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（全套设计打包）定梁式数控雕刻机机械结构设计（喜欢就下吧）

达.毫米，定位精度和重复定位精度都优于普通的数控机床的加工精度。另外，它的加工范围大，性价比较高，能够普遍用于轻型金属构件的精密加工和模具型腔的曲面加工，也可以用来加工各类工艺品和非金属制品。目前，虽然数控雕刻机的技术已经相对比较成熟，生产的产品性能也日渐趋于稳定。但是般都体积庞大，结构复杂，价格昂贵。本课题研究的数控雕刻机是种小型三轴联动定梁式数控雕刻机床。它可以完成般的轻型零件及电子电路板的加工，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。根据数控雕刻机的自身特点，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的选型计算结构强度校核，并绘制装配图和零件图纸。.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的发展日趋扩大，尤其在模具行业中对零件表面的加工，要求不断提高。再加上电火花加工存在不足，近年来数控雕和设备支持都达到了个较高的水平。那些纯手工加工方法以及电路板的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的主导设备行列里。数控钻铣床技术就用于制造业而言拥有其独特的特性和优点大多数采用了先进的控制技术现在工业中人们使用的数控钻铣床大多数采用了先进的主从结构的多微计算机数控技术，也可称为主多从的多控制技术。由主控制，从再分别控制不同功能与特性的结构部件，确保它们于主的控制步调致。数控钻铣的效率高，精度好，速度快，质量高般来说数控钻铣床的各个电主轴都配置了轴进给深度控制感应系统。可以随时探测的叠层与电主轴的压力角的距离，从而把它们控制在个合适的范围里，确保了电主轴的最佳移动距离，使其钻孔的速度达到最高。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，从而确保了加减速的时间较短，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，仅仅只需几毫秒的时间电主轴的速度就能达到最高。目前，当电主轴达最高运转速度时，其值为。对于加工钻孔直径为.小孔时。般铣床因工艺的需要，其速度会确保在以下，速度快反而不利于加工。就位置的反馈系统而言，配置了直线光栅或线性磁尺，将它们组成闭环式反馈回路，让钻孔的定位精度达.以下，重复定位精度在.以下。而且，加工出来的板无毛刺，不会有斜度，表面光滑整齐。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，自我调整的功能。它的设计理念是,在主的控制下，有个从在全闭环控制系统下,负责对钻铣床的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。甚至有的同时显示和报警。工作人员排除故障疏忽的情况下，为使机器不会损坏，有的还可以自动控制，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。钻头的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，应该要钻的孔就有可能为钻。而且，电路板还可能被断的钻头划坏损伤，严重影响到电路板制作的质量问题。然而，针对这个问题，现在数控钻铣床的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，并显示提醒断钻的位置，相应的换上好的钻头，还要自动检测所装钻头的直径，并重新进行孔加工。另方面，机床具有了自检功能后，它还能自动控制钻孔的深度，确保钻头尖端和工作台面的距离。从而确保机床的工作台面不会被钻坏损伤。机床工作台面的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电路板机械加工时所需的负载较小。要求高速高精度的进给，所以钻铣机的进给系统要求阻尼小摩擦小灵敏度高，这样才能满足的孔加工时频繁高速的起停运动。因此快速钻铣机床的进给系统采用了伺服电机滚珠丝杠导轨的方式，导轨还选择了气浮导轨，它的摩擦系数更小，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种不平衡的状态，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的方式，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的定位驱动，还配有精密的滚珠丝杠以及预加载荷的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的时间远远缩短。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。而且轴和轴采用分离式布局，避免了传统的重叠现象。布置轴轴在大理石结构的中央位置，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的精度。数控钻铣床还可以进行软件的编程限位，不但可以自动测量刀具大小长短，还能对刀具进行管理等。机床的电主轴头数种类多加工幅面大现在的数控钻床大多都是个主轴钻头。这大大提高了生产效率，同时也满足了大规模的自动化生产需要。增加主轴以后，机床台面尺寸也要对应增加。轴的编程也将相应扩大，般在以上，轴的行程增加了，相应的钻孔面积也将增加。编程的功能多种化当前市场上的数控钻铣床般都有两种以上的编程功能。种是直接人工编程的照像底片或光绘底片，种是采用几何工艺语言进行编程，最后种是用参数化进行编程。目前，最后种普遍得到运用，它是种特有的有效的编程工具，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。只要给出定的变数值，就可以编制形状相似的工件加工程序。.