各项指标均已达到数控龙门铣床相关国家标准的要求。
该龙门铣床的主要设计参数如下：工作台面积为1800mm×4000mm，X轴行程为4000mm，Y轴行程为2000mm，Z轴行程为750mm，主轴功率18.5kW，各轴快速进给为10m/min。
一、机械部分设计整机分为床身、龙门架、滑台、主轴箱、三轴进给驱动机构机械部分及相关数控伺服部分。
现把设计过程中的重点阐述如下。
床身是本次设计工作的基础，床身的尺寸设计影响着对整机的设计，而且设计的合理性直接影响到整机的刚度。
床身的截面形状为Π形（图2）。
床身的上平面即工作台面设计有9 条T 形槽，为方便床身工作台面和# 形槽的精刨加工，槽完全贯通。
床身的左、右两下脚各设计有一个狭长平面，用来安放滚动直线导轨副。
笔者把导轨面设计在床身的两下侧，主要是考虑力的传递方向与卸荷问题。
因床身会受到龙门框架的重力、切削力和工件的重力，这样的设计可使龙门框架的重力直接传入到机床的基础上，而床身只受到工件的重力。
小型雕刻机设计
小型雕刻机设计摘要机电一体化技术综合了机械、电子、自动控制、信息、传感器、电力电子、信号变换接口和软件编程等技术，并且把这些通用型技术整合到一起，结合成一个整体，也是现如今机械工业技术必须发展的也将成为国内外的发展主流。
小型雕刻机就是在这种大环境下产生的一种代表性的机电一体化产品，在工艺品的制作与生产行业中拥有有较大的市场。
本课题通过分析国内雕刻机与国外雕刻机的差距以及各自的特点，定义了雕刻机的功能和使用范围，规划了雕刻机的结构布局，详细设计了主轴运动和X、Y向进给运动结构，以及工作台、支撑柱等辅助结构，并在此基础上详细阐述了雕刻机的运动过程，实现了其功能。
本文设计的小型雕刻机，其具有精度高，一致性好，一机多用的特点，应用领域广泛，可用于工艺品雕刻加工的同时，又具有铣削钻孔等功能。
关键词雕刻机；伺服电机；机电一体化Small Engraving Machine DesignAbstractMechatronics combines mechanics, electronics, automatic control, information, sensors, power electronics, signal conversion interface and software programming techniques, and these versatile technologies integrated together, combined into a whole, is now Machinery Industrial Technology must develop will become the mainstream of development at home and abroad. Small engraving machine is a kind of typical in this environment produces mechatronic products, handicraft production and production industry has a larger market.The issue by analyzing the gap between domestic engraving machine and foreign engraving machine as well as their characteristics, defines the function and use of engraving machine, planning the structure and layout engraving machine, detailed design of the spindle movement and X, Y direction feed motion structure , and an auxiliary table structure, support columns, etc., and on this basis, it elaborated engraving machine movement to achieve its function.This design of small engraving machine, which has a high accuracy, consistency, and a multi-purpose machine, which is widely applied in the field, can be used to carving crafts processing, but also has milling and drilling functions.Keywords Engraving machine, servo motor, mechatronics目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 小型雕刻机及其发展现状 (2)1.2.1 小型雕刻机的概念 (2)1.2.2 小型雕刻机的应用和发展 (3)1.2.3 小型雕刻机的特点 (3)1.2.4 研究雕刻机的目的和意义 (4)1.3 本章小结 (4)第2章雕刻机的结构设计 (5)2.1 