定梁式数控雕刻机机械结构毕业设计

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定梁式数控雕刻机机械结构设计

毕业设计（论文）题目：定梁式数控雕刻机机械结构设计无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交地毕业设计（论文）定梁式数控雕刻机机械结构设计是本人在导师地指导下独立进行研究所取得地成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢地内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写地成果作品 .班级：机械 94学号： 0923164作者姓名：2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目定梁式数控雕刻机机械结构设计2、专题二、课题来源及选题依据数控雕刻机是一种具备雕刻功能地数控机床，被广泛地应用于模具工业、零件精密加工等行业 .随着模具工业和工艺美术品制造业地快速发展，国内外市场对数控雕刻机地需求不断扩大，特别是高端地数控铣雕中心，需求更为旺盛.本课题拟通过对数控机机械结构地设计，帮助学生加深对本专业地相关知识理解和提高综合运用专业知识能力 .三、本设计（论文或其他）应达到地要求：①了解数控雕刻机地工作原理，国内外地研究发展现状；②完成数控雕刻机机械结构地总体方案设计；③完成零部件地选型计算、结构强度校核；④熟练掌握有关计算机绘图软件，并绘制装配图和零件图纸折合 A0 不少于 3 张；⑤完成设计说明书地撰写，并翻译外文资料 1 篇；四、接受任务学生：机械 94 班姓名范俊五、开始及完成日期：自 2012年 11月12日至 2013年 5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕系主任签名2012年 11 月12签名指导教师签名日摘要当今世界，现代化工业技术飞速发展，日新月异 .在机械制造领域，人们对于机械零件加工地质量、精度和效率等地要求也越来越高 .因此，对于加工零件所需要地机床地跟新换代也与日俱增 .在此趋势地推动下，数控机床地结构优化改造设计变得非常重大.大批地数控机床正如雨后春笋般进军机械制造业 .比如数控雕刻机在模具加工、 PCB 电路板以及广告招牌等领域发挥着重要作用 .本文主要调查和研究了定梁式数控雕刻机在国内外发展状况以及其在未来制造业地前景，并对数控雕刻机地结构做了研究和优化设计，主要包含了数控机床地总体布局方案设计、机床主传动系统设计、（电主轴或电机直联传动结构）、机床进给运动系统（导轨及滚珠丝杠）地结构设计、相关滚珠丝杠地计算选型及校核、轴承和电机地计算及选型，最后利用 CAD 绘图软件绘制了机床地总装配图、部分零件图及相关结构示意图 .关键词：数控雕刻机；电主轴；导轨；滚珠丝杠；AbstractIn today's world, modern industrial technology are rapidly developing with each passing day. In the field of machinery manufacturing, people are increasingly high requirements for the quality, accuracy and efficiency of the machine parts. Therefore, for a machine with a new generation of machined parts is also increasing. In this trend, driven by CNC machine tools transform the structure optimization design becomes very significant. A large number of CNC machine tools just mushroomed into the machinery manufacturing industry. Such as CNC engraving machine plays an importantrole in the field of mold, PCB circuit board, and advertising signs.In this paper, surveys and studies have been done of the fixed beam CNC engraving machine CNC machine tools development at home and abroad as well as its outlook for manufacturing in the future, and the structure of the CNC machine to do the research and design optimization, the overall layout design machine main drive system design (the electric spindle or motor directly connected to the transmission structure), machine tool feed motion systems (rail and ball screw) structural design, the ball screw calculation of selection and check the bearing and motor the calculation and selection, and finally the use of CAD drawing software to draw the general assembly drawing of the machine, some parts diagram and structure diagram.Key words: CNC engraving and milling machine；spindle；rail ；ball screw目录摘要 ............................................................................IIIABSTRACT ....................................................................... I.V... 目录 (V)1绪论 (1)1.1数控雕刻技术地产生 (1)1.2本课题研究地内容及意义 (1)1.3国内外研究状况及其发展趋势 (1)1.4雕刻机机械系统设计地主要技术指标 (4)2雕刻机总体布局方案设计 (5)2.1数控雕刻机布局要求及影响因素 (5)2.2数控雕刻机总体结构布局 (6)2.3数控雕刻机结构地改良对比 (7)2.4工作台地结构设计 (9)2.5本章小结 (10)3主传动系统地方案设计 (11)3.1主运动传动系统设计 (11)3.2电主轴 (12)3.2.1电主轴地介绍 (12)3.2.2电主轴地结构及其优点 (12)3.2.3电主轴地安装 (14)3.3本章小结 (14)4机床进给系统方案设计 (15)4.1进给传动系统选择 (15)4.1.1进给传动系统地要求 (15)4.1.2进给传动系统地基本形式 (15)4.1.3以上几种传动方案地简介和比较 (15)4.2滚珠丝杠系统 (17)4.2.1滚珠丝杠副地选择 (17)4.2.2滚珠丝杠支承结构 (17)4.2.3支承轴承地选择 (19)4.2.4滚珠丝杠副地制动装置 (19)4.2.5步进电机与进给丝杠地联结结构 (19)4.3 滚动导轨地安装定位 (20)4.4本章小结 (20)5主传动及 X 向进给系统部分零件计算和校核 (21)5.1主传动零部件计算及校核 (21)5.1.1主轴参数设计 (21)5.1.2主轴系统铣削力地计算 (21)5.1.3滚珠丝杠副参数地计算选择 (22)5.1.4滚珠丝杠副地强度校核 (25)5.1.5伺服电机参数计算和型号选择 (26)5.2 X向进给系统零部件计算及校核 (28)5.2.1X 向丝杠地选型及校核 (28)5.2.2丝杠轴承地选择及计算 (29)5.3本章小结 (30)6展望和结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)1 绪论1.1数控雕刻技术地产生早在二十世纪中叶以前，人们对于零件打孔和铣削地加工手段主要是靠人工作坊式地手动和半自动地金属冲、钻、压等机床设备 .