五軸雕刻機(jī)機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+三維建模+文檔】

五軸雕刻機(jī)機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+三維建模+文檔】,含CAD圖紙+三維建模+文檔,雕刻,機(jī)電,電機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad,圖紙,三維,建模,文檔 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 38 頁(yè) 共 38 頁(yè) 1 引言 1．1 課題的提出和研究意義 目前，制造業(yè)面臨市場(chǎng)的全球化和需求的多樣化，以及技術(shù)創(chuàng)新的加快，產(chǎn)品更新?lián)Q代快、周期短，生產(chǎn)多品種、中小批量的生產(chǎn)比重明顯增加。同時(shí)隨著航空業(yè)、汽車(chē)市場(chǎng)和輕工業(yè)的快速發(fā)展，復(fù)雜形狀的零件越來(lái)越多，精度要求也不斷增加。此外，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求產(chǎn)品的周期零件的更高要求越來(lái)越短，多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高效、高質(zhì)量加工要求，使得傳統(tǒng)的加工設(shè)備和手段難以適應(yīng)。 五軸數(shù)控機(jī)床集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工于一體，可高效、準(zhǔn)確完成復(fù)雜曲面的加工，特別是在加工葉輪、葉片、船用螺旋槳及大型柴油機(jī)曲軸等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)，是數(shù)控技術(shù)難度最大 適用范圍最廣的技術(shù)，但高精度的機(jī)床配合高價(jià)出售，其不菲的價(jià)格也是大多加工企業(yè)難以承受，也讓推廣五軸加工技術(shù)受到一定程度的阻礙。 本課題基于五軸加工原理，開(kāi)發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性強(qiáng)的五軸雕刻機(jī)，可應(yīng)用于加工材質(zhì)較軟 精度要求不高的零件，如木材 塑料及鋁合金等材質(zhì)零件。能適應(yīng)一些球類，曲線類的復(fù)雜零件加工，另外可以更換刀頭，在條件允許的情況下，可以完成鉆、銑、切割等。同時(shí)還可以通過(guò)軟件系統(tǒng)的控制和G代碼控制配合制作出一些實(shí)體零件等。 1．2 五軸雕刻機(jī)的發(fā)展歷程 可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期，母系氏族時(shí)期的半坡氏族文化的“人面網(wǎng)紋盆”便是雕刻的雛形。在我國(guó)北宋時(shí)期便發(fā)明了活字印刷，這里刻的字應(yīng)屬于雕刻的范疇。隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)的雕刻藝術(shù)日益精湛，玉雕、象牙雕、紅木雕、篆刻泥人雕等手工雕刻技術(shù)都可以堪稱一絕。 傳統(tǒng)雕刻加工業(yè)是一門(mén)技術(shù)性要求很高的手工技藝， 雕刻品的質(zhì)量完全取決于雕刻師的技藝水平， 所以生產(chǎn)的效率低、成本高， 制品的隨意性強(qiáng)、一致性差，嚴(yán)重制約了雕刻行業(yè)的發(fā)展。這使得雕刻機(jī)的產(chǎn)生成為必然。 上世紀(jì)90年代至今，機(jī)械雕刻獲得了前所未有的發(fā)展。從最初的刻字機(jī)、刻章機(jī)再到三維雕刻機(jī)，制作工藝也日漸成熟，應(yīng)用范圍也日漸廣泛。大到樓房建筑的裝飾，小到商店門(mén)前的招牌，乃至很多產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)銘牌，可謂雕刻的使用無(wú)處不在。 1938年世界第一臺(tái)手動(dòng)雕刻機(jī)在法國(guó)“嘉寶”問(wèn)世，1950“嘉寶”生產(chǎn)出世界第一臺(tái)真正意義的電動(dòng)、可縮放比例的手動(dòng)雕刻機(jī)。隨后一些歐美國(guó)家也開(kāi)始研制。20世紀(jì)90年代，隨著電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，直接推動(dòng)微型計(jì)算機(jī)的急劇發(fā)展。微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)帶動(dòng)整個(gè)高技術(shù)群體飛速發(fā)展，從而使雕刻機(jī)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。雕刻機(jī)完成了從2D加工逐漸擴(kuò)展到5D加工的變革，功能完善、性能穩(wěn)定、造型美觀和價(jià)格合理成為雕刻機(jī)研制的基本要求。 雕刻機(jī)主要有仿形雕刻機(jī)和計(jì)算機(jī)數(shù)控雕刻兩大類，以完成有互換性要求的雕刻加工和模具雕刻加工。仿形雕刻的出現(xiàn)為雕刻的工業(yè)應(yīng)用起到了巨大的推動(dòng)作用，尤其是圖案和文字的雕刻加速了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為雕刻在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。但是機(jī)械仿形雕刻仍是一種手動(dòng)雕刻，它在加工效、加工能力、計(jì)算機(jī)接口等方面存在明顯的缺陷，阻礙了雕刻技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。 隨著工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度的加快，尤其是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)產(chǎn)品的形態(tài)更加豐富，變化更加迅速，對(duì)制造設(shè)備提出了新的要求。這就使以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)、技術(shù)及數(shù)控技術(shù)（CNC）為核心的數(shù)控雕刻技術(shù)成了雕刻加工發(fā)展的主流。如圖1-1為雕刻機(jī)的發(fā)展歷程。 雕刻機(jī) 手動(dòng)雕刻機(jī) 自動(dòng)雕刻機(jī) 復(fù)雜曲面 傳統(tǒng)工藝 球類零件 激光雕刻系統(tǒng) 機(jī)械雕刻系統(tǒng) 仿形雕刻系統(tǒng) 數(shù)控雕刻系統(tǒng) 圖1-1為雕刻機(jī)的發(fā)展歷程 現(xiàn)在雕刻機(jī)以其低的價(jià)格和較高的生產(chǎn)加工效率，被廣泛運(yùn)用在木工業(yè)、石材業(yè)、廣告業(yè)、飾品業(yè)、家具裝潢業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域。 我國(guó)近年來(lái)制造業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn)業(yè)也獲得了良好的發(fā)展機(jī)遇，有效地促進(jìn)了我國(guó)數(shù)控雕刻機(jī)的生產(chǎn)、推廣和應(yīng)用。我國(guó)的數(shù)控雕刻機(jī)起步于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)過(guò)十年的發(fā)展，已形成了多個(gè)國(guó)產(chǎn)牌的雕刻機(jī)，如上海洛克公司生產(chǎn)的“啄木鳥(niǎo)”數(shù)控雕刻機(jī)、北京精雕公司生產(chǎn)的“精雕”數(shù)控雕刻機(jī)和南京科能公司生產(chǎn)的“威克”數(shù)控雕刻機(jī)等。上述各類雕刻機(jī)的機(jī)床本體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制器大多借鑒國(guó)外新技術(shù)，采用基于高檔的微控制器或PC的數(shù)控系統(tǒng)，伺服部分多以步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)為主，可獲得中等控制精度，但價(jià)格比較便宜，因此整機(jī)的性價(jià)比不是太高，適用于精度不太高的普及應(yīng)用場(chǎng)合。至于高精度的加工，目前國(guó)內(nèi)進(jìn)口的數(shù)控雕刻機(jī)以一些國(guó)際知名品牌為主，如美國(guó)“雕霸”、法國(guó)“嘉寶”和日本“御牧”都是此行也得佼佼者，但價(jià)格十分昂貴。