雕刻机的系统组成 (5)2.2 雕刻机的整体布局 (5)2.3 进给结构 (8)2.4 主轴结构 (12)2.5 支撑结构 (13)2.5.1 支架设计 (13)2.5.2 工作台设计 (14)2.5.3 底座设计 (15)2.6 本章小结 (15)第3章小型雕刻机的关键参数计算 (16)3.1 设计指标 (16)3.2 切削力、扭矩和功率的计算 (17)3.3 进给运动的计算 (20)3.3.1 滚珠丝杠副的计算 (20)3.3.2 滚珠丝杠的计算 (22)3.3.3 工作台电机的选择 (25)3.4 本章小结 (26)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (32)第1章绪论1.1课题背景以大机器生产为主流的社会生产形式形成以来，机器生产代替手工劳动不仅使产品数量与日俱增，而且，更使产品质量大为提高。
数控专业的毕业设计
数控专业的毕业设计数控专业毕业设计任务书一、设计题目数控铣削编程与操作设计技术要求：表面粗糙度为1.6。
二、设计任务1．零件图工艺分析。
2．确定装夹方案。
3．确定加工顺序。
4．选择加工用刀具。
5．合理选择切削用量。
6．拟订数控铣削加工工艺卡片。
7．根据加工工艺步骤编写加工程序。
8．完成工件的操作加工。
三、应完成的技术资料1、开题报告（1500字左右）。
2、毕业设计说明书（10000字左右）。
3、绘制A3零件图。
开题报告一．毕业设计题目来源按系里所发的毕业设计用图1．技术要求：表面粗糙度均为1.6，尺寸精度除120±0.02外均为通常精度。
2．毛坯尺寸： 240×130×30。
3．材料：硬铝（LY12）。
技术资料：1．绘制A3图纸2．绘制装夹方式图3．填写数控加工工艺卡片4．编制加工程序清单二．选题设计的意义数控技术在２０世纪８０年代以后得到迅速进展，数控机床不仅在宇航，造船，军工等领域广泛应用，而且也进入了汽车，机床，模具等机械制造行业。
目前，在机械行业中，单件、小批量的生产所占的比例越来越大。
机械产品的精度与质量也不断地提高。
因此，普通机床越来越难以满足加工精度零件的需求。
数控机床在机械行业中十分普遍。
作为数控技术专业的学生，数控编程加工工艺设计是务必要经历的一个重要实践环节，通过本环节的锻炼，力争把往常所学的知识融会贯穿，从而达到温故而知新的目的，提高解决实际问题的能力。
三．基本内容（8）完成工件的操作加工工件的操作加工要紧内容是：1、工件的安装。
安装工件时先把工作台面打扫干净，然后校正平口钳固定钳口与工作台某一移动方向的平行度与垂直度。
工件装夹后，还需校验工件上表面与工作台的平行度。
组合压板、精密治具板（筒）等方法装夹的工件均需找正工件侧面与某一移动轴的平行度后再夹紧。
2、设置工件坐标系。
工件坐标系原点亦称编程零点。
关于在数控机床上加工的具体工件来说，务必通过一定的方法把工件坐标系原点（实际上是工件坐标系原点所在的机床坐标值）表达出来，这个过程称之对刀。
移动龙门式小型数控雕刻机Z轴和X轴的机构设计_毕业设计 精品
目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)1.1雕刻机概述 (2)1.1.1雕刻机起源 (2)1.2数控雕刻机及其发展现状 (3)1.2.1数控雕刻机 (3)1.2.2研制雕刻机的目的和意义 (4)1.2.3数控雕刻机的特点 (4)1.2.4数控雕刻机的应用领域 (5)1.2.5我国数控雕刻机的发展现状 (5)2雕刻机的机械结构 (6)2.1雕刻机的工作原理 (6)2.2整体结构 (7)2.2.1雕刻机总体布局的基本要求 (7)2.2.2 影响雕刻机布局的基本因素 (7)2.2.3 坐标系的确定 (8)2.2.4三维雕刻机的机械结构 (9)2.3进给系统 (9)2.4进给系统 (13)3三坐标数控雕刻机的机械系统的设计 (14)3.1 设计参数的确定 (14)3.2 切削力、切削扭矩和切削功率计算 (14)3.2.1铣削力、扭矩和功率的计算 (14)3.2.2钻削力、扭矩和功率的计算 (15)3.3 主运动系统的设计计算 (16)3.3.1主运动系统传动链的组成 (16)3.3.2 主轴电动机的设计计算 (17)3.4进给运动系统的设计计算 (18)3.4.1 进给系统传动链的组成 (19)3.4.2滚珠丝杠副的设计计算 (19)3.4.3工作台进给电动机的设计计算 (22)3.4.4 工作台直线导轨副的设计计算 (23)3.5插补法 (23)4结论 (25)4.1总结 (25)4.2数控雕刻机的发展展望 (26)参考文献 (26)致谢 (27)移动龙门式小型数控雕刻机Z轴和X轴的机结构设计摘要：随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控雕刻机的应用越来越广泛。
机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体。
本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。
轻型龙门铣床毕业设计[管理资料]
![轻型龙门铣床毕业设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/3d328bec650e52ea54189861.png)