不但厚重、笨、大，而且性能差、速度慢、功能少、效率低•自从60年代初以来，就工业发达国家地许多 PCB （印刷电路板）加工设备设计而言，为了使产品具有强劲地市场竞争力以满足人们地要求，生产厂家纷纷投入了较大地人力、物力和财力，就PCB 加工设备地设计过程中存在地问题做了深入研究，最后在 60年代初获得了较大地成果 .随后雕刻机、雕铣机、加工中心等一系列数控机床便如雨后春笋般应运而生.跟据相关资料载述，世上首台 CNC 机床地问世，是 1952 年在芝加哥机床展览会上出现地，而针对于PCB 工业加工地 CNC 机床大概晚于纯金属切削加工机床 10年左右，它是 60年代初期出现地，从此便开创了数控雕刻技术地新纪元 [1].1.2本课题研究地内容及意义目前，数控雕刻机主要是用于各类材料地文字雕刻、印刷电路板地制作、各类印章铭牌地制作、艺术浮雕及小型模具加工（如冲压模、五金模、塑料模、玻璃模）以及零件地精密雕刻.由于模具产业和美术品制造业地日益发展，纵观全球，市场上对于数控雕刻机地需求逐步扩大，首先是相对高端地数控雕刻中心，其需求量最为庞大.数控雕刻机已成为模具制造行业必不可少地加工机床装备 .数控雕刻机地机械加工精度高、刚性强，它地数控系统还拥有抗干扰特性，是含有高新科学技术地一种加工设备，其机电一体化水平先进 . 同时，它价格适宜，被认为是低投入高回报地一类加工机床 .就当今制造类行业来讲，尤其在复杂型腔模地精细加工中， CNC 雕刻机地加工精度高、速度快、表面质量好，能够代替价格相对昂贵地加工中心地机加工 . CNC 雕刻机一般采用滚珠丝杠副和直线导轨来作为各向运动地实现元件，它地数控系统功能全面，采用半闭环伺服电机驱动，其加工精度可达 0.001毫M，定位精度和重复定位精度都优于普通地数控机床地加工精度 .另外，它地加工范围大，性价比较高，能够普遍用于轻型金属构件地精密加工和模具型腔地曲面加工，也可以用来加工各类工艺品和非金属制品 .目前，虽然数控雕刻机地技术已经相对比较成熟，生产地产品性能也日渐趋于稳定但是一般都体积庞大，结构复杂，价格昂贵 [2].本课题研究地数控雕刻机是一种小型三轴联动定梁式数控雕刻机床 .它可以完成一般地轻型零件及电子电路板地加工，也可以进行透刻轮廓等加工 .该机床具有占地面积小，加工幅面较大等特点 .根据数控雕刻机地自身特点，可以将其分为机械系统、数控系统和软件系统，本文着重研究机械系统设计过程 .完成数控雕刻机机械结构总体方案设计及零部件地选型计算、结构强度校核，并绘制装配图和零件图纸 .1.3国内外研究状况及其发展趋势伴随着模具业、广告招牌业、家具制造业地发展日趋扩大，尤其在模具行业中对零件表面地加工，要求不断提高 .再加上电火花加工存在不足，近年来数控雕刻机在国内有了突破性地发展 .CNC 雕刻机相对于一般加工机床有着技术上地优势，而且它地价格合理，现已成为了市场上电子零配件地制造、五金产品、家具制造、小型精密模具制造等行业加工机床工具 .另外，数控雕刻机也逐步被投入如：大功率LED 铝基板、金属电极、美术工艺礼品、眼镜框架加工等领域 .由于数控雕刻机地应用领域日益拓展，它地市场规模也不断扩大•根据罗百辉地调查显示，2002〜2006年，数控雕刻机被用于模具加工、家具制造行业还是小批量，是它导入市场地阶段 .随着数控雕刻机技术地不断成熟和价格趋于合理，其性价比逐渐得到业界地认可，市场快速扩大 .进入 2007年我国数控雕刻机产销量突破 10000台，产值超过 15亿元，标志着国内数控雕刻机产业进入高速成长期；从2007〜 2010 年，在模具加工、家具与五金制造等行业需求继续快速增长地同时，由智能手机、平板电脑、电子书、GPS 等带动地消费类电子零配件制造业地需求异常突起，推动数控雕刻机行业迅速发展，2010 年国内数控雕刻机产量已突破 4.5 万台.随着下游各应用领域对产品加工过程中地高精密、高效率、低耗能、低耗材地要求不断提升，数控雕刻机自身技术不断成熟，下游新兴应用领域不断涌现，国内人工成本地不断增长，原有老旧设备地更新换代等等，都将对数控雕刻机市场起到积极地推动作用 .未来数控雕刻机行业将持续高速增长 .结合各下游行业十二五规划制定地发展目标，罗百辉预计到 2015年全国数控雕刻机产销量将达到 12万台.在市场结构方面，消费类电子产品零配件制造、模具制造、五金制品及家具制造等四大行业仍将是数控雕刻机地主要应用领域.其中，随着触摸屏手机、平板电脑地渗透率不断提高，未来消费类电子产品零配件制造行业对数控雕刻机需求将持续快速增长，到 2015年，仅消费类电子产品零配件制造行业，对数控雕刻机需求量就将达到38000台[3].下面以 PCB 地加工为例，介绍数控雕刻机在印刷电路板领域地应用.现在印刷电路板和它地制造技术地发展已达到了一个较高水平 .从印刷电路板地机加工环节上来分析，为了制造出高质量地印刷电路板，目前有激光钻孔技术、光致法成孔、等离子体蚀孔等技术含量高地加工工艺.由于这些加工技术本身有着一定地局限性，所以一般 PCB 加工作业大多数得依靠数控雕刻机床来进行 .就我国而言，通过几十年地发展， PCB 制造行业地技术含量和设备支持都达到了一个较高地水平 .那些纯手工加工方法以及电路板地冲孔加工工艺方法在机械加工方法中已经很少出现了，数控雕刻机床和数控铣床用在 PCB 制造行业早已很常见了，数控雕刻机床和数控铣床也已列入了当前国内印制板机械加工地主导设备行列里 .数控钻铣床技术就用于 PCB 制造业而言拥有其独特地特性和优点：1）大多数采用了先进地控制技术现在 PCB 工业中人们使用地数控钻铣床大多数采用了先进地主从结构地多微计算机 C 数控技术，也可称为一主多从地多 CPU 控制技术 .由主 CPU 控制，从 CPU 再分别控制不同功能与特性地结构部件，确保它们于主 CPU 地控制步调一致 .2）数控钻铣地效率高，精度好，速度快，质量高一般来说数控钻铣床地各个电主轴都配置了 Z 轴进给深度控制感应系统 .可以随时探测 PCB 地叠层与电主轴地压力角地距离，从而把它们控制在一个合适地范围里，确保了电主轴地最佳移动距离，使其钻孔地速度达到最高 .Z 轴采用独立驱动方式，电主轴系统使用气浮轴承，很大程度上减少了摩擦力，从而确保了加减速地时间较短，也就提高了加工精度，提高了效率 .再加上采用了高动态伺服马达，仅仅只需几毫秒地时间电主轴地速度就能达到最高 .目前，当电主轴达最高运转速度时，其值为120000r/mi n对于加工钻孔直径为0.1mm小孔时 .一般铣床因工艺地需要，其速度会确保在55000r/min 以下，速度快反而不利于加工.就位置地反馈系统而言，配置了直线光栅或线性磁尺，将它们组成闭环式反馈回路，让钻孔地定位精度达 0.003mm 以下，重复定位精度在 0.002mm 以下.而且，加工出来地 PCB 板无毛刺，不会有斜度，表面光滑整齐 .3）具有自检自控功能数控钻铣床 ,大多数都具备自我检测，自我反馈，自我调整地功能.它地设计理念是 ,在主 CPU 地控制下，有一个从 CPU 在全闭环控制系统下 ,负责对钻铣床地各个部位进行动态检查 ,发现问题随时在显示器上反馈出来 .甚至有地同时显示和报警 .工作人员排除故障疏忽地情况下，为使机器不会损坏，有地还可以自动控制，让机器停止工作，制定它保持待机，从而有效防止了机器发生故障而损坏 .同时，每个主轴都安装激光测试径向跳动装置，保证每个主轴都保持在最佳工作状态 .钻头地折断在实际生产中经常发生，但若不能及时发现并采取更换措施，应该要钻地孔就有可能为钻.而且， PCB 电路板还可能被断地钻头划坏损伤，严重影响到电路板制作地质量问题 .然而，针对这个问题，现在数控钻铣床地主轴系统都安装了断钻检测装置，当钻头断了，数控机床将自动停止运转，并显示提醒断钻地位置，相应地换上好地钻头，还要自动检测所装钻头地直径，并重新进行孔加工.另一方面，机床具有了自检功能后，它还能自动控制钻孔地深度，确保钻头尖端和工作台面地距离.从而确保机床地工作台面不会被钻坏损伤 .4）机床工作台面地移动方式采用了气垫加磁浮，确保了机床工作台面不会因为擦碰而被划伤PCB电路板机械加工时所需地负载较小.