這類數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)床本體設(shè)計(jì)剛度好、精度高，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，加工精度高，控制系統(tǒng)功能全、可靠性高，但價(jià)格昂貴，往往數(shù)倍于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。因此這類產(chǎn)品主要運(yùn)用于制造高精度模具等場(chǎng)合。 1．3 雕刻機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著時(shí)代的快速發(fā)展，普通的三軸數(shù)控機(jī)床已滿足不了人們對(duì)加工在 20世紀(jì)60年代，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始研制五軸數(shù)控機(jī)床。五軸雕刻機(jī)相對(duì)三軸雕刻機(jī)有著一次裝夾可以完成全部或大部分加工任務(wù)的優(yōu)勢(shì)。由于能夠?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸與直線運(yùn)動(dòng)軸聯(lián)動(dòng)，五軸雕刻機(jī)還可以在回轉(zhuǎn)體毛坯上進(jìn)行雕刻加工，這是三軸雕刻機(jī)無(wú)法做到的。此外，五軸雕刻機(jī)還能夠提高空間自由曲面的加工精度、質(zhì)量和效率。但是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、昂貴的硬件成本以及復(fù)雜的機(jī)床結(jié)構(gòu)一直是困擾五軸雕刻機(jī)迅速發(fā)展的瓶頸。而數(shù)控系統(tǒng)的迅速發(fā)展，已經(jīng)能滿足多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)的要求，必將推動(dòng)五軸雕刻機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展。 未來(lái)五軸雕刻機(jī)方向概括如下： （1）高速高精度化：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)雕刻機(jī)大多數(shù)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，位置控制和加工精度不高。今后，雕刻機(jī)硬件控制部分將向半閉環(huán)、全閉環(huán)方向發(fā)展，使用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)回饋信號(hào)對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高加工精度和加工速度。 （2）人性化界面：隨著規(guī)?；a(chǎn)的需求，更加簡(jiǎn)潔，人性化的操作界面將成為今后雕刻機(jī)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。企業(yè)能更好運(yùn)用與實(shí)際生產(chǎn)中，使員工能一人控制多臺(tái)雕刻機(jī)成為可能，便于提高企業(yè)生產(chǎn)效率。 （3）多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)：目前雕刻機(jī)主要以三軸雕刻機(jī)為主，未來(lái)將以五軸雕刻機(jī)為代表多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控雕刻機(jī)也是一個(gè)主要發(fā)展方向。 1．4 五軸雕刻機(jī)的原理和特點(diǎn) 五軸雕刻機(jī)是采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)，多數(shù)采用開(kāi)環(huán)控制的簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)。它具有價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，PC機(jī)的性能不斷提高，硬件配置更加靈活并且軟件資源的日益豐富，價(jià)格卻不斷下降。目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控雕刻機(jī)的系統(tǒng)正逐漸過(guò)渡到以PC機(jī)為控制核心的發(fā)展方向。由于這種系統(tǒng)性價(jià)比高，因而被廣泛地應(yīng)用于機(jī)床產(chǎn)品升級(jí)換代和普通機(jī)床的技術(shù)改造上。 基本特點(diǎn)如下： 相對(duì)于三軸雕刻機(jī)和手動(dòng)雕刻機(jī)，五軸雕刻機(jī)的基本特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：適用性廣，功能實(shí)用、性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)單。 （1）適用性廣：它能適應(yīng)各種復(fù)雜加工，尤其是復(fù)雜曲面的加工，特別是在加工葉輪、葉片、船用螺旋槳及大型柴油機(jī)曲軸等。因此，它被廣泛運(yùn)用在汽車(chē)工業(yè)、航天工業(yè)、制船業(yè)，此外還有浮雕、根雕、家具市場(chǎng)等。 （2）功能實(shí)用：采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工模具可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保證模具的加工質(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。在傳統(tǒng)的模具加工中，一般用立式加工中心來(lái)完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術(shù)的不斷發(fā)展，立式加工中心本身的一些弱點(diǎn)表現(xiàn)得越來(lái)越明顯?，F(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來(lái)加工，球頭銑刀在模具加工中帶來(lái)好處非常明顯，但是如果用立式加工中心的話，其底面的線速度為零，這樣底面的光潔度就很差，但使用、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工技術(shù)加工模具，可以克服上述不足。 （3）性價(jià)比高：由于是五軸聯(lián)動(dòng)，讓工件的裝夾變得容易。加工時(shí)無(wú)需特殊夾具，降低了夾具的成本，避免了多次裝夾，提高模具加工精度。采用五軸技術(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外，由于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床可在加工中省去許多特殊刀具，所以降低了刀具成本。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床在加工中能增加刀具的有效切削刃長(zhǎng)度，減小切削力，提高刀具使用壽命，降低成本。 （4）操作簡(jiǎn)單：由于通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)，使得它比手動(dòng)或一般的機(jī)床生產(chǎn)簡(jiǎn)單，在一些功能參數(shù)的設(shè)置上也變得簡(jiǎn)單易用。通過(guò)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，能適合不同層次的用戶的實(shí)用，對(duì)它的推廣與運(yùn)用提供了良好的平臺(tái)。 1．5 本課題的研究?jī)?nèi)容 本文針對(duì)五軸雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要從以下幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行分析和研究： （1）分析五軸雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，對(duì)五軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)已有伺服電機(jī)進(jìn)行實(shí)體建模，并選擇好材料。 （2）對(duì)建模零件進(jìn)行加工，準(zhǔn)備裝配的零件，另外根據(jù)已有零件準(zhǔn)備好連接件。 （3）根據(jù)建模模型進(jìn)行實(shí)體裝配，按一定順序組裝。 （4）配合驅(qū)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整和校正。 （5）進(jìn)行實(shí)例加工。 1．6 本章小結(jié) 本章是前言部分，主要描述了五軸雕刻機(jī)的發(fā)展歷史和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)介紹了五軸雕刻機(jī)的基本原理和特點(diǎn)，以及本次課題的研究?jī)?nèi)容。 2 五軸雕刻機(jī)的實(shí)體建模 本章主要對(duì)五軸雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)體建模，并且分析結(jié)構(gòu)的合理性以及零件材料的選擇。 2．1 五軸雕刻機(jī)基本運(yùn)動(dòng)原理 五軸雕刻機(jī)加工中心大多是3 + 2的結(jié)構(gòu), 即 x, y, z三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸加上分別圍繞 x, y, z軸旋轉(zhuǎn)的 a, b , c三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸組成。這樣,從大的方面分類, 就有x, y, z , a , b ; x, y, z , a , c ; x, y, z , b, c三種形式;由二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的組合形式來(lái)分,大體上有雙轉(zhuǎn)臺(tái)式、 轉(zhuǎn)臺(tái)加上擺頭式和雙擺頭式三種形式。這三種結(jié)構(gòu)形式由于物理上的原因,分別決定了機(jī)床的規(guī)格大小和加工對(duì)象的范圍。其中,雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床由于在加工工件時(shí)工件需要在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng),所以只適合加工小型零件,如小型整體渦輪、 葉輪、 小型精密模具等,由于結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單,所以相對(duì)價(jià)格較為低廉,就應(yīng)用來(lái)講,這是數(shù)量最多的一類五軸數(shù)控機(jī)床。 2．2 五軸雕刻機(jī)的工作原理 雕刻機(jī)一般由機(jī)架、工作臺(tái)、刀頭、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。雕刻作業(yè)時(shí)刀頭相對(duì)工作臺(tái)沿X、Y、Z 軸進(jìn)給。五軸雕刻機(jī)的工作原理圖如圖2-1所示 PC機(jī) USB數(shù)據(jù)傳輸接口 單片機(jī) X軸伺服電機(jī) Y軸伺服電機(jī) Z軸伺服電機(jī) A軸伺服電機(jī) B軸伺服電機(jī) X軸絲杠 Y軸絲杠 Z軸絲杠 A軸電機(jī) B軸電機(jī) 完成雕刻 圖2-1為五軸雕刻機(jī)的工作原理圖 電腦通過(guò)并口，直接將步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)輸出給雕刻機(jī)控制器。即電腦通過(guò)軟件（如mach2)等，從并口分別送出以下的信號(hào)給雕刻機(jī)控制箱： X軸的步進(jìn)脈沖（脈沖頻率越高，速度越快） X軸的方向信號(hào)（正向或反向） Y軸的步進(jìn)脈沖（脈沖頻率越高，速度越快） Y軸的方向信號(hào)（正向或反向） Z軸的步進(jìn)脈沖（脈沖頻率越高，速度越快） Z軸的方向信號(hào)（正向或反向） A軸的步進(jìn)脈沖（脈沖頻率越高，旋轉(zhuǎn)速度越快） A軸的方向信號(hào)（正向或反向） B軸的步進(jìn)脈沖（脈沖頻率越高，旋轉(zhuǎn)速度越快） B軸的方向信號(hào)（正向或反向） 進(jìn)步電機(jī)的使能信號(hào)（電機(jī)是啟用，或是停用，如果是停用，電機(jī)會(huì)完全松下來(lái)不會(huì)鎖死。連接電腦工作時(shí)會(huì)啟用電機(jī)）。控制箱將這些信號(hào)處理后，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接給X，Y，Z ，A，B五只步進(jìn)電機(jī)。 2．3 五軸雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)要求 本次課題提出對(duì)五軸雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即使五軸雕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)，能又使得五軸雕刻機(jī)在驅(qū)動(dòng)軟件的驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行小型零件的加工，機(jī)械結(jié)構(gòu)作為雕刻機(jī)的硬件部分，對(duì)雕刻機(jī)的加工過(guò)程、刻字效果等有著重要的影響。 因此需要滿足一下幾點(diǎn)： （1）五軸雕刻機(jī)能通過(guò)數(shù)控代碼，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)，確保實(shí)現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀具的相對(duì)位置與相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，盡量采用較短的傳動(dòng)鏈，以簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，提高傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率； （2）機(jī)床具有一定的剛性、抗振性、熱變形及噪音水平，能夠滿足加工塑料、木料等零件的要求； （3）機(jī)床首先必須滿足如加工范圍、工作精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等各種要求； （4）機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，便于觀察加工過(guò)程，能便于操作、調(diào)整、校正、維護(hù)和維修。 2．4 五軸雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)方案分析 通過(guò)以上五軸雕刻機(jī)工作原理的分析，以及已給的設(shè)備，對(duì)五軸雕刻機(jī)進(jìn)行的一下兩種方案，如下圖（圖2-2是傳統(tǒng)五軸雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，圖2-3是根據(jù)傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的新的方案） 圖2-2傳統(tǒng)五軸雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)方案 圖2-3是新型五軸雕刻機(jī)方案 兩種方案相比較來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)方案對(duì)工作臺(tái)的要求較高，它的工作臺(tái)需要兼顧三種運(yùn)動(dòng)，這樣對(duì)加工零件的約束性不較大，因此通用性不太好，適用性不強(qiáng)，適合固定零件的生產(chǎn)。但它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性強(qiáng)。而新型方案中，對(duì)傳統(tǒng)方案的一種改進(jìn)，它主要針對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行調(diào)整，使得工作臺(tái)兼顧兩種運(yùn)動(dòng)，將擺動(dòng)運(yùn)用到擺臂上，這樣能減小對(duì)加工零件的約束性，擴(kuò)大了加工范圍，通用性更強(qiáng)，比較符合現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)需要，但這樣結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，對(duì)擺臂的受力要求提高。 本次課題中的五軸雕刻機(jī)運(yùn)用新型結(jié)構(gòu)，它的主要幾何結(jié)構(gòu)由以下幾部分組： （1）底座部分 作為雕刻機(jī)整機(jī)的基礎(chǔ)，承擔(dān)整個(gè)機(jī)體的重量，要求穩(wěn)定堅(jiān)固，底座由底下的四只腳與地面接觸； （2）工作臺(tái)部分 工作臺(tái)部分由工作臺(tái)、Y方向的絲杠和導(dǎo)軌以及支架組成。