、高复杂程度的控制
数控技术的发展趋势
从数控系统的发展来看，数控机床已发展了五代在实际应用中，除了机床行业之外，数控技术还应用在其他部门，产生了各种数控设备。例如：数控绘图机、数控绕线机、数控测量机等。随着数控技术向其他行业的推广，计算机技术、成组技术及系统等技术在各工业部门的应用，推动了机械工业从传统的概念和方法中解脱出来，向着综合自动化的方向变革。在产品设计方面，采用计算机辅助设计（CAD）技术，可以提高设计质量，缩短设计周期，发现和修正设计中的错误。在加工制造方面，采用计算机辅助制造技术（CAM），使计算机参与从零件材料选择到加工和装配检验直至成品出库的整个过程。
4．测量反馈装置
该装置由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测速度和位移，并将信息反馈出来，构成闭环控制。
5．机床主机
主机是数控机床的主体，包括床身、主轴、进给机构等机械部件。
当机床进行加工零件时，对加工要求零件尺寸及其参数，加工步骤等专用代码化的数字表示，通过控制介质，输入到控制装置，经微机处理后，
关键词龙门铣床数控伺服电机 滚珠丝杠
Abstract
Begins from the research CNC planer type milling machine, to profit from the domestic and foreign advanced experiences, designed one to use in the sheet material and various workpiece the numerical control CNC planer type milling machine, has satisfied the production and the design request.
xyz数控雕刻课程设计
xyz数控雕刻课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握xyz数控雕刻的基本概念、原理及操作流程。
2. 使学生了解xyz数控雕刻在工业制造、艺术创作等领域的应用。
3. 帮助学生理解xyz数控雕刻编程中的坐标系统、刀具路径等相关知识。
技能目标：1. 培养学生能够运用xyz数控雕刻软件进行简单模型的设计与编程。
2. 提高学生动手操作xyz数控雕刻设备，完成指定模型的雕刻能力。
3. 培养学生解决xyz数控雕刻过程中遇到问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、追求技术创新的精神。
2. 增强学生对我国制造业发展的责任感和使命感。
3. 培养学生团队协作、积极进取的优良品质。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，旨在培养学生的动手能力、创新意识和实际操作技能。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对新技术、新工艺有浓厚的兴趣，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践操作能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. xyz数控雕刻基础知识：- 数控雕刻的基本原理与概念- 坐标系统与刀具路径设计- 数控雕刻设备的结构与功能2. xyz数控雕刻软件操作：- 软件界面与基本操作方法- 模型设计、编程与仿真- 刀具参数设置与路径优化3. 实践操作：- 设备安全操作规程与维护保养- 简单模型设计与雕刻- 复杂模型雕刻技巧与问题解决4. 应用案例分析：- 工业制造领域案例- 艺术创作领域案例- 创新设计案例分析教学大纲安排：第一周：xyz数控雕刻基础知识学习第二周：xyz数控雕刻软件操作训练第三周：实践操作与问题解决第四周：应用案例分析及总结教学内容与课本关联性：本教学内容紧密结合课本，按照课本章节顺序进行组织，涵盖课本中关于xyz 数控雕刻的基本理论、操作方法与实践应用等内容。
在教学过程中，注重引导学生结合课本知识进行实践操作，提高学生的实际应用能力。
机械毕业设计-龙门式机械手结构设计
关键词：机械手；工业；传动；强度
II
Abstract
Industrial manipulator is composed of target of modern mechanical body, control system, sensor system, control system and servo actuator system, operation, automatic control, a kind of imitation of human multiple programming, to complete the work of every kind of Mechatronics device in three-dimensional space. Industrial machinery hand to enhance and ensure the quality of products, improve production efficiency, plays a very important role