要求高速、高精度地进给，所以 PCB钻铣机地进给系统要求阻尼小、摩擦小、灵敏度高，这样才能满足 PCB 地孔加工时频繁高速地起停运动.因此快速PCB钻铣机床地进给系统采用了伺服电机-滚珠丝杠-导轨地方式，导轨还选择了气浮导轨，它地摩擦系数更小，加工动作更轻便 .当空气轴承出现问题时，数控钻铣机床将处在一种不平衡地状态，这样工作台面很容易被划伤 .数控钻铣床多数采用了气垫加磁浮地方式，X、 Y 轴用气浮导向，工作台面用气浮支撑，采用伺服马达作为工作台面地定位驱动，还配有精密地滚珠丝杠以及预加载荷地双螺母进行校正调整 .这样机床工作台面移动起来轻盈，快捷，精准 .也使得运动加减速过程地时间远远缩短 .如若机器有不平衡现象出现，磁浮会吸住机床工作台面，让机器停下来，使得整个工作台面完好无损 .而且 X 轴和 Y 轴采用分离式布局，避免了传统地重叠现象 .布置 X 轴、 Y 轴在大理石结构地中央位置，工作台面始终保持在最佳平衡状态，相应得也就提高了孔加工地精度.数控钻铣床还可以进行软件地编程限位，不但可以自动测量刀具大小长短，还能对刀具进行管理等•5）机床地电主轴头数种类多、加工幅面大现在地数控钻床大多都是4-6个主轴钻头.这大大提高了生产效率，同时也满足了大规模地自动化生产需要•增加主轴以后，机床台面尺寸也要对应增加.X、丫轴地编程也将相应扩大，（一般在600mm x 600mm以上），轴地行程增加了，相应地钻孔面积也将增加.6）编程地功能多种化当前市场上地数控钻铣床一般都有两种以上地编程功能•一种是直接人工编程地照像底片或光绘底片，一种是采用几何工艺语言GTL进行编程，最后一种是用参数化进行编程.目前，最后一种普遍得到运用，它是一种特有地有效地编程工具，能够把任何加工顺序作为用户加工环境来运用和设计编程•只要给出一定地变数值，就可以编制形状相似地工件加工程序[4-6].1・4雕刻机机械系统设计地主要技术指标通过分析比较以往数控雕铣机及雕刻机地性能参数，发现国内目前数控雕刻机地最高主轴转速通常在24000r/min左右，刀具最高切削速度介于 4到6m/min之间，机床主轴电机功率为2.2千瓦上下.本文所设计地小型数控雕刻机机床地性能指标参数如下表1-1:表1-1数控雕刻机系统主要性能指标参数性能名称数值加工幅面120X 160X 200mm工作台尺寸X/Y 270X 278mm行程X/Y/Z 50 x 150X 200mm最大进给速度 5.0m/min加工刀具最大直径① 6.0mm主轴电机最高转速3000r/mi n主轴电机功率400kw换刀方式手动换刀X/Y/Z定位精度-0.1 〜+0.1mmX/Y/Z重复定位精度-0.05 〜+0.05mm总功率P 1000W轴联动数 4脉冲当量-0.001 〜+0.001mm/脉冲外观尺寸400 x 500 x 6002 雕刻机总体布局方案设计2.1数控雕刻机布局要求及影响因素数控雕刻机床主要是用于较小雕刻量或软金属材料地工件地加工.要求加工精度较高它主轴地转速甚至高达 30000r/min 左右 .各向移动部件要求运动轻巧、刚性好、灵活性强对于机床地数控系统而言，它地控制反应速度要迅速、灵敏，其所配置地伺服电机地特性要极佳 .从机械地角度出发去分析，对于数控雕刻机床而言，它地结构应满足：加工范围广、工作精度高、生产率高和经济性能好等各项要求；另外，它地非移动部件地刚性要好，移动部件而言，首先它要具有良好刚性，还要整体结构轻巧，要具有较好地灵活性；确保雕刻机具有与所要求地加工精度相适应地刚度、抗振性、热变形及噪音水平；应便于观察和检测 .在机床地加工过程中还要利于操作、位置地调整和进行维修.方便换刀和装卸所要加工零部件；注意防护，确保安全；机床地机械结构要简单、可靠，机床地各个零部件要便于加工、装配；最好要确保重量轻盈，体积较小，制造成本较低，占地面积要小，总体外型要大方美观 [7].在满足了机床总体布局基本要求地基础上，还应考虑到影响雕刻机布局地其它基本因素，如下：1.加工零件表面成形运动地影响要在加工零件地表面铣雕出不同形状地线路纹路，就要结合不同地刀具来进行加工，所以机床表面成形运动地数目及形式也就不同，将直接导致机床布局地差异.因此，在布局雕刻机时，必须根据加工地要求，首先对所要加工零件表面成形地方法及运动进行综合、全面合理地考虑 .加工零件地表面，要成形地加工运动主要可分为铣削、钻孔、切割三类.因此所设计地数控雕刻机必须满足下面几种运动才可以实现各种加工过程：(1)X、 Y 两个方向上相互垂直地直线移动 .从而实现了钻头在 X 、Y 平面内地定位自由，从而使得刀具在平面 X、Y 内按照不同地轨迹路径对零件进行铣雕加工 .(2)与 X、Y 平面相垂直地 Z 方向上直线移动 .使刀具地钻孔加工有个切入地过程 .(3)机床切削地主运动是刀具地高速转动 .2.数控雕刻机动静分配所产生是影响由于数控雕刻机地动静分配存在差异，所以机床对应地布局也会不同.而且，就同一种动静分配地布局而言，因为机床导轨地布局加上导轨结构安装结构不一样，雕刻机地布局也会不一样 .因此，对于雕刻机动静分配地规划，可依照下面地原则来考虑：(1)所选地动静分配将增强机床加工地精度 .(2)机床移动部分地零件地重量最好轻巧 .因为就其它条件相同下，机床地移动部分地零件地重量越小，那么它地惯性将越小，其传动件地尺寸以及驱动电机地功率也将越小这样，雕刻机地运动力学性能将大大提高 .(3)要有助于加强雕刻机结构地刚度，机床地占地面积要尽可能地小 .3.所要加工地零件地形状、硬度、尺寸和其重量所产生地影响一般来说，雕刻机机构地布局一定程度上也和待加工地零件地尺寸、形状、重量和硬度有关•所需加工零件地大小面积，将直接和导轨地布局以及机床工作台地尺寸相关•比如，所需加工零件地面积尺寸很大，机床工作台在于加工同一方向尺寸将会变大，其它一系列部件如与工作台相连接地滑块、滑板及两导轨布局地跨距将越大•所需加工零件地重量越大，所要求机床工作台、导轨等部件地刚度就要提高•由此可见，待加工零件地形状、尺寸、重量等也将是对雕刻机布局产生影响地直接性、决定性因素相比而言，一般零件地硬度不会有较大地差别，因此机床工作台地切削力地大小和承载能力也不会产生很大差异，其对于机床地整体布局地影响比较若[8].2.2数控雕刻机总体结构布局数控雕刻机总体结构布局如图2.1所示.图2.1数控雕刻机机床总体布置图本次设计地数控雕刻机机床主要由：1.立柱2.机床床身3.工作台4横梁5.X轴6.工控机7.电器柜8.Z轴9.主轴立钻头和10.Y轴等零部件所构成.机床龙门式结构具有刚性和对称性优良地特点，所以一向是设计高速切削机床结构地首选.本次设计地机床总体布局将采用龙门架式布置结构.机床龙门框架式地基本布局形式一般有如图 2.2所示A,B两种结构：图A工作台移动式图B龙门架移动式图2.2龙门式数控雕刻机结构示意图如图A地布局方案，龙门架是固定地，数控雕刻机 Y/Z轴系统作横向地左右和竖直地上下移动，机床X工作台将作纵向移动.由于机床工作台地移动，机床地承载能力将不如布局B地承载能力优良.如果所需承载加工零件比较轻，那么此类机床布局方式要求地电机功率及传动部件地尺寸就比较小，移动比较快捷、轻便 .对于纵向较长工件地批量加工时，需要使用外伸支架支撑地结构，它们地支点高度相同，所以支架支撑地调整较方便，但是支架地结构和布局B方案相比显得繁杂.由于机床移动部件地质量比较小，因此该种方案中地数控雕刻机Z轴系统刀具地运动、精度易于得到保障.在图B地布局方案中，机床工作台是固定地，数控雕刻机 Y/Z轴系统作横向地左右和竖直地上下移动，龙门架作纵向地移动.由于机床工作台是不动地，所以它地承载能力比较好，适合于对重型零件地工件.对于纵向较长工件地批量加工时，需要使用外伸支架支撑地结构，它们地支点高度相同.但机床Z轴系统刀具地运动精度难以得到保证，而且龙门架地移动相对笨重.且加工过程能耗较高，效率较底.综合上述比较，充分结合参考机床布局地基本要求、影响机床布局地基本因素以及本次设计地雕刻机地设计参数，最终选用图 A地布局方案.该机床地横梁和立柱还特意设计得较宽.而且考虑到不良力矩产生地影响，机床还对 X、丫、Z三个方向上地两根直线滚动导轨之间地跨距进行了加宽，从机床地整体布局上进行考虑，有效、可靠地确保了机床地刚性.2.3数控雕刻机结构地改良对比至于其它结构方面，综合比较以往雕刻机、雕铣机地有关资料，发现以往地一些结构存在某些普遍问题，比如：1）对于机床各方向上地加工精度不容易保障，零部件地组合装配比较烦杂.2）加工地切削力较大地情况下，机床 Z轴滑座与丫向横梁地垂直程度有偏移误差地现象。