工作臺(tái)作為雕刻工作時(shí)承載雕刻物體的部件，表面有T型溝槽，由絲杠驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)軌導(dǎo)向，還可以旋轉(zhuǎn)； （3）橫梁部分 橫梁由X方向的絲杠和導(dǎo)軌以及支架組成。橫梁承載機(jī)頭的重量，驅(qū)動(dòng)機(jī)頭動(dòng)，容易彎曲變形，在結(jié)構(gòu)仿真和運(yùn)動(dòng)仿真中是重要的分析對(duì)象； （4）機(jī)頭部分 機(jī)頭部分由主軸組件、Z方向的絲杠和導(dǎo)軌以及支架組成。絲杠驅(qū)動(dòng)主軸組的上下運(yùn)動(dòng)，主軸組件在加工過(guò)程中直接帶動(dòng)雕刻機(jī)頭的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； （5）擺臂部分 擺臂部分由兩塊擺臂架組成。它與橫向運(yùn)動(dòng)的Y軸以及法蘭盤(pán)相連接，而法蘭盤(pán)和軸承配合與支架進(jìn)行組合運(yùn)動(dòng)，同時(shí)法蘭盤(pán)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)剛性聯(lián)軸器進(jìn)行配合連接，從而使得旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以控制擺臂部分。 2．5 雕刻機(jī)的電路及電氣部分 雕刻機(jī)的電路及電氣部分有： （1）電源板：電源板的作用是提供功放和前級(jí)所需要的電源，一般要考慮電流是否足夠、電壓是否穩(wěn)定與對(duì)稱（一般大功率功放均用正負(fù)電對(duì)稱供電）、紋波（濾波電容的大小）、反應(yīng)速率（在大電容上并接高速率小電容）等因素； （2）電腦接口板：起鏈接器的作用，把機(jī)構(gòu)和電路連起來(lái)； （3）鍵盤(pán)LED面板： ①當(dāng)鍵盤(pán)板與電腦主機(jī)連接時(shí)，手控板會(huì)自動(dòng)鎖死，按鍵不會(huì)有動(dòng)作，此時(shí)鍵盤(pán)板上手控板使能燈自動(dòng)熄滅。 ②當(dāng)其與電腦斷開(kāi)連接時(shí)，手控板使能指示燈亮，表示手控板可以操作。 ③X，Y，Z 三軸可以同時(shí)動(dòng)作。 ④碰到6只限位開(kāi)關(guān)中的任何一只，在鍵盤(pán)板上對(duì)應(yīng)的限位開(kāi)關(guān)指示燈點(diǎn)亮，手控板會(huì)鎖定，不允許繼續(xù)移動(dòng)。 ⑤鍵盤(pán)板上有詳細(xì)的指示LED，內(nèi)容豐富，包括三軸的使能、方向、脈沖及六只限位開(kāi)關(guān)的狀態(tài)LED顯示。 （4）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板是用來(lái)放大信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的； （5）LED照明燈盤(pán)板：主要用起照明的作用； （6）雕刻機(jī)內(nèi)部接線板； （7）手動(dòng)控制邏輯板。 2．6 建模設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用了平面機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)是一個(gè)構(gòu)建系統(tǒng)，為了傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間應(yīng)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但任意拼湊的構(gòu)件系統(tǒng)不一定能發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即使能夠運(yùn)動(dòng)，也使能夠運(yùn)動(dòng)，也不一定具有確定的性對(duì)運(yùn)動(dòng)。討論機(jī)構(gòu)滿足什么條件，構(gòu)件間才具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于分析現(xiàn)有機(jī)構(gòu)或設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)都是很重要的。機(jī)構(gòu)是由許多構(gòu)件組成的，機(jī)構(gòu)中的每個(gè)構(gòu)架都以一定的方式與另一些構(gòu)件相連。這種連接不是固定連接，而是具有一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。因此需要考慮選擇怎樣的機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.6.1 平面連桿機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式多種多樣，可以實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡；低副以圓柱面或平面相接觸，承載能力高，制造簡(jiǎn)便，易于獲得較高的制造精度。因此，平面連桿機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械、儀器中獲得了廣泛應(yīng)用。平面四桿機(jī)構(gòu)可按照連桿是曲柄還是搖桿，將其分為三種基本形式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和搖桿機(jī)構(gòu)。還有就是含有移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和要快機(jī)構(gòu)等。但是連桿機(jī)構(gòu)不易精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；當(dāng)構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副較多的情況下，效率較低，因此我們不采用這種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.6.2 凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)是一種常用的機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中應(yīng)用廣泛。凸輪機(jī)構(gòu)主要是有凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。根據(jù)凸輪和從動(dòng)件的不同形狀和型式，凸輪機(jī)構(gòu)可分為兩類。 一個(gè)是按凸輪形狀分為盤(pán)形凸輪、移動(dòng)凸輪和圓柱凸輪。其中盤(pán)形凸輪是一個(gè)繞固定軸線運(yùn)動(dòng)并具有變化半徑的盤(pán)形零件。移動(dòng)凸輪是當(dāng)盤(pán)形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，凸輪相對(duì)機(jī)架做直線運(yùn)動(dòng)。圓柱凸輪是將移動(dòng)凸輪卷成圓柱體。 按從動(dòng)件型式可分為尖頂從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件和平地從動(dòng)件。其中尖頂能與復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，因而能實(shí)現(xiàn)任意語(yǔ)氣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但尖頂與凸輪是點(diǎn)接觸，磨損快，只宜用于受力不大的低速凸輪機(jī)構(gòu)。而滾子從動(dòng)件為了克服尖頂從動(dòng)件的缺點(diǎn)，在從動(dòng)件的尖頂安裝了一個(gè)滾子，從而達(dá)到耐磨損，可承受較大載荷的需求。平底從動(dòng)件是從動(dòng)件與凸輪輪廓表面接觸的端面為一平面，它不能與從動(dòng)件的平底相垂直，傳動(dòng)效率高，且接觸面間易形成油膜，利于潤(rùn)滑，可用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。雖然凸輪機(jī)構(gòu)可以通過(guò)設(shè)計(jì)凸輪輪廓，就可以是從動(dòng)件達(dá)到所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但凸輪輪廓與從動(dòng)件間為點(diǎn)接觸或線接觸，易磨損，因此我們也不采用這種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.6.3 滾珠絲杠 滾珠絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆轉(zhuǎn)性和高效率的特點(diǎn)。