in improving the working conditions of workers and the rapid updating of product. Industrial machinery hand technique combined with multi discipline knowledge. Including mechanism, computer, control theory, information and sensor technology, artificial intelligence, bionics and so on. It is the very active, very wide application areas. The manipulator has many human beings do not have, including the rapid analysis of environmental capacity; strong anti-interference ability, can work for a long time and high precision work. Can be said that the manipulator is a product of the progress of industry, it also plays a vital role in the modern industry. Nowadays, industrial robot has become the concern of the industry all over the world. This subject comes from the Yalong YL-221 automation to flexible production system, the machine independent innovation training system to simulate the actual industrial production system, according to the different stages of production machine is provided with a plurality of workstation: automatic access overhead warehouse, handling robot station, line conveyor, conveyor station station 90 degree turn, mechanical processing station, station, the station code heap. We design a robot will be used in Longmen, staff entry, disconnected to the conveyor belt parts are transported by mechanical hand, to the completion of the work of safety grip and release, and the parts from one end to the other end of the conveyor belt production line position specified on the conveyor belt. This paper expounds the development history of the manipulator, the application status at home and abroad, and its great superiority, puts forward the design requirements of the manipulator specific and detail structure design, overall design and various degrees of freedom. Key Words: robot; industrial; transmission; strength
数控铣床Z轴进给系统设计(毕业设计论文)
图书分类号：密级：毕业设计(论文)数控铣床Z轴进给系统设计Z-AXIS CNC MILLING MACHINE FEED SYSTEM DESIGN学生姓名学院名称专业名称指导教师20**年5月27日摘要本论文主要研究数控铣床的Z轴进给系统。
数控铣床是数控机床中的典型机床，它对国家的机械行业的发展具有重要的贡献，其加工精度也决定了一个国家的机械行业的发展水平。
其Z轴进给系统主要内容包括进给部件的计算与选用。
进给部件首选滚珠丝杠螺母副，它拥有摩擦损失小、传动效率高、运动平稳、摩擦力小、灵敏度高、低速时无爬行，并且轴向刚度高、反向定位精度高精度稳定性好、磨损小、寿命长、维护简单、传动具有可逆性等特点，对于数控铣床的精确传动提供了保障，使其加工精度精度越来越高。