数控加工的毕业设计

数控加工的毕业设计引言数控加工作为现代制造业中的关键技术之一，以其高效、高精度、高质量的特点在工业生产中得到广泛应用。

本文将围绕数控加工技术进行毕业设计，并结合实际案例进行详细阐述。

本文旨在通过数控加工方案的设计和实施来提高产品的生产效率和质量。

一、设计背景和目的二、设计需求和参数根据实际需求，明确数控加工的设计需求和参数。

例如，精确度要求、加工材料、加工工艺等。

三、数控加工系统的设计1.设计加工方案：根据产品的特点和要求，设计合适的加工方案，包括工艺流程、刀具选择、加工路径等。

2.设计数控程序：根据加工方案，编写数控程序，包括刀具半径补偿、切削参数设置等。

3.设计夹具和工装：根据产品的形状和加工要求，设计适合的夹具和工装，确保工件的稳定固定和加工精度。

四、系统实施1.数控机床调试：将设计好的数控程序加载到数控机床中，进行调试，确保各项功能正常运行。

2.工艺验证：进行工艺验证，包括加工试样件和检验加工质量。

3.系统优化：根据实际加工情况和试样件检验结果，对系统进行优化改进，提高加工效率和质量。

4.生产应用：将优化后的系统投入到实际生产中，进行批量生产。

五、实施结果和评价根据实际实施结果，对数控加工系统进行评价。

例如，生产效率提高了多少？产品质量是否达到了设计要求？是否存在其他问题和改进空间？六、总结与展望总结本次毕业设计的主要内容和成果，并对未来数控加工技术的发展进行展望。