由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過(guò)去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下，即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾動(dòng)絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。滾珠絲杠副是用世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面，對(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng)，所以啟動(dòng)力矩極小，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。滾珠絲杠副可以加予，由于予壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值，進(jìn)而得到較高的剛性（滾珠絲杠內(nèi)通過(guò)給滾珠加予壓力，在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí)，由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng)）。滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小，所以可以實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。因此，我們選用這種結(jié)構(gòu)。 2.6.4 設(shè)計(jì)步驟 通過(guò)上述三種機(jī)構(gòu)的對(duì)比，我們選用絲杠，平面機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動(dòng)這種機(jī)構(gòu)。 建模步驟如下： （1） 根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)備的的要求，考慮到連接問(wèn)題，我們選用聯(lián)軸器將法蘭盤(pán)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連。 （2） 根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的配合要求、實(shí)際市場(chǎng)的聯(lián)軸器型號(hào)以及軸承型號(hào)，將法蘭盤(pán)尺寸進(jìn)行定位。如下圖2-4、2-5所示（圖2.4為法蘭盤(pán)CAD尺寸圖 、圖2-5為實(shí)體圖）。 圖2-4 法拉盤(pán)CAD尺寸圖 圖2-5 法蘭盤(pán)實(shí)體圖 （3）根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中打孔的位置要求（如圖2-6），以及軸承、法蘭盤(pán)的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行支架的建模設(shè)定（如圖2-7），這樣可以將旋轉(zhuǎn)電機(jī)與支架進(jìn)行固定，對(duì)將設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)起到基礎(chǔ)定位作用和支撐作用。 圖2-6 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 圖2-7 支架CAD尺寸圖 支架實(shí)體圖 （4）在根據(jù)法蘭盤(pán)，支架和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的配合要求，以及支架的剛性要求，將支架的厚度進(jìn)行確定。 （5）在根據(jù)支架高度和法蘭盤(pán)尺寸要求，再考慮到橫向軸在實(shí)際中的加工，以及實(shí)際加工中的加工范圍，將擺臂進(jìn)行設(shè)定。如圖2-8（a）、（b）所示。 擺臂CAD尺寸圖（a） 擺臂實(shí)體圖（b） 圖2-8 （6）然后根據(jù)橫向軸的距離，Y軸的距離，和實(shí)際加工的工作臺(tái)，再加上支架的厚度，進(jìn)行底板的設(shè)定。如圖2-9所示（a）圖為底板的尺寸圖，（b）圖為底板的實(shí)體圖。 （a）底板CAD尺寸圖 （b） 底板實(shí)體圖 圖2-9 底板 （7）接著對(duì)底板的工作臺(tái)進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)底板的尺寸使用T形槽進(jìn)行加工裝配，如圖2-10為T(mén)形槽圖（a）為T(mén)形槽尺寸圖，（b）為T(mén)形槽實(shí)體圖。 （a）T形CAD圖（長(zhǎng)度及寬） （b）T形槽實(shí)體圖 圖2-10 T形槽 （8）已有的零件進(jìn)行實(shí)際測(cè)繪，并一起繪制三維實(shí)體圖。如下圖2-11分別是：（a）旋轉(zhuǎn)電機(jī)，（b）橫向X軸，（c）縱向Z軸。 （a）旋轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)體圖 （b） 橫向X軸實(shí)體圖 （c）縱向Z軸實(shí)體圖 圖2-11實(shí)體測(cè)繪實(shí)體圖 （9）為了加強(qiáng)擺臂部分的穩(wěn)定性，在兩個(gè)擺臂部分使用了加強(qiáng)板，如圖2-12所示分別為（a）加強(qiáng)板的尺寸圖，（b）加強(qiáng)板的實(shí)體圖。 加強(qiáng)板的CAD尺寸圖 加強(qiáng)板實(shí)體圖 圖2-12 加強(qiáng)板 （10）模零件進(jìn)行裝配，如圖2-13。 圖2-13 五軸雕刻機(jī)裝配實(shí)體圖 2．7 本章小結(jié) 本章主要是考慮五軸雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，通過(guò)分析五軸雕刻機(jī)的工作運(yùn)行原理，比較平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)合理性，確定結(jié)構(gòu)方案。然后根據(jù)所給的部分零件，進(jìn)行零件尺寸分析，確定零件的尺寸，最后進(jìn)行實(shí)建模，把每個(gè)部分的零件進(jìn)行裝配，形成五軸雕刻機(jī)的實(shí)體圖，為接下來(lái)的工作打下基礎(chǔ)，并提供了一個(gè)良好工作平臺(tái)。 3 加工各個(gè)零件以及通用件選擇 本章主要是對(duì)第二章的建模零件進(jìn)行加工，因此需要先選擇所需要加工零件的材料。同時(shí)還要考慮零件之間的連接方式，選擇怎樣的連接件。 3．1 零件的材料分析 工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的各組成部分，如建筑物的梁和柱、機(jī)床的軸等，統(tǒng)稱為構(gòu)件。當(dāng)工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械工作是，構(gòu)件將受到載荷的作用。在外力作用下，固體有抵抗破壞的能力，但這種能力優(yōu)勢(shì)有限度的。而且，在外力的作用下，固體的尺寸和形狀還將發(fā)生變化，成為變形。 為保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的正常工作，構(gòu)件應(yīng)有足夠的能力負(fù)擔(dān)起應(yīng)當(dāng)承受的載荷。因此，它應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）強(qiáng)度要求：在規(guī)定載荷作用下的構(gòu)件當(dāng)然不應(yīng)破壞。例如：沖床曲軸不可折斷，儲(chǔ)氣罐不應(yīng)爆炸。強(qiáng)度要求就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗破壞的能力。 （2）剛度要求：在載荷作用下，構(gòu)件即使有足夠的強(qiáng)度，但若變形過(guò)大，仍不能正常工作。例如：若齒輪軸變形過(guò)大，將造成齒輪和軸承的不均勻磨損，引起噪聲。機(jī)床主軸變形過(guò)大，將影響加工精度。剛度要求就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗變形的能力。 （3）穩(wěn)定性要求：有些受壓力作用的細(xì)長(zhǎng)桿，如千斤頂?shù)穆輻U，內(nèi)燃機(jī)的挺桿，應(yīng)始終維持原有的直線平衡形態(tài)，保證不被壓彎。穩(wěn)定性要求就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的保持原有平衡形態(tài)的能力。 若構(gòu)件橫截面尺寸不足或形狀不合理，或材料選用不當(dāng)，將不能滿足上述要求，從而不能保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的安全工作。