关键词数控铣床；Z轴进给系统；滚珠丝杠螺母副；AbstractIn this thesis, the Z-axis CNC milling machine feed systems. CNC milling machine is a typical CNC machine tools in the machine bed, its country's machinery industry has an important contribution to the development of its precision also determine a country home level of development of machinery industry. The Z-axis feed system mainly includes the calculation of the feed components with the election use. Feed components preferred ball screw pair, it has friction loss, high transmission efficiency, movement in stability, small friction, high sensitivity, low speed without crawling, and axial stiffness, high precision positioning reverse accuracy, good stability, wear and tear, long life, easy maintenance, transmission characteristics are reversible, the number of controlled milling machine to provide a guarantee for the precise transmission, making it more and more high precision accuracy.Keywords CNC milling machine Z-axis feed system Ball screw pair目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 数控铣床 (1)1.1.1 数控铣床的简介 (1)1.1.2数控的加工过程 (1)1.1.3数控铣床的组成 (1)1.1.4 数控铣床的分类 (2)1.1.5 数控铣床的用途和工艺特点 (2)1.2我国的数控产业 (3)1.2.1我国数控产业的现状 (3)1.2.2数控产业发展面临的问题 (3)1.2.3数控产业的发展趋势 (4)1.3数控机床的优点 (4)1.4数控铣床Z轴进给系统的大致整体设计 (6)2 Z轴传动系统的设计 (7)2.1Z轴传动系统的参数设定 (7)2.2数控机床对主传动的要求 (7)2.3数控铣床变速机构形式 (7)2.4主轴的设计 (8)2.4.1主轴材料的选择 (8)2.4.2主轴结构的确定 (8)2.4.3轴的校核计算 (9)2.5齿轮传动的设计计算 (12)2.5.1模数的估算： (13)2.5.2齿轮分度圆直径的计算 (13)2.5.3齿轮宽度B的确定 (14)2.5.4齿轮其他参数的计算 (14)2.5.5齿轮的校核（接触疲劳强度）： (14)3 Z轴进给系统总体方案的设计 (15)3.1设计参数 (15)3.2工作原理 (15)3.3总体方案设计 (15)3.3.1 数控系统的选择 (15)3.3.2传动机构的选择 (16)3.3.3联轴器选择 (16)4 主要零部件的计算与选用 (18)4.1Z轴工作载荷分析 (18)4.2 Z轴工作载荷计算 (18)4.3滚珠丝杠螺母副的计算与选用 (18)4.3.1丝杠导程的确定 (18)4.3.2动载荷C计算 (19)4.3.3效率计算 (20)4.3.4滚珠丝杠的精度选择 (20)4.3.5滚珠丝杠的制动 (20)4.4滚珠丝杠螺母副支承的选择 (21)4.5滚珠丝杠螺母副的间隙消除与预紧 (22)4.6轴承的计算与选用 (22)4.6.1轴承初选 (22)4.6.2轴承的计算 (23)4.6.3确定轴承的规格型号 (24)4.7传动系统的刚度计算 (24)4.7.1丝杠拉压刚度KT (24)4.7.2滚珠丝杠螺母副的轴向接触刚度KN (25)4.7.3支承轴承的轴向刚度KH (25)4.7.4丝杠传动的综合拉压刚度K (25)4.8伺服电动机的选择计算 (25)4.8.1确定步进电动机的类型 (25)4.8.2确定脉冲当量 (26)4.8.3最大静态转矩的选择 (26)4.9负载转动惯量的计算 (26)4.9.1工作台折算到丝杠上的转动惯量J (27)J (27)4.9.2丝杠折算到电动机的转动惯量pJ (27)4.9.3传动系统折算到电机轴上的总转动惯量r4.10负载力矩的计算 (27)T (27)4.10.1计算折算到电动机主轴上切削负载力矩CT (27)4.10.2计算折算到电动机上的摩擦负载力矩T (28)4.10.3计算附加负载力矩f4.10.4加速力矩T (28)a4.10.5计算空载时的快进力矩T (28)Kj4.10.6计算切削时的工进力矩T (28)gj4.10.7计算空载启动力矩T (28)q4.10.8确定步进电动机的最大静转矩T (29)s4.11导轨的选择 (29)4.11.1导轨的介绍 (29)4.11.2导轨的参数选取 (30)4.11.3导轨的间隙调整 (31)4.11.4导轨材料与热处理 (32)5主要零件的校核 (33)5.1 滚珠丝杠螺母副的校核 (33)5.1.1 滚珠丝杠螺母副临界转速的校核 (33)5.1.2滚珠丝杠螺母副寿命的校核 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载此设计说明书（不包含CAD图纸）。