雕刻机机械系统设计的主要技术指标通过分析比较以往数控雕铣机及雕刻机的性能参数，发现国内目前数控雕刻机的最高主轴转速通常在左右，刀具最高切削速度介于到之间，机床主轴电机功率为.千瓦上下。本文所设计的小型数控雕刻机机床的性能指标参数如下表表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工作台尺寸行程最大进给速度.加工刀具最大直径.主轴电机最高转速主轴电机功率换刀方式手动换刀定位精度重复定位精度总功率轴联动数脉冲当量脉冲外观尺寸雕刻机总体布局方案设计.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的工件的加工。要求加工精度较高。它主轴的转速甚至高达左右。各向移动部件要求运动轻巧刚性好灵活性强。对于机床的数控系统而言，它的控制反应速度要迅速灵敏，其所配置的伺服电机的特性要极佳。从机械的角度出发去分析，对于数控雕刻机床而言，它的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，它的非移动部件的刚性要好，移动部件而言，首先它要具有良好刚性，还要整体结构轻巧，要具有较好的灵活性确保雕刻机具有与所要求的加工精度相适应的刚度抗振性热变形及噪音水平应便于观察和检测。在机床的加工过程中还要利于操作位置的调整和进行维修。方便换刀和装卸所要加工零部件注意防护，确保安全机床的机械结构要简单可靠，机床的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。在满足了机床总体布局基本要求的基础上，还应考虑到影响雕刻机布局的其它基本因素，如下.加工零件表面成形运动的影响要在加工零件的表面铣雕出不同形状的线路纹路，就要结合不同的刀具来进行加工，所以机床表面成形运动的数目及形式也就不同，将直接导致机床布局的差异。因此，在布局雕刻机时，必须根据加工的要求，首先对所要加工零件表面成形的方法及运动进行综合全面合理地考虑。加工零件的表面，要成形的加工运动主要可分为铣削钻孔切割三类。因此所设计的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两个方向上相互垂直的直线移动。从而实现了钻头在平面内的定位自由，从而使得刀具在平面内按照不同的轨迹路径对零件进行铣雕加工。与平面相垂直的方向上直线移动。使刀具的钻孔加工有个切入的过程。机床切削的主运动是刀具的高速转动。.数控雕刻机动静分配所产生是影响由于数控雕刻机的动静分配存在差异，所以机床对应的布局也会不同。而且，就同种动静分配的布局而言，因为机床导轨的布局加上导轨结构安装结构不样，雕刻机的布局也会不样。因此，对于雕刻机动静分配的规划，可依照下面的原则来考虑所选的动静分配将增强机床加工的精度。机床移动部分的零件的重量最好轻巧。因为就其它条件相同下，机床的移动部分的零件的重量越小，那么它的惯性将越小，其传动件的尺寸以及驱动电机的功率也将越小。这样，雕刻机的运动力学性能将大大提高。要有助于加强雕刻机结构的刚度，机床的占地面积要尽可能的小。.所要加工的零件的形状硬度尺寸和其重量所产生的影响般来说，雕刻机机构的布局定程度上也和待加工的零件的尺寸形状重量和硬度有关。所需加工零件的大小面积，将直接和导轨的布局以及机床工作台的尺寸相关。比如，所需加工零件的面积尺寸很大，机床工作台在于加工同方向尺寸将会变大，其它系列部件如与工作台相连接的滑块滑板及两导轨布局的跨距将越大。所需加工零件的重量越大，所要求机床工作台导轨等部件的刚度就要提高。由此可见，待加工零件的形状尺寸重量等也将是对雕刻机布局产生影响的直接性决定性因素。相比而言，般零件的硬度不会有较大的差别，因此机床工作台的切削力的大小和承载能力也不会产生很大差异，其对于机床的整体滚动导轨之间的跨距进行了加宽，从机床的整体布局上进行考虑，有效可靠地确保了机床的刚性。.数控雕刻机结构的改良对比至于其它结构方面，综合比较以往雕刻机雕铣机的有关资料，发现以往的些结构存在些普遍问题，比如对于机床各方向上的加工精度不容易保障，零部件的组合装配比较烦杂。加工的切削力较大的情况下，机床轴滑座与向横梁的垂直程度有偏移误差的现象。机床主轴在高速运转时,对于加工进给的速度快时,主轴刀具较容易断掉。通过查阅资料分析研究，对数控雕刻机机械结构作如下改进.对机床的横梁系统结构更新设计，原来滑块下的直线导轨布局在同平面内，如图.中的图所示，现把它们布置在互相垂直的空间平面内,如图.中的图的结构所示，此时完全锁定了机床轴滑座的各相偏移误差。.在机床工作台和直线导轨滑块的相连处布置台阶，其侧面采用螺钉锁定，这样向就被锁定了。.由于孕育铸铁的稳定性耐冲击性和吸振性都很优越，这将大大提高机床床身的结构强度和刚性。因此本次设计机床的整体式床身底座由孕育铸铁铸造加工而成。采用箱形结构的方式，其底部内部筋板采用井字型筋板配合的网状结构方式。保证了对向工作台及两边立柱所需的刚性支撑作用，总体上使得机床的动态加工稳定性得到了提高。.对于加工精度难以保证的部位添加调整垫片，采用调节的方式确保满足各向精度的要求，使得各个方向的运动轻快便捷。图改进前横梁导轨布局图改进后横梁导轨布局图.横梁导轨布局图初步设计数控雕刻机的机械结构布局如图.。图.数控雕刻机机械结构示意图由于此次设计的数控雕刻机机床的刚性大部分是为了克服机床移动系统在高速移动的情况下对非移动系统产生强大的冲击力，因此该机床的滚珠丝杠副和导轨系统在设计选型时要尽量考虑加粗，这样，机床的刚性将有利于加强。正因为采用了以上系列措施，本次设计的数控雕刻机机床的最大优点是可以对比较细小轻便的零件进行加工，而且加工精度较高，对软金属可进行高速切削加工。.工作台的结构设计综合考虑到机床的总体美观及安全性能等各个方面的因素，机床的滚珠丝杠和导轨系统不可以裸露在外面，因此需要在机床工作台的下方布置个防护罩。所以机床的工作台将不能与滚珠丝杠的滑块和导轨底座直接连接，之间需有块向的滑板作为引导，来固定机床工作台。机床工作台与向滑板之间加防护罩，固定在机床底座上。其装配关系如下图.所示图.工作台布局图为了减轻数控雕刻机机床移动部件的质量，机床工作台的材质选用铝合金，轻便牢固，易于加工，而且铝的材料特性较好，不易生锈，提高了机床使用的可靠性。.本章小结本