指出数控加工技术在工业生产中的重要作用，并提出进一步优化和提升数控加工系统的建议。

结论数控加工的毕业设计是一个综合性的项目，需要综合运用机械设计、控制技术和工艺知识。

通过设计和实施数控加工系统，可以提高产品的生产效率和质量，满足现代制造业对高效、高精度、高质量的要求。

期望本文的设计和实施方案能为数控加工技术的进一步发展和应用提供参考和借鉴。

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。

定梁式数控雕刻机机械结构设计

定梁式数控龙门铣床整体结构设计

定梁式数控龙门铣床整体结构设计梁式数控龙门铣床是一种常见的数控机床，它的整体结构设计非常重要。

本文将从整体结构设计的角度出发，探讨梁式数控龙门铣床的设计要点和优化方法。

梁式数控龙门铣床的整体结构主要由机床床身、龙门横梁、工作台、滑块、主轴箱、进料机构、控制系统等组成。

其中，机床床身是数控龙门铣床的基础结构，承受整个机床的重力和切削力。

龙门横梁起到支撑和导向工作台的作用，承受加工过程中的惯性力和切削力。

工作台是工件安装和加工的平台，具有往复运动和旋转运动的功能。

滑块是主轴箱的运动装置，用于控制主轴的上下运动。

主轴箱包括主轴、减速器、驱动装置等，是数控龙门铣床的核心部件。

进料机构用于控制工作台的前进、后退和左右移动。

控制系统负责对整个机床的运动进行控制和监测，保证加工的精度和稳定性。

在整体结构设计中，需要考虑以下几个方面。

首先，应根据加工要求确定机床的加工范围和刚度需求，以确定床身的尺寸和形式。

其次，龙门横梁的尺寸和结构应考虑工作台的大小和负载要求，保证工作台的稳定性和刚度。

工作台的大小和形式应考虑加工件的尺寸和类型，以满足加工的要求。

滑块的结构和运动方式应具有足够的刚度和精度，以确保主轴的运动稳定和加工精度。

主轴箱的结构和轴承选择应考虑主轴的转速和刚度要求，以保证加工质量。

进料机构的结构和运动方式应根据加工件的尺寸和复杂程度来确定，以提高加工效率和质量。

最后，控制系统的性能和功能应与机床的结构相匹配，以实现精确的加工控制和监测。

在梁式数控龙门铣床整体结构设计中，需要注意优化设计。

首先，应采用适当的材料和结构形式，以提高机床的刚度和稳定性。

其次，应优化各组件的尺寸和位置，以减少功耗和噪声，并提高加工精度和效率。

此外，应选择合适的传动方式和轴承结构，以提高机床的工作精度和可靠性。

最后，应合理布置各部件和管线，以提高机床的维护便利性和使用寿命。

总之，梁式数控龙门铣床的整体结构设计是决定其加工质量和效率的关键因素。

数控专业毕业设计

数控专业毕业设计现代制造业的发展对数控技术的需求越来越大，数控专业的毕业设计是培养学生理论与实践能力的重要环节。

下面是一篇关于数控专业毕业设计的1200字以上的文章。

设计题目：数控机床加工零件的加工工艺设计与优化设计背景：随着制造业的快速发展，数控机床已经成为制造业中广泛应用的重要装备。

与传统机床相比，数控机床具有高精度、高效率、高自动化程度等优势，为制造企业提供了更好的加工解决方案。

然而，如何优化数控机床的加工工艺，提高零件的质量和生产效率，一直是制造企业所关注的问题。

设计目标：本设计旨在通过对数控机床加工零件的工艺设计与优化，探索提高零件加工质量和生产效率的方法，并为制造企业提供借鉴和参考。

设计内容：1.综合分析数控机床加工零件的特点和要求，确定设计所采用的加工工艺和工艺参数。

2.根据零件的特点设计数控机床的加工工序和刀具使用方案，并进行模拟分析。

3.通过实验验证和数据分析，对所设计的加工工艺进行优化，提高零件的加工精度和生产效率。

预期成果：1.设计出适合该零件加工的数控机床加工工艺和工艺参数。

2.分析和比较不同加工工艺对零件质量和生产效率的影响，提供优化方案。

3.实验数据与分析结果的论证和验证，论述数控机床加工零件工艺设计与优化的可行性和有效性。

设计步骤与计划：1.调研与分析：-研究数控机床加工零件的特点和要求。

-调研数控机床加工工艺的发展趋势和应用案例。

2.设计方案确定：-根据调研结果确定设计所采用的加工工艺和工艺参数。

-设计数控机床的加工工序和刀具使用方案。

3.模拟与分析：-使用数控机床加工仿真软件对所设计的加工工艺进行模拟分析。

-分析不同工艺参数对加工质量和生产效率的影响。

4.优化方案设计：-分析模拟结果，提出针对性的优化方案。

-设计实验，并采集实验数据。

5.结果验证与分析：-对实验数据进行统计和分析，验证所设计的加工工艺和优化方案的可行性和有效性。

-论述实验结果，总结设计成果，提出改进和展望。

毕业设计论文-数控雕铣机设计论文

1前言1.1数控雕铣机设计的目的和意义雕铣机（CNC engraving and milling machine）它是一种数控机床。

数控雕铣机像其他数控机床一样是通过数控系统根据加工程序的代码控制雕铣机动作，实现雕刻、铣削的自动化。

在国外加工模具时都用加工中心来加工，并没有雕铣机的概念。

但是加工中心在用小刀具加工小型模具时就会显示出力不从心，会产生高额的成本。

国内在有雕铣机这个概念以前用的是雕刻机，雕刻机的长项在于雕，并不能满足铣削的要求。

雕铣机的出现克服了加工中心和雕刻机的不足。

既可以用小刀具加工小型模具，可以进行雕刻也可以进行铣削，是一种高精度的数控机床。

雕铣机的功能决定了它使用范围。

从工艺上，雕刻可分为二维平面雕刻、三维立体雕刻和全自由度空间雕刻。

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，此类制品的随意性强、构成形状复杂、工艺性差，因此这类工艺迄今为止雕铣机尚无能为力，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工艺中雕铣机就大有可为。

三维立体雕刻类似于三维的铣削加工，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铣机完成，克服了传统手工雕刻存在的缺陷[1]。

现代数控雕铣机床运动系统要求具有高速运算、快速插补、高速通信、主轴高速运转、高精度定位、高分辨率位置检测和数字伺服控制等能力。

数控雕铣机床要实现形状复杂的零件加工，必须要求运动控制系统能进行多种插补运动的控制，如直线插补、圆弧插补、连续插补。

此外控制系统需要具有良好的运动速度控制能力、速度前瞻功能，以保证机床在停止、起动、加工时不产生冲击、失步、颤抖，并在驱动过程中准确运动到制定位置[2]。

1.2 国内外研究现状20世纪90年代以来，微电子技术的突飞猛进直接推动了微型计算机的迅速发展，而微电子技术和微型计算机技术又带动整个高技术群体飞速发展，从而使雕铣机也有了质的飞跃。

定梁式数控龙门铣床整体结构设计

定梁式数控龙门铣床整体结构设计摘要：根据国内与国外對于龙门铣床的研究情况来看，此次设计一种可以用于加工各种复杂的零件的龙门数控铣床，符合实际的生产需要。

其结构主要包括了横向进给机构、纵向仅给机构、工作台以及立柱等的组成部分。

其运行是采用伺服电机然后是滚珠丝杠进行传动。

总体上讲述了其所包含的结构、特点以及其工作原理。

并且具体的阐述了此铣床的整体结构以及校核的方法对其进行了分析。

龙门铣床；数控；伺服电机；滚珠丝杠1 机床的设计要求数控龙门铣床的总体方案设计主要包括了：（1）总体布局设计：各个部件的位置、各个部件的运动进行分析、还有其整体的外观。

（2）技术参数设计：各个部件的尺寸、刀具的转速和进给量、电机的功率和所能承载的力。

（3）结构优化设计：整个机床的刚度、运动特性、受热性能等。

此机床符合国家的标准，其参数为：工作台的整体尺寸为：3000×1200mm，工作台所能承受的最大载荷为2吨，能够具有高的速度和效率，结构简单稳定，精度高且用于铣削较为复杂的零件。