相反，也不該不恰當(dāng)?shù)丶哟髾M截面尺寸或選用優(yōu)質(zhì)材料，這雖然滿足了上述要求，卻多使用了材料和增加的成本，造成浪費(fèi)。材料的分析可以在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，同時(shí)又減成本將提供理論基礎(chǔ)。 3．2 材料的選擇 在材料的選擇中，考慮到材料強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求，同時(shí)又考慮到材料的難易加工程度，還有價(jià)格合適的情況下，本次加工選用PVC板材和45號(hào)鋼。 在所加工的零件中，法蘭盤(pán)使用的是45號(hào)鋼，主要因?yàn)榉ㄌm盤(pán)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)是通過(guò)剛性聯(lián)軸器進(jìn)行固定連接的，在強(qiáng)度和剛性滿足的條件下，比較合適。另外45號(hào)鋼也比較好加工。 而其他支架、擺臂、墊塊，底板則選用了PCV板， PVC板是以PVC為原料制成的截面為蜂巢狀網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的板材。是一種真空吸塑膜，用于各類面板的表層包裝，所以又被稱為裝飾膜、附膠膜，應(yīng)用于建材、包裝、醫(yī)藥等諸多行業(yè)。其中建材行業(yè)占的比重最大，為60%，其次是包裝行業(yè)，還有其他若干小范圍應(yīng)用的行業(yè)。按照軟硬程度可分為軟PVC和硬PVC。按制作工藝可分為PVC結(jié)皮發(fā)泡板和PVC自由發(fā)泡板。 PVC透明板：該產(chǎn)品是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，選用高級(jí)進(jìn)口原輔材料所生產(chǎn)的一種高強(qiáng)度、高透明塑料板材。產(chǎn)品顏色有白色、寶石蘭、茶色、咖啡色等多個(gè)品種。該產(chǎn)品高強(qiáng)度、高透明、耐候性好、無(wú)毒、衛(wèi)生、物理性能優(yōu)于有機(jī)玻璃。廣泛用于設(shè)備護(hù)板、內(nèi)飾、飲用水槽、液位顯示等。 PVC軟板（卷材）：表面光澤，柔軟。有棕色、綠色、白色、灰色等多種顏色可供選擇，該產(chǎn)品用料上城，制作精細(xì)，應(yīng)用廣泛。性能特點(diǎn)柔軟耐寒、耐磨、耐酸、堿、耐腐蝕、抗撕裂性優(yōu)良，具有優(yōu)良的可焊接性，物理性能優(yōu)于橡膠等其他卷材。應(yīng)用于化工，電鍍，電解槽的襯里，絕緣墊層，火車(chē)、汽車(chē)內(nèi)飾及輔助材料。 硬度PVC板：產(chǎn)品質(zhì)量一流，顏色一般為灰色和白色，也可根據(jù)客戶需要生產(chǎn)PVC彩色硬板，其色彩亮麗，美觀大方，該產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行GB/T4454-1996，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐蝕性，硬度大，強(qiáng)度大，強(qiáng)度高，防紫外線（耐老化），耐火阻燃（具有自熄性），絕緣性能可靠，表面光潔平整，不吸水，不變形，易加工等特點(diǎn)。該產(chǎn)品是優(yōu)等的熱成型材料，能替代部分不銹鋼和其他耐腐蝕性合成材料，被廣泛用于化工、石油、電鍍、水凈化處理設(shè)備、環(huán)保設(shè)備、礦山、醫(yī)藥、電子、通訊及裝潢等行業(yè)。 軟PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表層，但由于軟PVC中含有柔軟劑，容易變脆,不易保存，所以其使用范圍受到了局限。硬PVC不含柔軟劑，柔韌性好，易成型，不易脆，無(wú)毒無(wú)污染，保存時(shí)間長(zhǎng)，因此具有很大的 開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值。 　　PVC發(fā)泡板具有防腐、防潮、防霉、不吸水、可鉆、可鋸、可刨、易于熱成型、熱彎曲加工等特性，因此廣泛應(yīng)用于家具、櫥柜、浴柜、展覽架用板、箱體芯層、室內(nèi)外裝飾、建材、化工等領(lǐng)域用板,廣告標(biāo)示、印刷、絲印、噴繪、電腦刻字、電子儀表產(chǎn)品包裝等行業(yè)。 PVC硬塑板具有優(yōu)良的耐腐蝕性、絕緣性，并有一定的機(jī)械強(qiáng)度；經(jīng)二次加工后可制成硫酸（鹽酸）槽（桶箱）；醫(yī)藥用空針架，化程架；公共衛(wèi)生間水箱；加工產(chǎn)品的模板、裝飾板、排風(fēng)管道、設(shè)備襯里等各種異型制品、容器。是化工、建材、裝飾及其他工業(yè)的理想選擇材料。 力學(xué)性能：PVC有較高的硬度和力學(xué)性能。并隨分子量的增大而提高，但隨溫度的升高而下降。硬質(zhì)PVC的力學(xué)性能好，其彈性模量可達(dá)1500-3000MPa。而軟質(zhì)的PVC的彈性1.5-15MPa。但斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)200%-450%。PVC的摩擦性一般，靜摩擦因數(shù)為0.4-0.5，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.23。 熱學(xué)性能：PVC的耐熱穩(wěn)定性十分差，140℃即開(kāi)始分解，熔融溫度為160℃。PVC的線膨脹系數(shù)較小，具有難燃性，氧化指數(shù)高達(dá)45以上。 　　 電學(xué)性能：PVC是一種電性能較好的聚合物，但由于本身的極性較大，電絕緣性不如PP和PE。 介電常數(shù)，介電損耗角正切值和體積電阻率較大，耐電暈性不好，一般適于中低壓和低頻絕緣材料。 　　 環(huán)境性能：PVC可耐大多數(shù)無(wú)機(jī)酸、堿、鹽，多數(shù)有機(jī)溶劑。適合醫(yī)藥，化工防腐材料?！? 這次選擇了硬質(zhì)的PVC板，主要是因?yàn)橐准庸?，想改造也比較容易，同時(shí)這種材料的質(zhì)量比較輕，有利于減輕機(jī)床的整體重量，可以使整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更好。 同時(shí)，在性能方面還具有表面硬度高抗刮傷性優(yōu)良；表面電阻值為10的6～10的8次方歐姆，具有優(yōu)秀的防靜電功能， 抗沖擊及耐化學(xué)溶劑性能突出；外觀靚麗，非常平整光滑；透光率達(dá)73%以上等特點(diǎn)。 根據(jù)用擺臂以及機(jī)床的整體重量的載荷要求，軸承則選用了常用滾動(dòng)軸承6000和6001，如下圖3-1所示 圖3-1 軸承參數(shù) 軸承代號(hào) 基本尺寸/mm 基本額定動(dòng)載荷Cr/KN 基本額定靜載荷Cor/KN d D B 6000 10 26 8 4.58 1.98 6001 12 28 8 5.10 2.38 工作臺(tái)則用T形槽，他的材料是鋁材板，主要考慮到T槽容易安裝，對(duì)物品的裝卸帶來(lái)方便。 3．3 連接件的選擇 根據(jù)零件的配合要求，選用的主要連接件有平頭螺栓，內(nèi)六角螺栓，聯(lián)軸器等，如下圖3-2、3-3所示 圖3-2 是所使用螺栓的基本情況 螺栓種類 尺寸型號(hào) 數(shù)量 用途 平頭螺栓 M3X15 3 縱軸與平臺(tái)的連接 內(nèi)六角螺栓 M5X30 8 擺臂與橫軸之間的連接 平頭螺栓 M4X30 8 支架與法蘭盤(pán)的連接 平頭螺栓 M6X30 4 底板與支架的鏈接 平頭螺栓 M6X15 8 縱軸平臺(tái)與刀頭部分的連接、加強(qiáng)板和擺臂連接 平頭螺栓 M4X15 4 橫軸與縱軸的連接 平頭螺栓 M4X55 4 旋轉(zhuǎn)電機(jī)與支架的部分的連接 平頭螺栓 M5X40 8 鋁板材與底板之間的連接 平頭螺栓 M5X50 4 底板、鋁板材與防震塊直接的連接 圖3-3 聯(lián)軸器的基本情況 類型 尺寸要求 用途 剛性聯(lián)軸器 D26L30 10*12 旋轉(zhuǎn)電機(jī)與法蘭盤(pán)之間的固定 3．4 本章小結(jié) 本章主要講述怎樣選用材料，通過(guò)對(duì)材料的分析，怎樣選擇即滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求的基本要求下，又能更好的減少成本，同時(shí)又容易加工和重新改造。另外還介紹了一些標(biāo)準(zhǔn)件和通用件的選擇。 4 五軸雕刻機(jī)的裝配 本章主要任務(wù)是對(duì)上述的零件進(jìn)行裝配，同時(shí)需求考慮在裝配過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，還需要考慮到整個(gè)機(jī)床結(jié)構(gòu)的工作性能。 4．1 裝配的概念 裝配是按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進(jìn)行配合和聯(lián)系，使之成為半成品或成品的工藝過(guò)程。