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1、LOM 型快速成型机设计型快速成型机设计前言前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。我的毕业设计题目为LOM 型快速成型机设计，设计中我主要完成热碾压机构设计、控制系统及原材料存储及送进机构零部件设计。在毕业设计前期，我温习了材料力学、机电一体化系统设计、单片机原理及其接口技术、机械原理、机械制造技术基础等教材中的知识。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行基本计算，结构设计。由于这里不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸 CAD/PROE、中
2、英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要其他资料的朋友，请加叩扣:二二壹五八玖一壹五一遇到困难时通过在图书馆查阅相关资料，同学帮助，还有老师的耐心指导，最后所有困难迎刃而解。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理，并得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、说明书撰写以及外文的翻译，使我加深了对理论知识、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了各种制图软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
3、框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。Rapid forming machine of LOM typeThe Rapid forming machine Using for design verification and prototyping in a high price has been designers and managers accepted. Rapid prototyping is a new forming process that can be classified a
4、s layerlayermaterial addition in manufacturing .Rapid prototyping process produce parts layer by layer directly from 3D CAD models. In the recent ten years ，Rapid Prototyping Technology Based on discrete-accumulation principle,，Highly flexible manufacturing thought has been widely applied in busines
5、s。Global manufacturers are using RP technology to simplify the product development process, improve the production efficiency, enhance the competitiveness of their products.Based on the idea education in order to practice, The school leads the student to carry on the mechanical design, The graduatio
6、n design I mainly complete LOM type fast molding machine, hot rolling mechanism design, control system, material, storage and transfer feedKeywords: laminated object manufacturing Rapid Prototyping Technologyhot rolling institutions control system摘要摘要LOM 型快速成形机型快速成形机用于设计验证和制作原型的高价位快速成形机已被设计者和管理者们接受.
7、快速成型是一种新型成型过程，可以对材料层层添加制造。生产配件的快速成型过程是直接来自三位 CAD 的层层建模。快速成型技术产生十几年来，基于离散-堆积原理，具有高度柔性的制造思想已被企业界广泛应用，其应用整从最初的设计原型制造向最终产品制造方向发展。全球范围的厂家纷纷采用 RP 技术来简化产品开发过程，提高生产效率，增强产品竞争力。基于教育所学为了实践应用的理念，学校带领学生进行机械设计，此次毕业设计我主要完成 LOM 型快速成型机种热碾压机构设计，控制系统，材料存储及送料机构。关键词：LOM 快速成型技术，热碾压机构 控制系统目录目录 前言前言 第第 1 章章 绪论绪论 (4) 11 概述(
8、4) 12 快速成形的原理(4) 13 快速成形的特性(5) 14 快速成形的历史和发展(6) 第第 2 章章 LOM 型快速成形机设计型快速成形机设计 (8) 21 概述(8) 24 原材料存储及送进机构的设计和计算（35） 25 热粘压机构的设计和计算（37） 第第 3 章章 硬件控制电路设计硬件控制电路设计 （44） 第第 4 章章 快速成形的效益和应用快速成形的效益和应用 （46）总结总结 （48） 感谢感谢 （48） 参考文献参考文献 （49）前言前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全