数控雕刻机Z轴进给系统设计
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专注今天，好好努力，剩下的交给时 间。20.10.2420.10.2408:0908:09:5608:09:56Oct-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六8时9分56秒Saturday, October 24, 2020
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相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六8时9分56秒20.10.24
结构1 (√)
结构2
2.主要直线传动元件的选择 ：滚珠丝杠副
3.进给运动方案:雕刻刀具只做高速旋转和Z方向的进刀、 退刀运动;X,Y方向的进给运动，由交流伺服电机的转动带 动丝杠的转动，从而带动了工作台的移动，以实现某个方 向(X或Y方向)的进给运动。
在X，Y方向上的导向件采用直线滚动导轨，其导向精度 可满足对工作台定位精度的要求。
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午8时 9分20.10.2408:09October 24, 2020
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月24日星期 六8时9分56秒08:09:5624 October 2020
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午8时9分56秒 上午8时 9分08:09:5620.10.24
谢谢大家！
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2408:09:5608:09:56October 24, 2020
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24日上午8时9分20.10.2420.10.24
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午8时9分56秒08:09:5620.10.24
数控车床X-Z轴工作台机械结构设计及控制电路设计
数控车床X-Z轴工作台机械结构设计及控制电路设计(总19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章 滚珠丝杠副的选择滚珠丝杠副的特点1.传动效率高 效率高达90%~95%,耗费的能量仅为滑动丝杠的1/3。
2.运动具有可逆性 即可将回转运动变为直线运动,又可将直线运动变为回转运动,且逆传动效率几乎与正传动效率相同。
3.系统刚度好 通过给螺母组件内施加预压来获得较高的系统刚度,可满足各种机械传动要求,无爬行现象,始终保持运动的平稳性和灵敏性。
4.传动精度高 经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠副本身就具有和高的制造精度,又由于摩擦小,丝杆副工作时温升和热变形小,容易获得较高的传动精度。
5.使用寿命长 滚珠是在淬硬的滚道上作滚动运动,磨损极小,长期使用后仍能保持其精度,因而寿命长,且具有很高的可靠性。
其寿命一般比滑动丝杠高5~6倍。
6.不能自锁 特别是垂直安装的丝杠，当运动停止后，螺母将在重力作用下下滑，故常需设置制动装置。
7.制造工艺复杂 滚珠丝杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，制造成本高。
由于滚珠丝杠副独特的性能而受到极高的评价,因而已成为数控机床,精密机械,各种省力机械设备及各种机电一体化产品中不可缺少的传动机构。
滚珠丝杠副的设计计算最大快速进给速度6m/min,最大加工速度min 。
设导程p=5，则()12005/61000max =⨯=n ()5005/5.21000min =⨯=n 摩擦当量05.0=g f ，则N f 1401028005.0=⨯⨯=μ假设机床加工工件时间占用使用时间的90%，快速进给占用10% 则()()N F m 6741.0570/12001409.0570/500640333=⨯⨯+⨯⨯=根据()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=w ka n t ma m n F F F F F F C n L 60/106 ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=3.153.067412006010400006a C得N a C 23525='在()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=w ka n t ma m n F F F F F F C n L 60/106式中 t f 为温度系数，查表1-1得t f ＝1；h f 为硬度系数，查表1-2得 h f ＝； a f 为精度系数，查表1-3得a f ＝（丝杠精度为1～3级）； w f 为负荷性质系数，查表1-4得w f ＝；k f 为可靠性系数，查表1-5得k f ＝（可靠性为90%）。
