数控雕刻机设计

1．绪论 (3)

1.1 数控雕铣机的概述 (3)

1.2数控雕铣机和数控铣床的比较 (3)

1.3雕铣机与雕刻机的比较 (4)

1.4国内数控雕铣机的发展和现状 (5)

1.4.1典型数控雕铣机的介绍 (5)

2.4040S数控雕铣机的简介： (7)

2.1 4040S数控模具雕铣机的工艺范围： (7)

2.2 4040s数控模具雕铣机的特点： (7)

2.34040S数控模具雕铣机主要技术参数： (8)

3.台式数控龙门雕刻机总体布局设计方案 (9)

3.1机床总体布局设计： (9)

3.2设计方案分析： (10)

4.台式数控龙门雕刻机X轴设计 (15)

4.1 主传动系统的方案设计 (15)

4.1.1 电主轴的冷却与润滑 (15)

4.2Z向进给系统方案设计 (16)

4.2.1滚珠丝杠副的选择 (16)

4.2.2滚珠丝杠的支承结构 (17)

4.2.3支承轴承的选择 (17)

4.2.4滚珠丝杠的制动装置 (17)

4.2.5 X向电机与进给丝杠的联结结构 (18)

5 X轴系统零部件的计算与校核 (19)

5.1 X轴系统的重力计算 (19)

5.2主轴铣削力计算 (20)

5.3滚珠丝杠副的选择计算 (21)

5.4X向进给电机功率的计算及选择 (30)

数控雕刻机设计

摘要：调查研究了雕刻/铣机的发展介绍台式数控龙门雕刻机X的设计过程，包括机床总体方案设计、主传动系统设计和X向进给传动系统的机械结构设计。X向进给传动系统中主要分析了丝杠的安装，以及相关固定和支承。计算主要有两个方面：对滚珠丝杠和X轴电机的选择计算和校核。最后，通过模拟编程软件Mastercam,对相关零件进行加工。

关键词: 数控雕铣机床；滚珠丝杠；X轴

The design of the X axle in Desk-work CNC engraving and

milling machine

Abstract: The development of the CNC engraving and milling and the meaning of the electric spindle to the NC machine was investigated. The process of design for the X axle in Desk-work CNC engraving and milling machine was introduced, including the design project of the machine, the design of the mechanical structures of the feeding mechanism of X axis. In the section of the feeding machine of X axis , the assembly of the straight guide-way and the bearing of the ball screw and so forth was presented .The calculation mainly includes two aspects: choosing and verifying the servo-motor of X axis. At last, via the simulation programming software Mastercam, the related part was generated.

Keywords: CNC engraving and milling machine; X axis

1．绪论

1.1 数控雕铣机的概述

近年来，在模具加工行业中，人们一直在探索用一种比较完美的加工方式来替代电火花成型加工，以避免工件表面质量因电加工后产生型面微观裂纹。

深型腔加工

优势

深槽窄缝加工

传统的电火花成型加工

微细复杂型腔加工

花纹加工

缺点图案型腔加工

大型面良好的表面粗糙度

加工工艺较多、时间较长高速铣削方式在这些模具加工中具有很大的优势，同时，伴随着加工高硬度材料刀具技术的发展，高速数控铣床在模具加工中的应用越来越广泛，但随着模具加工业对加工表面质量要求的提高，所需刀具半径越来越小，于是高速铣削加工出现了另一种分支工具—高速数控雕铣机。通过高速雕铣机的加工方式来弥补电火花成型加工的缺点。

数控模具雕铣机的诞生为模具加工工业解决了这一问题。高速数控模具雕铣机不仅具有高效率强力粗铣半精铣加工能力，同时具有高表面加工质量的精细雕刻功能，使高效率和良好表面质量得以有机统一。

1.2数控雕铣机和数控铣床的比较

I.机型上的区别：

i）数控铣床主要用于完成较大铣削量的产品的加工；

ii）雕铣机主要用于较小铣削量或者轻金属的加工；或对软金属的加工。II.从机床的主轴转速分析

i）数控铣床对数控系统要求速度一般，主轴转速0～8000RPM左右；

ii）雕铣机要求高速的数控系统，主轴转速1500～30000RPM左右。III. 从机床采用的数控系统的角度来看

i）数控铣床对数控系统的要求：稳定可靠，操作方面，维修方便等，现

在市场上的数控系统主要集中在FANUC和西门子及MITISUBISH控制

器；

ii）雕刻机大部分采用企业自主研发或者外购的工业控制器。

综上所述：

雕铣机大部分用于模具行业，也进行一些小切削量的铣削。而数控铣床大部分在机械加工行业中使用，主要用于一些精密零件的加工和小批量多品种的加工。

1.3雕铣机与雕刻机的比较

对雕铣机(Router)与雕刻机(Engraver)的区别，很多人都不清楚。人们直观上的感觉是小幅面的是雕刻机，大幅面的是雕铣机，或叫雕凿机、镂铣机，或干脆统称大雕刻机。其实它们是两类不同结构的机器，但工作原理大致相同，都是由X、Y、Z三轴驱动，由电子控制器控制移动。

I.从用途上分：雕刻机主要是用于对板材的雕刻，大量应用于双色板或亚克力雕刻，雕刻一次进刀深度约在1mm～3mm左右，在标志、标牌方面应用较为普遍。

II. 从机械构造方面：雕刻机的设计轻巧，X、Y轴移动速度快，Z轴行程较短，适合雕刻5mm－8mm的材料。雕刻主轴头装有弹簧压鼻，作用是在雕刻过程中压平3mm以下的薄板材。雕刻主轴通过皮带连接到直径较大的马达上，以此使转速增大，这样雕刻出来的工件质量就较为光滑。其使用的雕刻刀具较长，长度约在15.9cm，直径为4.35mm左右。由于设计方面的限制，它适合做切削量很小的高转速的雕刻工艺制作。