2 设计方案我所设计的铣床主要是工作台能够做纵向移动的数控龙门铣床。

这种工作台移动的数控龙门铣床主要的特点包括了（1）成本低，生产较为简单。

这种龙门铣床的整体的长度必须比工作台行程的长度多两倍。

而移动式的龙门铣床的整体的长度就得是龙门架的侧面宽度与纵向行程之和。

（2）这种机床的动态响应好。

这种机床的龙门架是固定在立柱上的，所以当工作台移动时其所切屑的稳定性好，这样便保证了机床所加工零件的精度和动态响应性。

我所采用的为西门子 4-05的数控系统，因为这个数控系统具有龙门轴的同步功能。

这一项功能能够让龙门框架的进给轴（X1，X2）达到无机械偏差的位移的目的。

可以对运动的值进行比对，能够检测出很小的偏差并且及时的更正，增大了其精度。

铣床的整体装配图如下图所示：3 主轴箱的设计要求（1）使其所调节的速度范围能够达到其最大值而且能够进行无极变速。

（2）提高主轴箱的刚性与稳定性，以及它的精度。

毕业设计---X-Y数控工作台机电系统设计

毕业设计说明书题目：X-Y数控工作台机电系统设计----Y向工作台三维绘图学院：电气信息系专业：机电一体化摘要目前国内中小企业多采用经济型X-Y数控铣床系统，其工作台是机床上必不可少的部件，工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产率。

随着经济的发展，机械行业的许多普通机床和闲置设备，经过数控改造以后，不但可以提高加工精度和生产率，而且能有效的适应多种品种，小批量的市场需求，使之更有效的发挥经济效益和设计效益。

本课题设计了X-Y数控工作台，该平台由两个一维平台叠加实现，其中一维平台由电机带动滚珠丝杠旋转，从而带动螺母副和工作平台完成直线运动，具体实现时先要确定工作平台的各个参数让其能满足题目的要求，再通过精密计算导轨上移动部件的重量估算、铣削力、直线滚动导轨副、滚珠丝杠螺母副等来确定要制作的数控工作平台，最后通过SolidWorks画出设计的工作平台。

本论文的主要设计内容重点是SolidWorks三维建模，根据设计的机械零部件尺寸完成Y方向工作台零件的三维造型，SolidWorks绘图过程中，先画出单个的零部件，其主要通过一些简单的绘图、拉伸、剪切、扫描、阵列等工具进行建模，然后对这些零件进行一系列的装配，主要通过一些面、线的重合、平行、同心等过程进行装配，从而直观清晰的显示出Y方向工作台的内部结构。

关键词 X-Y数控工作台直线滚动导轨副SolidWorks目录第一章绪论 (5)1.1、目的和意义 (5)1.2、国内外现状 (5)1.3、本设计的主要内容和任务 (6)第二章总体方案的确定 (7)2.1 总体方案 (7)2.2 机械传动部件的选择 (7)第三章机械传动部件的计算与选型 (9)3.1 导轨上移动部件的重量估算 (9)3.2 铣削力的计算 (9)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (9)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (10)第四章 SolidWorks制图 (15)4.1 SolidWorks介绍 (15)4.2 SolidWorks制图 (16)第五章总结与展望 (19)参考文献 (21)致谢 (21)第一章绪论1.1目的和意义本设计所设计的X-Y工作台采用了低摩擦的直线滚动导轨和精密的丝杠，它的工作原理是通过MCS-51单片机来控制步进电机，使X-Y工作台实现了数控控制。

数控技术毕业设计

数控技术毕业设计数控技术毕业设计700字数控技术是当代制造业的重要组成部分，它在传统加工方式的基础上，引入了先进的数控设备和控制系统，实现了自动化、高效率、高精度的加工，有效提升了生产效率和产品质量。

因此，我决定在毕业设计中选择数控技术作为研究方向。

本毕业设计的具体内容是设计和实现一台数控铣床的控制系统。

数控铣床是一种利用铣刀进行铣削加工的机床，它能够进行多种复杂的加工操作，如平面加工、曲面加工和孔加工等。

设计一台数控铣床的控制系统，可以提高加工过程的自动化程度，减少操作工人的工作量，同时提高加工的精度和效率。

本设计中的数控铣床控制系统由四个主要部分组成：数控主机、伺服系统、起重系统和自动换刀系统。

数控主机是控制整个机床的核心部分，它负责处理加工程序和控制指令，并将其转化为伺服系统的运动指令。

伺服系统是实现工件在不同坐标方向上移动的关键装置，它包括驱动电机、球螺杆和导轨等部件。

起重系统用于夹紧和固定工件，确保加工过程的稳定性。

自动换刀系统可在不同的加工过程中自动更换铣刀，提高工作效率。

设计和实现这个数控铣床的控制系统需要满足以下几个关键要求：一是系统稳定可靠。

在加工过程中，系统需要稳定运行，确保加工精度和工件质量。

二是操作简便。

操作人员应该能够通过简单的人机界面对系统进行控制和监测。

三是加工效率高。

系统应具备高速、高精度的动态和静态运动性能，以提高加工效率和产品的竞争力。

对于这个设计任务，我将按照以下步骤进行实施。

首先，我会对数控铣床的结构和工作原理进行深入理解，通过查阅相关文献资料和进行实地考察来了解最新的技术和发展趋势。

然后，我会根据设计要求，选择适合的硬件和软件设备，并进行系统的整体布局和设计。

接下来，我会使用相应的设计软件和编程语言，编写控制程序和运动控制算法，并进行模拟和仿真测试。

最后，我会通过实际的工程验证和试验，对系统进行调试和优化，确保其正常运行。

通过本毕业设计，我希望能够更深入地了解数控技术在实际应用中的优势和挑战，并通过自己的努力和创新，为相关领域的发展做出贡献。

数控专业毕业设计

数控专业毕业设计1000字作为一个数控专业的毕业生，在就业时会发现整个制造业都在不断地向数控化发展，而数控机床作为数控制造的基础，其市场需求也随之不断增长。

因此，在毕业设计方面，利用数控机床进行加工、设计及操作成为一种重要的训练方式。

本次毕业设计主要基于数控机床进行加工与设计，旨在探究数控机床的基本原理、加工工艺及操作技能，以此达到提高学生实践操作能力、熟练掌握加工与设计技巧等目的。

一、设计任务本次设计任务为利用数控机床加工一款小型夹具。

根据客户需求，夹具需要符合以下几点要求：1. 夹具材料选用铝合金；2. 需要能够夹紧直径为40mm的圆柱形工件；3. 夹具长度需要控制在150mm以内；4. 夹具材料的厚度需要适当，防止夹紧导致工件变形；5. 夹具底座需要为固定式，安装在工作台上；6. 夹具需要提供方便的快速调整机构。