整機(jī)裝配是生產(chǎn)過(guò)程中的最后一個(gè)階段，它包括裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作，且產(chǎn)品的最終質(zhì)量由裝配保證。 產(chǎn)品的質(zhì)量是以產(chǎn)品的工作性能，使用效果和壽命等綜合指標(biāo)來(lái)評(píng)定的。為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)產(chǎn)品提出了若干項(xiàng)裝配要求，這些裝配要求應(yīng)當(dāng)在裝配過(guò)程中予以保證。所謂裝配精度，就是產(chǎn)品裝配后的實(shí)際幾何參數(shù)、工作性能等參數(shù)與理想幾何參數(shù)、工作性能等參數(shù)的符合程度，即主要指各個(gè)相關(guān)零件配合面之間的位置精度，包括配合面之間為間隙或過(guò)盈的相對(duì)位置，以及由于裝配中零件配合面形狀的改變而需計(jì)及的形狀精度和微觀幾何精度(如接觸面的大小和接觸點(diǎn)的分布)。 4．2 裝配的基本工藝要求 對(duì)裝配的總要求是牢固可靠，不損傷元器件，不損傷涂覆層，不破壞元器件的絕緣性能。安裝件的位置、方向正確。具體要求如下： （1）應(yīng)保證實(shí)物與裝配圖一致。 （2）提交裝配的所有材料和零、部件(包括外構(gòu)件)均應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件要求，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可安裝。 （3）一般不允許對(duì)外購(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)充加工(圖紙有規(guī)定時(shí)例外)。 （4）裝配前應(yīng)對(duì)機(jī)械零、部件進(jìn)行清潔處理，消除附著的雜物，以防止先期磨損和造成額外偏差。 （5）機(jī)械零、部件在裝配過(guò)程中不允許產(chǎn)生裂紋、凹陷、壓傷和可能影響設(shè)備性能的其它損傷。 （6）相同的機(jī)械零、部件應(yīng)具有互換性。必要時(shí)可按工藝文件的規(guī)定進(jìn)行修配調(diào)整。 （7）固定連接的零、部件不允許有間隙和松動(dòng)?；顒?dòng)連接的零、部件應(yīng)能在正常間隙下，在規(guī)定方向靈活均勻地運(yùn)動(dòng)。 （8） 必須仔細(xì)檢查裝配好的產(chǎn)品并保持清潔，否則使用時(shí)會(huì)造成機(jī)械和電氣故障。 4．3 裝配的方法 通常裝配工藝由零件裝入、以各種方式連接、各級(jí)部件裝配、總裝配等等一系列工序和操作組成。 經(jīng)加工合格的零件，必要時(shí)在投入裝配前需做好各種準(zhǔn)備工作。在裝配過(guò)程中和裝配之后，要通過(guò)檢測(cè)和調(diào)整以保證零部件的尺寸、形狀和位置關(guān)系。為保證這一切在裝配過(guò)程中應(yīng)分層次、分單元進(jìn)行。另外，不但要有嚴(yán)格的工藝技術(shù)要求，還要有工藝順序要求。工藝的技術(shù)要求和裝配順序由裝配工藝過(guò)程卡提供。 裝配的工藝配合法和工作組織形式是根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、零件大小、制造精度、生產(chǎn)規(guī)模等因素來(lái)選擇的。工藝配合法與尺寸鏈的解算密切相關(guān)。選擇工藝配合法，需找出裝配的全部尺寸鏈，結(jié)合設(shè)計(jì)要求和制造的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)過(guò)合理的技術(shù)計(jì)算，把封閉環(huán)的公差值分配給各組成環(huán)，確定各環(huán)的公差和極限尺寸。裝配的最終精度，從有關(guān)尺寸鏈的解算而獲得。 工藝配合法分為四種： （1）互換裝配法：是在裝配時(shí)各配合零件不經(jīng)修理、選擇或調(diào)整即可達(dá)到裝配精度的方法。其實(shí)質(zhì)就是用控制零件的加工誤差的方法來(lái)保證裝配精度。 （2）選配法：選配法是將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證規(guī)定的精度。它按形式不同可分為三類：直接選配法、分組選配法和復(fù)合選配法，如屏蔽罩等。 （3）修配法：　修配法是在裝配時(shí)，根據(jù)實(shí)際測(cè)量的結(jié)果，改變尺寸鏈中某預(yù)定的修配件(修配環(huán))的尺寸，使封閉環(huán)達(dá)到規(guī)定的裝配精度的方法。如波導(dǎo)管與法蘭盤(pán)、軸與軸承等的配合均采用此法。 （4）調(diào)整法：調(diào)整法是將尺寸鏈中組成環(huán)在按經(jīng)濟(jì)加工的加工精度確定公差時(shí)，選擇其中一個(gè)或幾個(gè)適當(dāng)尺寸的調(diào)節(jié)件(調(diào)節(jié)環(huán))進(jìn)行調(diào)整，來(lái)保證規(guī)定的裝配精度要求。這種調(diào)整件可起到補(bǔ)償裝配累積誤差的作用，故亦稱補(bǔ)償件。如偏心軸承套、軸承端蓋、鎖緊螺母等。 4．4 裝配作業(yè)順序分析 4.4.1 作業(yè)的程序分析 為了有效地完成裝配，必須做到： （1）裝配結(jié)構(gòu)及裝配要求將產(chǎn)品進(jìn)行逐層分解，使產(chǎn)品逐層分解為能夠獨(dú)立進(jìn)行裝配的構(gòu)件，直到不能分解為止; （2）研究確定同一層各零部件的裝配順序; （3）研究確定各個(gè)單元內(nèi)部各構(gòu)件的裝配順序。 4.4.2 裝配順序的工藝性原則 （1）串聯(lián)尺寸鏈：以簡(jiǎn)單、方便為原則安排裝配順序; （2）并聯(lián)尺寸鏈：先安裝精度高的尺寸鏈，精度相同時(shí)，先裝對(duì)多數(shù)尺寸鏈?zhǔn)枪驳某叽珂溄M成環(huán)所在的那個(gè)尺寸鏈; （3）每個(gè)尺寸鏈裝配順序：應(yīng)先從基本尺寸鏈開(kāi)始，先公共、后一般，先下后上，先內(nèi)后外，先難后易，先重后輕，先精后一般的原則。 4.4.3 裝配順序的經(jīng)濟(jì)性原則 （1）裝配層次，先低層后高層進(jìn)行裝配; （2）裝配層多的先裝; （3）裝配復(fù)雜、精度高、時(shí)間長(zhǎng)的最先裝。 4.4.4 裝配關(guān)系 裝配關(guān)系按標(biāo)準(zhǔn)可分為螺紋連接、過(guò)盈連接、鍵連接等。 (1)螺紋連接：在機(jī)械結(jié)構(gòu)中廣泛采用螺紋連接。螺紋連接的質(zhì)量除受加工精度的影響之外，還與裝配技術(shù)有很大的關(guān)系。如擰緊螺母的次序不對(duì)，施力不均勻，將使部件變形而降低了裝配精度。對(duì)于運(yùn)動(dòng)部件上的螺紋連接，若緊固力不足，會(huì)使連接件的壽命大大縮短，甚至造成事故。因此對(duì)于重要的螺紋連接，必須規(guī)定預(yù)緊力的大小，對(duì)于中小型螺栓常用定扭矩法(用定扭矩扳手)或扭角法控制預(yù)緊力。 　　(2)過(guò)盈連接：如軸、孔的配合等。方法有：壓入法(軸向)、熱脹或冷縮法(徑向)。 　　(3)其他連接：如鉚接、焊接、粘接等。鉚接方法有擴(kuò)鉚、脹鉚、用專用鉚接工具鉚等。焊接、粘接等各有要求和具體操作方法。 4．5 裝配過(guò)程 根據(jù)上述的裝配工藝要求、裝配原則、裝配方法等，將所加工的零件和所提供的構(gòu)件進(jìn)行如下轉(zhuǎn)配。 裝配前進(jìn)行零件的清洗，獲得所需的清潔度；為達(dá)到工藝上的裝配精度要求，對(duì)有關(guān)零件進(jìn)行刮削；某些部件(傳動(dòng)部分)應(yīng)按圖紙要求在裝配前進(jìn)行必要的運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，再投入裝配。 裝配步驟如下： （1）考慮到裝配的先后安裝順序和安裝的難易程度，首先將法蘭盤(pán)與6001軸承進(jìn)行裝配，首先將法蘭盤(pán)固定，然后進(jìn)行裝配，得到裝配體【1】。裝配過(guò)程如圖4-1所示。 圖4-1 裝配體【1】 （2）再將剛性聯(lián)軸器與裝配體【1】進(jìn)行裝配，并將聯(lián)軸器進(jìn)行鎖緊，使之與聯(lián)軸器進(jìn)行固定，等到裝配體【2】，裝配過(guò)程如圖4-2所示。 圖4-2 裝配體【2】 (3)為了便于安裝，將裝配體，先于螺栓相連接，為于擺臂連接打下基礎(chǔ)，形成裝配體【3】，裝配過(guò)程如圖4-3所示。 圖4-3 裝配體【3】 （4）將旋轉(zhuǎn)電機(jī)、墊塊與支架進(jìn)行裝配，首先將支架進(jìn)行固定，再將與之相連，得到裝配體【4】，裝配過(guò)程如下如圖4-4所示。 