9、面总结。我的毕业设计题目为LOM 型快速成型机设计，设计中我主要完成热碾压机构设计、控制系统及原材料存储及送进机构零部件设计。在毕业设计前期，我温习了材料力学、机电一体化系统设计、单片机原理及其接口技术、机械原理、机械制造技术基础等教材中的知识。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行基本计算，结构设计。遇到困难时通过在图书馆查阅相关资料，同学帮助，还有老师的耐心指导，最后所有困难迎刃而解。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理，并得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、
10、说明书撰写以及外文的翻译，使我加深了对理论知识、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了各种制图软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。第第 1 章章 绪论绪论1.1 概述概述快速成形技术（Rapid Prototyping,简称 RP）20 世纪 80 年发展起来的一种高新技术，它从成形原理上提出一个分层制造、逐层叠加成形的全新思维模式，即将计算机辅助设计 CAD、激光、精密伺服驱动和
11、新材料等先进技术集于一体，依据计算机构成的工件三维设计模型、对其进行分层切片，得到各层截面的二维轮廓信息，快速成形机的成形头按照这些信息在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成形材料，形成各个截面轮廓，并逐步顺序叠加成三维工件。它综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而大大缩短产品的研制周期。因而，被认为是近 20 年来制造领域的一个重大突破。影响力与数控技术相当。快速成形技术的全过程可以简单描述为分层/叠加或者离散/堆积。一个复杂的实体零件，可以认为是由一些具有物质的点、线、面叠加而成的
12、。从 CAD 模型中获得这些点、线、面的几何信息（离散） ，把它与成形参数信息结合，转换为控制成形机工作的 NC 码，控制材料有规律地、精确地叠加起来（堆积） ，从而构成三维实体零件。这种制造方法又叫做自由制造 FFF（Free Form Fabrication)。通过离散获得每一层面的制造信息和堆积的顺序，通过堆积将材料构成三维实体。快速成形与传统制造方法的区别如图 1-1 所示。快速成形制造方法主要是制造样品，也就是将设计者的设计思想、设计模型迅速转化为实实在在的、看得见、摸得着的三维实体。主要应用于新产品的快速开发。图 1-11.2 快速成形技术的发展快速成形技术的发展：1892 年，美
13、国 Blanther 在他的专利（#473901）中建议用分层制造构成地形图1902 年，美国 Carlo Baese 在他的专利（#774549）中提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理我国在 90 年代有武汉华中科技大学快速制造中心、西安交大先进制造技术研究所、北京殷华实业有限公司、陕西省激光快速巨型与模具制造工程研究中心等在快速成形工艺研究、设备开发、数据处理及控制软件、新材料的研发等 方面做了大量有成效的工作。1.3 快速成形的基本思路快速成形的基本思路：CAD 模型建立 STC 文件生成 分层切片 快速堆积成形快速成形的分类：光敏树脂液相固化成形、选择性激光粉末烧结成形、薄片分层叠加成形
14、和熔丝堆积成形等 4 种。光敏树脂液相固化成形（SL-Stereo Lithography,又称光固化立体造型或立体光刻）最早由 Charles Hul 发明并于 1984 年获得专利，1988 年美国 3D 系统公司推出商品化的世界上第一台快速成形机。其基本原理：SL 工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。这种液态材料在一定波长和功率的紫外线的照射下能迅速发生光聚合反应，相对 分子量急剧增大，材料也由液态变成固态1.4 快速成形特点：快速成形特点：1、快速性 通过 STL 格式文件、RPM 系统，几乎可以与所有的 CAD 造型系统无缝连接，从CAD 模型到完成原型制作通常只需几小时到几十小
15、时，可实现产品开发的快速闭环反馈。2、高度柔性快速成形系统是真正的数字化制造系统，它取消了工装夹具，系统不作任何改变和调整，仅需改变 CAD 模型，重新调整和设置参数即可生产出不同形状的零件模型，特别适合新产品或单件小批量生产。3、与复杂程度无关零件制造周期和制造成本与零件的形状和复杂度无关，而只与其净体积有关。4、设计制造一休化用重复的三维扫描成形复杂的三维零件，避免了数控加工的复杂编程步骤。从根本上克服了 CAD/CAM 集成时 CAPP 这一瓶颈问题，从而实现高度自动化和程序化。5、材料的广泛性快速成形技术可以制造树脂类、塑料类原型，还可以制造出纸类、石蜡类、复合材料以及金属材料和陶瓷材料的原型1.5 快速成形的经济效益以及发展方向：快速成形的经济效益以及发展方向：1.缩短产品加工时间 2增加使构想具体化能力 3降低原型生产周期 4降低设计错误的发生及所花费成本 5. 增加在设计过程中了解产品机械特性的能力 目前国内外快速成型的研究、开发的重点是快速成型技术的基本理论、新的快速成型方法、新材料的开发、模具制作技术、金属零件的直接制造、生物技术与工程的
