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1、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：所呈交的毕业设计（论文） 定梁式数控雕刻机机械结构设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 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
2、选题依据 数控雕刻机是一种具备雕刻功能的数控机床，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的快速发展，国内外市场对数控雕刻机的需求不断扩大，特别是高端的数控铣雕中心，需求更为旺盛。本课题拟通过对数控机机械结构的设计，帮助学生加深对本专业的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）应达到的要求： 了解数控雕刻机的工作原理，国内外的研究发展现状； 完成数控雕刻机机械结构的总体方案设计； 完成零部件的选型计算、结构强度校核； 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； 完成设计说明书的撰写，并翻译外文资料1篇； 四、
3、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）：指导教师签名 签名 签名教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名2012年11月12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的质量、精度和效率等的要求也越来越高。因此，对于加工零件所需要的机床的跟新换代也与日俱增。在此趋势的推动下，数控机床的结构优化改造设计变得非常重大。大批的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
4、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的前景，并对数控雕刻机的结构做了研究和优化设计，主要包含了数控机床的总体布局方案设计、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）的结构设计、相关滚珠丝杠的计算选型及校核、轴承和电机的计算及选型，最后利用CAD绘图软件绘制了机床的总装配图、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 todays world, modern industrial technology are rapidly developing with each passin
5、g 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 struc
6、ture 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 important role in the field of mold, PCB circuit board, and advertising signs.In this paper, surveys and studies ha
7、ve 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 (t
8、he 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
9、 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IIIABSTRACTIV目 录V1 绪论1 1.1 数控雕刻技术的产生1 1.2 本课题研究的内容及意义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的主要技术指标42 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
10、.2 数控雕刻机总体结构布局6 2.3 数控雕刻机结构的改良对比7 2.4 工作台的结构设计9 2.5 本章小结103 主传动系统的方案设计11 3.1 主运动传动系统设计11 3.2 电主轴12 3.2.1 电主轴的介绍12 3.2.2 电主轴的结构及其优点12 3.2.3 电主轴的安装14 3.3 本章小结144 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 进给传动系统的要求15 4.1.2 进给传动系统的基本形式15 4.1.3 以上几种传动方案的简介和比较15 4.2 滚珠丝杠系统17 4.2.1 滚珠丝杠副的选择17 4.2.2 滚珠丝杠支承结构17 4.2.
11、3 支承轴承的选择19 4.2.4 滚珠丝杠副的制动装置19 4.2.5 步进电机与进给丝杠的联结结构19 4.3 滚动导轨的安装定位20 4.4 本章小结205 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 主轴系统铣削力的计算21 5.1.3 滚珠丝杠副参数的计算选择22 5.1.4 滚珠丝杠副的强度校核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 X向丝杠的选型及校核28 5.2.2 丝杠轴承的选择及计算29 5.3 本章小结306 展望和结论31致 谢32参考文献3
12、3附 录341 绪论1.1 数控雕刻技术的产生早在二十世纪中叶以前，人们对于零件打孔和铣削的加工手段主要是靠人工作坊式的手动和半自动的金属冲、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，就工业发达国家的许多PCB（印刷电路板）加工设备设计而言，为了使产品具有强劲的市场竞争力以满足人们的要求，生产厂家纷纷投入了较大的人力、物力和财力，就PCB加工设备的设计过程中存在的问题做了深入研究，最后在60年代初获得了较大的成果。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机床的问世，是1952年在芝加哥
13、机床展览会上出现的，而针对于PCB工业加工的CNC机床大概晚于纯金属切削加工机床10年左右，它是60年代初期出现的，从此便开创了数控雕刻技术的新纪元1。1.2 本课题研究的内容及意义 目前，数控雕刻机主要是用于各类材料的文字雕刻、印刷电路板的制作、各类印章铭牌的制作、艺术浮雕及小型模具加工(如冲压模、五金模、塑料模、玻璃模)以及零件的精密雕刻。由于模具产业和美术品制造业的日益发展，纵观全球，市场上对于数控雕刻机的需求逐步扩大，首先是相对高端的数控雕刻中心，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的加工机床装备。 数控雕刻机的机械加工精度高、刚性强，它的数控系统还拥有抗干扰特性，是含有高新科学技术的一种加工设备，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的一类加工机床。就当今制造类行业来讲，尤其在复杂型腔模的精细加工中，CNC雕