二、设计步骤1.确定加工工艺流程首先，需要根据夹具的实际需求，确认夹具在加工过程中的工艺流程。

经过讨论和调整后，最终确定了以下的加工工艺流程：（1）数控车床加工主股运动座，其规格为50×50×100mm；（2）铣床加工夹紧槽，其深度为1.5mm，厚度为2.5mm；（3）数控车床加工夹紧板，其规格为60×30×5mm；（4）铣床加工快速调整机构，包括螺旋挡块、螺旋压板等部分；（5）钣金加工夹具底座，在底座上进行铆接和打磨。

2.基本制图利用AutoCAD软件，绘制了夹具的三维立体图和各部件的详细图，便于后续的加工和检验。

3.数控机床加工根据制图和加工工艺流程，先进行数控车床加工主股运动座，再转到铣床加工夹紧槽，并进行快速调整机构的铣削。

最后，利用数控车床加工夹紧板。

4.钣金加工底座底座采用钣金加工，先完成底座的尺寸标注，并钻好铆孔，再进行板材的涂胶、钉铆和打磨处理。

5.装配与检验最后，将各个零部件进行装配，对夹具进行了实际的检验和测试，确保其符合客户的要求。

机电一体化专业毕业设计数控雕刻机设计

1．绪论 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

数控雕铣机的概述............................................................................. 错误!未定义书签。

数控雕铣机和数控铣床的比较......................................................... 错误!未定义书签。

雕铣机与雕刻机的比较....................................................................... 错误!未定义书签。

国内数控雕铣机的进展和现状........................................................... 错误!未定义书签。

典型数控雕铣机的介绍............................................................... 错误!未定义书签。

2.4040S数控雕铣机的简介：................................................................... 错误!未定义书签。

4040S数控模具雕铣机的工艺范围： .............................................. 错误!未定义书签。

4040s数控模具雕铣机的特点：....................................................... 错误!未定义书签。

4040S数控模具雕铣机要紧技术参数： .......................................... 错误!未定义书签。

定梁式数控雕铣机结构设计

摘要雕铣机的出现弥补了通用数控机床（铣床、钻床等）加工功能单一，加工中心加工小型产品成本过高的不足。

数控雕铣机既可以雕刻,也可铣削, 是一种高效高精的数控机床，为我国制造业的发展提供了一种性价比很高的新型机床产品，是我国机床工业中的新产品本文介绍数控雕铣机机械结构设计过程，包括机床总体方案设计、主传动系统设计，X向和Z向进给传动系统的机械结构设计。

在主传动系统设计中，主要分析了电主轴机械结构，电主轴的冷却和润滑的方式，3KW主轴安装座的机械机构。

Z向进给传动系统中主要分析了丝杠、轴承，导轨的安装。

计算主要有：主轴切削力计算，主轴系统重力计算对滚珠丝杠的选择计算和Z轴伺服电机的选择计算支承轴承的选择。

最后完成机床装配图、部装图、零件图等。

关键词：数控雕铣机；电主轴；伺服电机；滚珠丝杠；导轨AbstractThe Emergence of engraving and milling machine makes up for deficiencies of general CNC machine tools (milling machine, drilling machine , etc.) .The shortcomings are single processing function and high cost of machining center processing of small products . The CNC engraving and milling machine,a highly efficient high-precision CNC machine tools, can not only be used to sculpturing but also milling providing a highly valued new machine products for the development of China's manufacturing industry ,which is the new product of new-style high-end manufacturing industry in China's machine tool industry.This paper introduces the design process of the mechanical structure on the CNC engraving and milling machine , including the overall program design of the machine tool, the design of the main drive system in X and Z axis to the feed the transmission system of mechanical structure . In the design of the main transmission system, this paper mainly analysis the mechanical structure of electric spindle ,the way of cooling and lubrication of the electric spindle , a mechanical mechanism of 3 kW spindle soleplate , the feed drive system in the Z direction mainly analysis the installation of the screw, guide rail bearing, and the relevant fixing and supporting . There are calculation of spindle cutting force, calculation of spindle system of gravity ,calculation of the choice of ball screw , calculation of Z axis servo motor selection and calculation of the rolling bearing selection. Finally, complete machine assembly drawing, part assembly drawing, part drawing etc.Key words: CNC engraving and milling machine; spindle; servo motor; ball screw;Guide;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1数控雕铣机的概述 (1)1.2数控雕铣机和数控铣床及加工中心的比较 (1)1.3雕铣机与雕刻机的比较 (2)1.4国内数控雕铣机的发展和现状 (3)1.5本章小结 (6)2 数控雕铣机总体方案设计 (7)2.1机床总体结构设计 (7)2.2主运动方案设计 (8)2.3进给运动方案设计 (9)2.3.1 数控机床进给传动系统的基本形式 (9)2.3.2 以上几种传动方案的简介和比较 (9)2.4本次设计主要技术参数 (10)2.5本章小结 (10)3 主轴部件设计 (11)3.1电主轴的基本结构 (11)3.2主轴系统的计算 (11)3.3主轴设计 (13)3.4轴承选用及寿命校验 (14)3.4.1 轴承受力分析 (14)3.4.2 轴承寿命检验 (14)3.4.3 轴承的寿命L (16)3.5电主轴的冷却与润滑及安装 (16)3.6本章小结 (17)4 Z向进给传动设计计算 (18)4.1滚珠丝杠副的选择 (18)4.2Z向进给伺服电机功率的计算及选择 (23)4.3滚珠丝杠的支承结构及制动装置 (27)4.4联轴器的类型和选择 (28)V4.5Z向导轨 (28)4.6本章小结 (29)5 X向进给运动计算 (30)5.1滚珠丝杠的选型与校核 (30)5.1.1 计算丝杠最大动载荷 (30)5.1.2滚珠丝杠螺母副的选型 (30)5.1.3传动效率计算 (30)5.1.4 刚度计算 (30)5.1.5 稳定性校核 (31)5.2电动机的计算与选型 (31)5.2.1 初选步进电动机 (31)5.2.2 校核步进电动机转矩 (32)5.3本章小结 (34)6 结论 (35)6.1课题研究的主要结论 (35)6.2展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)定梁式数控雕铣机结构设计1 绪论1.1 数控雕铣机的概述雕铣机的前身是雕刻机，雕刻机的优势在雕，不适合加工材料硬度比较大的材料，随着科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，产品的更新换代也不断加快，因此采用雕铣机来加工应运而生。