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移动龙门式小型数控雕刻机Z轴和X轴的机构设计目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)1.1雕刻机概述 (2)1.1.1雕刻机起源 (2)1.2数控雕刻机及其发展现状 (3)1.2.1数控雕刻机 (3)1.2.2研制雕刻机的目的和意义 (4)1.2.3数控雕刻机的特点 (4)1.2.4数控雕刻机的应用领域 (5)1.2.5我国数控雕刻机的发展现状 (5)2雕刻机的机械结构 (6)2.1雕刻机的工作原理 (6)2.2整体结构 (7)2.2.1雕刻机总体布局的基本要求 (7)2.2.2 影响雕刻机布局的基本因素 (7)2.2.3 坐标系的确定 (8)2.2.4三维雕刻机的机械结构 (9)2.3进给系统 (9)2.4进给系统 (13)3三坐标数控雕刻机的机械系统的设计 (14)3.1 设计参数的确定 (14)3.2 切削力、切削扭矩和切削功率计算 (14)3.2.1铣削力、扭矩和功率的计算 (14)3.2.2钻削力、扭矩和功率的计算 (15)3.3 主运动系统的设计计算 (16)3.3.1主运动系统传动链的组成 (16)3.3.2 主轴电动机的设计计算 (17)3.4进给运动系统的设计计算 (18)3.4.1 进给系统传动链的组成 (19)3.4.2滚珠丝杠副的设计计算 (19)3.4.3工作台进给电动机的设计计算 (22)3.4.4 工作台直线导轨副的设计计算 (23)3.5插补法 (23)4结论 (25)4.1总结 (25)4.2数控雕刻机的发展展望 (26)参考文献 (26)致谢 (27)移动龙门式小型数控雕刻机Z轴和X轴的机结构设计摘要：随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控雕刻机的应用越来越广泛。
机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体。
本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。
关键词：雕刻机；数控系统；机电一体化The structure design of the Z and X of the small mobile gantryCNC engraving plotterAbstract:Along with the development of micro-electronics technology and microcomputer technology，engraving plotter will be widely used.These technologies are widely used in Mechatronics, including mechanism, microelectronics，autocontrol, information, sensor and test,power and electron, interface, signal transform, software program. On the other hand, Mechatronics makes these technologies integrated closely.The thesis in brief introduces the genesis and developmental status quote of Engraving Plotter,analyses characteristics of inland and overseas Plotters，and explains its function and use range. We analyze the overall arrangements and framework，the movement mode of numerical control system，the select of main movement system and feed movement system etc. As well as we select and analyze and realize the process of 3D-Engrave interpolation arithmetic.Key words: Engraving plotter; Numerical control system; Mechatronics1 前言1.1 雕刻机概述1. 1. 1 雕刻机起源雕刻可以追溯到远古时期，母系氏族时期的半坡氏族的“人面网纹盆”便是雕刻的雏形。
