數(shù)控雕銑機(jī)的設(shè)計(jì)論文

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1、1前言1.1數(shù)控雕銑機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義雕銑機(jī)（CNCengravingandmillingmachine）它是一種數(shù)控機(jī)床。數(shù)控雕銑機(jī)像其他數(shù)控機(jī)床一樣是通過數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序的代碼控制雕銑機(jī)動作，實(shí)現(xiàn)雕刻、銑削的自動化。在國外加工模具時都用加工中心來加工，并沒有雕銑機(jī)的概念。但是加工中心在用小刀具加工小型模具時就會顯示出力不從心，會產(chǎn)生高額的成本。國內(nèi)在有雕銑機(jī)這個概念以前用的是雕刻機(jī)，雕刻機(jī)的長項(xiàng)在于雕，并不能滿足銑削的要求。雕銑機(jī)的出現(xiàn)克服了加工中心和雕刻機(jī)的不足。既可以用小刀具加工小型模具，可以進(jìn)行雕刻也可以進(jìn)行銑削，是一種高精度的數(shù)控機(jī)床。雕銑機(jī)的功能決定了它使用范圍。從工藝上，

2、雕刻可分為二維平面雕刻、三維立體雕刻和全自由度空間雕刻。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，此類制品的隨意性強(qiáng)、構(gòu)成形狀復(fù)雜、工藝性差，因此這類工藝迄今為止雕銑機(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工藝中雕銑機(jī)就大有可為。三維立體雕刻類似于三維的銑削加工，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銑機(jī)完成，克服了傳統(tǒng)手工雕刻存在的缺陷[1]?，F(xiàn)代數(shù)控雕銑機(jī)床運(yùn)動系統(tǒng)要求具有高

3、速運(yùn)算、快速插補(bǔ)、高速通信、主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)、高精度定位、高分辨率位置檢測和數(shù)字伺服控制等能力。數(shù)控雕銑機(jī)床要實(shí)現(xiàn)形狀復(fù)雜的零件加工，必須要求運(yùn)動控制系統(tǒng)能進(jìn)行多種插補(bǔ)運(yùn)動的控制，如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、連續(xù)插補(bǔ)。此外控制系統(tǒng)需要具有良好的運(yùn)動速度控制能力、速度前瞻功能，以保證機(jī)床在停止、起動、加工時不產(chǎn)生沖擊、失步、顫抖，并在驅(qū)動過程中準(zhǔn)確運(yùn)動到制定位置[2]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代以來，微電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)直接推動了微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，而微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)又帶動整個高技術(shù)群體飛速發(fā)展，從而使雕銑機(jī)也有了質(zhì)的飛躍。雕銑機(jī)經(jīng)歷了從2D到2.5D再到3D加工的變革，功能完善、

4、性能穩(wěn)定、造型美觀和價格合理成為雕銑機(jī)研制的基本要求[3]。數(shù)控雕銑機(jī)可以克服數(shù)控銑不能雕刻和雕刻機(jī)不能銑的弊端。雖然國外數(shù)控雕銑機(jī)產(chǎn)品早已發(fā)展得比較成熟，但在國內(nèi)數(shù)控雕銑機(jī)從最近的一兩年才有較大的發(fā)展。國內(nèi)幾個廠家正在試制階段，如佳鐵公司已經(jīng)研制生產(chǎn)出成熟產(chǎn)品，投放到了市場，而且得到了用戶普遍的良好反映；隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控雕銑機(jī)發(fā)展趨勢體現(xiàn)在不斷追求加工精度、加工效率、加工柔性的提高，并且要求無污染，滿足環(huán)保要求，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)高速度高精度，高速度高精度雕銑加工有利于改善工件的表面質(zhì)量和加工精度，生產(chǎn)高質(zhì)量的零件以及縮短生產(chǎn)周期，能獲得經(jīng)濟(jì)效益。(2)柔性化，數(shù)控

5、雕銑機(jī)將不斷增加新功能，向集多種加工工藝于一體的方向發(fā)展。(3)智能化，根據(jù)機(jī)床的應(yīng)力應(yīng)變和溫升變化情況，動態(tài)調(diào)整機(jī)床的切削工藝參數(shù)，從而提高雕銑加工的精度和生產(chǎn)效率。(4)多軸聯(lián)動，零件加工形狀越來越復(fù)雜，雕銑機(jī)能聯(lián)動的軸數(shù)也要不斷增加。多軸的聯(lián)動將是數(shù)控雕銑機(jī)的一個發(fā)展方向。(5)環(huán)?；?，由于雕銑加工過程中要使用大量冷卻液和大量切除的鐵屑，在雕銑時，冷卻液和鐵屑的飛濺及加工過程中的霧氣外漏，將造成環(huán)境污染。所以進(jìn)一步提高數(shù)控雕銑機(jī)的環(huán)保性，也將是數(shù)控雕銑機(jī)發(fā)展的一個方向[4]。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容在模具業(yè)、廣告業(yè)、工藝業(yè)、紙制品業(yè)、食品業(yè)、電子業(yè)等行業(yè)，有大量平面、立體、多維形體的雕刻加工

6、。例如：注塑模、沖模、鞋模等各種鋼模以及五金沖模、高頻模等制作加工。要求能高速、小切削量精密加工，能適用不同的輕、重工業(yè)的雕刻。如紫銅電極、衛(wèi)模、滴膠模具、燙金模具、高頻模具、中小型注塑模具和精密零配件的加工。本課題設(shè)計(jì)一種小型數(shù)控雕刻機(jī)，用于木材、竹片、塑料、石蠟、鑄鋁等易加工材料的雕刻加工。2畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)要求2.1.1設(shè)計(jì)初始參數(shù)及要求(1)工作臺尺寸400*300mm，行程300*240*200mm；(2)龍門寬度800mm；(3)工作臺最大承重30Kg；(4)T型槽5--12mm；(5)主軸轉(zhuǎn)速不低于20000r/min,主軸功率0.08KW；(6)主軸彈簧夾頭E

7、R8，刀具夾持柄Φ1--5；(7)最大移動速度5m/min,最大加工速度3m/min；(8)定位精度0.01/300mm,重復(fù)定位精度0.005mm；2.1.2工作量要求設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字（含插圖折合字?jǐn)?shù)）；機(jī)械部分總裝圖及配套零件圖部件繪圖圖量不少于折合成圖幅為A0號圖紙1張，其中手工繪圖不少于折合成圖幅為A2號圖紙一張；查閱文獻(xiàn)類15篇以上，其中外文文獻(xiàn)要在2篇以上。翻譯與課題有關(guān)的外文