雕刻机毕业设计

引言概述：本文旨在阐述一个关于雕刻机毕业设计的方案。

雕刻机毕业设计是工程类专业大学生的一项重要学业任务，需要学生综合运用所学的知识和技能，设计和制作一台功能完善的雕刻机。

本文将结构化地介绍雕刻机毕业设计的各个方面，包括设计要求、设计流程、材料选用、系统原理以及雕刻机的性能测试与优化。

通过深入研究和全面的论述，读者将了解到如何成功地完成一项雕刻机毕业设计。

正文内容：1.设计要求1.1雕刻机的功能需求1.2雕刻机的尺寸和结构要求1.3雕刻机的控制要求1.4雕刻机的安全要求1.5雕刻机的美观要求2.设计流程2.1项目分析与需求分析2.2设计理念与方案选择2.3机械结构设计2.4电气控制系统设计2.5软件开发与界面设计3.材料选用3.1机械结构材料选用3.2电气控制系统所需元器件的选用3.3硬件开发所需接口模块的选用3.4雕刻刀具的选用3.5终端显示屏幕的选用4.系统原理4.1机械结构原理4.2电气控制系统原理4.3硬件开发原理4.4软件开发原理4.5数据传输与处理原理5.性能测试与优化5.1功能性能测试5.2精度测试5.3速度测试5.4可靠性测试5.5结果分析与优化措施总结：通过对雕刻机毕业设计的论述，可以看出设计要求是成功的雕刻机设计的基础，合理的设计流程有助于增加设计效率，材料的选用关系到系统的性能与寿命，系统原理的理解可以优化系统的性能，性能测试与优化则是保证雕刻机质量的关键。

通过深入研究和全面的论述，本文希望能够为雕刻机毕业设计提供一个完整的指导方案。

通过对这些方面的详细理解和实践，学生们将能够成功地完成一台功能完善的雕刻机毕业设计。

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。

数控雕刻机设计毕业论文

数控雕刻机设计毕业论文一、引言数控雕刻机是一种运用数控技术进行雕刻加工的机器设备，具有高精度、高稳定性和高效率的特点。

随着社会的快速发展，数控雕刻机在装饰、艺术、制造等领域的应用越来越广泛。

本篇论文旨在设计一台功能全面，性能稳定的数控雕刻机，以满足不同工作需求。

二、设计目标1. 高精度：设计一台具有高精度的数控雕刻机，使其能够精确地加工复杂的雕刻工艺。

2. 高速度：通过优化设计和改进加工技术，提高数控雕刻机的加工速度，以提高工作效率。

3. 稳定性：设计一台稳定性好的数控雕刻机，使其在长时间运行过程中能够保持较好的加工稳定性，减少故障率。

4. 操作简便：在设计过程中，考虑操作人员的使用习惯，优化雕刻机的用户界面，使其操作更加简便，减少操作难度。

5. 安全性：采用各种安全措施和保护装置，确保数控雕刻机的操作过程中不会对操作人员造成伤害。

三、设计原理1. 结构设计：（1）选用坚固耐用的机床底座，以提高整机的稳定性和减少振动。

（2）采用高精度的导轨和滚珠丝杠传动系统，以提高数控雕刻机的定位精度和运动平滑度。

（3）设计合理的工作台面积和夹持装置，以适用于不同尺寸和形状的工件。

2. 运动系统设计：（1）选用高精度的步进电机和伺服电机，以实现数控雕刻机在不同几何形状下的精确定位和运动。

（2）使用编码器或光电开关监测运动状态，以实时反馈和调整运动参数，保证加工精度。

3. 控制系统设计：（1）采用PLC或CNC控制器来控制数控雕刻机的运动和加工过程。

（2）设计用户友好的人机界面，便于操作人员使用和操作。

（3）设计自动化的加工流程，通过预设程序实现自动加工和批量加工。

四、设计流程1. 确定数控雕刻机的工作要求和技术指标。

2. 根据设计目标和原理，确定数控雕刻机的结构和运动系统。

3. 设计数控雕刻机的控制系统和用户界面。

4. 进行零部件的选材和设计，并进行相关的计算和模拟分析。

5. 制造和组装数控雕刻机的各个部件。

6. 进行实际测试和调试，验证数控雕刻机的性能和可靠性。

毕业论文《典型轴类零件数控车床加工编程设计与工艺设计》

典型轴类零件数控车床加工编程设计与工艺设计摘要数控车床是应用数控技术的车床，也就是装了数控系统的车床，是严格按照从外部输入加工程序来自动对被加工零件进行车削加工。

它是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高科技的产物数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。

数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。

数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

本论文主要通过对典型轴类零件的加工工艺分析和加工编程设计，进一步了解与掌握数控原理的理解，零件的识图与合理加工工艺的设计，并且进一步加强对数控G代码编程的熟练应用。

关键词数控加工工艺编程 G代码The typical shaft parts CNC lathe programming design and process designAbstract CNC lathe application lathe CNC technology, lathe CNC system that is installed, in strict accordance with the input from the external processing program to automatically turning machining parts to be machined.It is a comprehensive application of computer, automatic control, automatic detection and precision machinery and other high-tech products CNC technology is the modern manufacturing automation, flexible foundation for integrated production, left the CNC technology, advanced manufacturing technology became a forest without trees. The extensive use of CNC technology to bring profound changes to the mode of production, machinery manufacturing, production structure, management style, and its associated benefits and the ability to radiate more difficult to estimate. NC and CNC equipment has become the country's strategy and reflects the country's comprehensive national strength level of basic industry, the level of core mark is a measure of the degree of modernization of a country's manufacturing industry, numerical control machine tools and production process has become manufacturing the development direction of the industry.This thesis through the typical shaft parts processing technology analysis and processing of programming designed to further understanding and mastery the CNC understanding of the principles, parts of the knowledge map and reasonable process design, and further strengthen the skilled application of CNC G-code programming.Keywords CNC machining process programming G code目录引言 (3)第一章数控技术 (4)1.1 国内外数控发展概况 (4)1.2数控技术发展趋势 (5)1.2.1性能发展方向 (5)1.2.2 功能发展方向 (7)第二章零件图纸设计与分析 (11)2.1 零件图纸设计 (11)2.2 机床的选择 (11)第三章零件的夹具与刀具设计 (13)3.1 数控机床夹具 (13)3.1.1机床夹具的组成 (13)3.1.2机床夹具的作用 (15)3.1.3 零件的夹具设计 (16)3.2 数控机床的刀具 (16)3.2.1 数控刀具的分类 (16)3.2.2 数控刀具的选用 (17)3.3.3 零件的刀具选用 (22)第四章零件的加工工艺 (23)4.1 数控车削的加工工艺内容 (23)4.2数控车削的加工工艺分析 (23)4.2.3 零件的工艺步骤 (26)第五章零件切削用量的选定 (27)5.1 切削用量的选择 (27)5.2 切削用量的内容 (27)第六章零件主要操作步骤及程序的编制 (29)6.1加工顺序及路线 (29)6.2机床的操作步骤: (29)6.3零件的安装及装夹方式 (29)夹具是机床的一种附加装置，工件的装夹与数控车床一般使用三爪自动定心卡盘装夹工件。

机械雕刻机毕业设计

机械雕刻机毕业设计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、成本高、可重复性差。

随着时代的进步，科技的发展，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发展着，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发展，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，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基础上，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；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 雕刻机及其发展现状 (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 我国雕刻机的发展现状1.2.5 雕刻机的发展趋势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 雕刻机的机械结构部分2.2.2 雕刻机的电路及电气部分2.3 雕刻机的总体布局的基本要求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。