在我国北宋时期便发明了活字印刷，《梦溪笔谈》有记:“其法用胶泥刻字，薄为钱唇，每字为一印，火烧令坚··一”。
这里的刻字应属于雕刻的范畴。
随着时代的发展，我国的雕刻艺术日益精深，玉雕、象牙雕、红木雕、篆刻泥人雕等手工雕刻技术都可堪称一绝。
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。
雕刻机(Engraving Plotter)，顾名思义就是用机器代替人工进行雕刻的设备。
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-2.5D-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 数控雕刻机及其发展现状1.2.1 数控雕刻机传统雕刻加工业是一门技术性要求很高的手工技艺，雕刻品的质量完全取于雕刻师的技艺水平，所以生产的效率低、成本高，制品的随意性强、一致性差，严重制约了雕刻行业的发展。
这使得雕刻机的产生成为必然。
雕刻机的功能决定了其使用范围。
从工艺上，雕刻可分为全自由度空间雕刻、三维立体雕刻和二维平面雕刻。
其中，全自由度空间雕刻主要用于一些形状复杂的工艺品或大型艺术作品的雕刻工作，如玉雕、木雕工艺品以及冰雕与沙雕等作品。
此类制品往往注重艺术创作性，制品的构成形状复杂、随意性强、工艺性差。
因此这类工艺迄今为止雕刻机尚无能为力，只能采用手工雕刻，制品的质量和艺术性完全依赖于雕刻师的技艺水平。
相比之下，在三维立体雕刻和二维平面雕刻机则大有可为。
三维立体雕刻类似于三维铣削加工，可以完成精密模具、艺术浮雕曲面等雕刻加工;而二维平面雕刻工艺主要用于标牌文字及平面几何图形的雕刻加工。
目前，三维立体和二维平面雕刻大部分已采用雕刻机完成，克服了传统手工雕刻存在的缺陷。
根据控制原理的不同，雕刻机可分为仿形雕刻机和数控雕刻机 (采用 CNC 系统)两大类型。
仿形雕刻机的工作原理类似于仿形铣削，在加工前必须制作仿形模型，这一过程通常需手工完成，周期长、效率低。
数控雕刻机是数控技术和雕刻工艺相结合的产物，是一种专用的数控机床。
与通用数控机床类似，数控雕刻机通过数控系统根据程序代码控制雕刻机动作，实现雕刻加工的自动化。
较传统的手工雕刻、仿形雕刻，数控雕刻具有生产效率高、加工精度高、成品率高、对零件的适应性强等显著优势;同时，借助于专用的雕刻 CAD/CAM软件系统，加工控制程序的生成快捷、修改方便。
因此，数控雕刻机现已成为实现雕刻加工自动化、高效率、高精度的有效手段，也是当今雕刻机的发展主流，广泛应用于机械工业、广告传媒、日常消费以及建筑装演等众多领域。
对象和应用领域的不同，数控雕刻机可分为模具雕刻机、木工雕刻机、广告雕刻机、激光雕刻机等多种类型。
它们的加工性能要求出入很大，对机床和数控系统的要求也各不相同。
如模具雕刻机的加工材料为金属，所以对机床本体的刚性要求较高，而且其加工对象是模具，所以对加工系统的精度要求高;而广告机加工的是一般是塑胶板或有机玻璃等非金属材料，所以对机床刚性和加工系统的精度都没有很高要求。
但各类雕刻机都有一个共同的特点，也是数控雕刻机与普通数控机床的一个显著区别，就是由于雕刻刀的特殊性，每次切削的有效成形面积小，所以零件雕刻的刀具运动轨迹很长，加工时间往往也较长。
因此，提高雕刻机的刀具运动速度对缩短零件雕刻时间、提高加工效率具有特别重要的意义。
数控雕刻机技术广泛应用于模具模型、工艺品、印刷电路板的制作和广告。
本文介绍了研究了数控雕刻机的功能、结构和组成。
在深入分析目前国内外数控雕刻机的现状，数控雕刻机的控制结构与原理的基础上提出了本数控雕刻机的总体设计方案，并进行了主传动系统的计算。
三维机械雕刻机总体上满足设计的要求，在机械本体部分结构紧凑、安全方便，各部分的零件通用性较好，易于保养或维修。
切易于操作，具有很大的可行性。
本文对三维雕刻机的插补算法进行了选择，屏除了过去传统的插补算法，采用了一种新型的插补算法，保证插补速度和插补精度，提高了雕刻机的效率和性能。
按照伺服驱动控制的类型不同，数控雕刻机又可以分为步进驱动雕刻机和伺服驱动雕刻机。
步进驱动属于开环控制，控制精度较低，但价格便宜，适用于对加工要求不高的中低档雕刻机，如木工、广告业的雕刻加工。
伺服驱动控制精度高，但价格较贵，主要用于模具加工等高精度雕刻机。
由于对控制精度要求不高，所以在本设计中采用的步进驱动。
此外，还可根据运动坐标控制的联动轴数，将数控雕刻机分为三坐标数控雕刻机、五坐标数控雕刻机等。
三坐标数控雕刻机可以控制三个坐标轴联动，完成浮雕等常规雕刻加工;五坐标数控雕刻机可以联动控制X，Y，2三个移动轴和两个旋转轴，用来完成复杂形状零件的雕刻加工。
1.2.2 研制雕刻机的目的和意义建国五十年来，我国的机械工业虽然已经有了较大的发展，具备了一定的基础和规模，初步满足国民经济和人民生活的需要。
但随着世界科学技术的迅速发展，我国机械工业的技术水平和生产能力与工业发达国家相比还存在相当大的差距。
因此，在我国以新技术改造传统产业和开发高技术含量的新产品，已成为当前机械工业以至各传统产业密切关注和改革的焦点。
机电一体化技术是机械技术和电子技术的有机结合，它包括机械、电子、计算机和自动控制技术。
它从系统工程的观点出发，使产品或系统实现整体优化。
近年来，世界上各发达国家竞相发展机电一体化技术，以提高制造技术水平，实现生产系统向柔性化、智能化发展。