圖4-4 裝配體【4】 （5）將裝配體【3】與裝配體【4】進(jìn)行裝配，先將裝配體【3】進(jìn)行支撐固體，在進(jìn)行裝配，得到裝配體【5】，裝配過(guò)程如圖4-5所示 圖4-5 裝配體【5】 （6）在進(jìn)行橫軸與擺臂的裝配，通過(guò)連接件將之連接，考慮到要與橫軸的螺栓的一致性和美觀的效果，選用內(nèi)六角螺栓，裝配得到【6】，裝配過(guò)程如圖4-6所示 圖4-6 裝配體【6】 （7）將另一個(gè)法蘭盤(pán)與軸承6001進(jìn)行裝配，得到裝配體，同裝配體【1】圖所示。 （8）將第7步中的裝配體與螺栓，支架進(jìn)行裝配，得到裝配體【7】，裝配過(guò)程如圖4-7所示。 圖4-7 裝配體【7】 （9）因?yàn)檠b配體的支架與比擺臂配合機(jī)床的擺動(dòng)，因此為了減小阻力，增加穩(wěn)定性，將與第二個(gè)支架連接的法蘭盤(pán)的另一端加上軸承6000。裝配過(guò)程如圖4-8所示 圖4-8 裝配體【8】 （10）先將兩個(gè)支架放在同一水平面上，為了方便安裝，選用側(cè)向平放，然后在將裝配體【5】、【6】、【8】進(jìn)行順序裝配，得到裝配體【9】裝配過(guò)程如圖4-9所示 圖4-9 裝配體【9】 （11）根據(jù)尺寸要求，安裝底板，將底板先打4個(gè)M6的螺紋孔，然后在支架上對(duì)應(yīng)的位置打上同樣的孔，空的深度10mm左右。同時(shí)在側(cè)壁上也打上M6的螺紋孔，留著安放加強(qiáng)板。接著將裝配體【9】與加強(qiáng)板進(jìn)行連接，得到裝配體【10】，整個(gè)裝配過(guò)程如圖4-10所示。 圖4-10 裝配體【10】 （12）先將底板打M5的孔，安裝上T形槽的工作臺(tái)，得到的裝配體【11】如下圖4-11所示。 圖4-11裝配體【11】 （13）將底板裝配體【11】與裝配體【10】進(jìn)行裝配得到最后的機(jī)床的裝配體【12】，然后將旋轉(zhuǎn)電機(jī)部分的聯(lián)軸器鎖緊，結(jié)束裝配。裝配的最終成果如圖4-12所示。 圖4-12 五軸雕刻機(jī)的裝配實(shí)體【12】 （14）最后加上底板上的移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副，這樣整個(gè)裝配過(guò)程到這里結(jié)束，得到裝配實(shí)體圖，如圖4-13(a)為建模裝配圖，（b）為實(shí)際裝配圖。 圖4-13 （a） （b） 縱觀整個(gè)裝配工藝過(guò)程，從熟悉產(chǎn)品的用途、性能、要求入手，到裝配系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)裝配系統(tǒng)圖描述各裝配單元的組成和相互之間的關(guān)系，確定裝配方法、劃分裝配工序、規(guī)定工序計(jì)劃、設(shè)計(jì)工藝過(guò)程文件。整個(gè)過(guò)程不突出重點(diǎn)，而是從小處著手，消除積累誤差，這樣可以保證裝配精度，保證加工產(chǎn)品質(zhì)量，突出整體裝配工藝技術(shù)的重點(diǎn)及其重要性。 4．6 本次裝配的注意要點(diǎn) 在本次裝配中應(yīng)該要注意一下幾點(diǎn)： （1）要注意剛性聯(lián)軸器的鎖緊順序，先于法蘭盤(pán)進(jìn)行鎖緊，裝配的最后一步再將剛性聯(lián)軸器的另一端與旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行鎖緊。 （2）在安裝軸承時(shí)，由于是過(guò)盈配合，注意不要直接敲擊軸承，應(yīng)使用套筒固定軸承外圈后進(jìn)行輕擊安裝。 （3）在手鉆進(jìn)行打孔時(shí)，應(yīng)首先確定孔的位置，然后手動(dòng)點(diǎn)鉆，最后在點(diǎn)鉆的位置進(jìn)行打孔，注意手鉆的鉆頭位置要與打孔平面保持垂直。攻螺紋同樣也是需要螺紋刀頭與孔的平面垂直。 （4）在加工法蘭盤(pán)時(shí)，注意要與軸承配合的部分的精度要求，在上軸承時(shí)要保持接觸部分光潔。 （5）最后要注意裝配中位置固定，最好在水平度比較好的位置進(jìn)行安裝，這樣可以提高精度，避免裝配中出現(xiàn)比較大誤差。 4．7 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)所加工的零件進(jìn)行裝配，通過(guò)連接件將各個(gè)部分的構(gòu)件進(jìn)行連接和安裝。先通過(guò)了解裝配的原理、裝配的方法和裝配的工藝要求，針對(duì)建模的圖形，進(jìn)行裝配工藝分析，最終獲得裝配成果。 5 調(diào)整和實(shí)際加工模擬 本章主要是通過(guò)五軸雕刻機(jī)的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和分析，使整體運(yùn)動(dòng)更加協(xié)調(diào)和順暢。并對(duì)其中不合理的地方進(jìn)行改進(jìn)，讓整體結(jié)構(gòu)更加合理和穩(wěn)定，從而提高加工的精度以及保證加工的質(zhì)量。 5．1 分析結(jié)構(gòu)的合理性 機(jī)械結(jié)構(gòu)的功能主要是靠機(jī)械零部件的幾何形狀及各個(gè)零部件之間的相對(duì)位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)的。零部件的幾何形狀由它的表面所構(gòu)成，一個(gè)零件通常有多個(gè)表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯(lián)結(jié)部分稱為聯(lián)接表面 零件的功能表面是決定機(jī)械功能的重要因素，功能表面的設(shè)計(jì)是零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。描述功能表面的主要幾何參數(shù)有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數(shù)量、位置、順序等。通過(guò)對(duì)功能表面的變異設(shè)計(jì)，可以得到為實(shí)現(xiàn)同一技術(shù)功能的多種結(jié)構(gòu)方案。 在機(jī)器或機(jī)械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除了研究零件本身的功能和其它特征外，還必須研究零件之間的相互關(guān)系。 零件的相關(guān)分為直接相關(guān)和間接相關(guān)兩類。凡兩零件有直接裝配關(guān)系的，成為直接相關(guān)。沒(méi)有直接裝配關(guān)系的相關(guān)成為間接相關(guān)。間接相關(guān)又分為位置相關(guān)和運(yùn)動(dòng)相關(guān)兩類。位置相關(guān)是指兩零件在相互位置上有要求，如減速器中兩相鄰的傳動(dòng)軸，其中心距必須保證一定的精度，兩軸線必須平行， 多數(shù)零件都有兩個(gè)或更多的直接相關(guān)零件，故每個(gè)零件大都具有兩個(gè)或多個(gè)部位在結(jié)構(gòu)上與其它零件有關(guān)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，兩零件直接相關(guān)部位必須同時(shí)考慮，以便合理地選擇材料的熱處理方式、形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量等。同時(shí)還必須考慮滿足間接相關(guān)條件，如進(jìn)行尺寸鏈和精度計(jì)算等。一般來(lái)說(shuō)，若某零件直接相關(guān)零件愈多，其結(jié)構(gòu)就愈復(fù)雜；零件的間接相關(guān)零件愈多，其精度要求愈高 機(jī)械設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是以一定的結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)出來(lái)的，按所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工、裝配，制造成最終的產(chǎn)品。所以，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足作為產(chǎn)品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性和外觀造型等方面的要求。此外，還應(yīng)改善零件的受力，提高強(qiáng)度、剛度、精度和壽命。因此，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤或不合理，可能造成零部件不應(yīng)有的失效，使機(jī)器達(dá)不到設(shè)計(jì)精度的要求，給裝配和維修帶來(lái)極大的不方便。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮如下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 5．2 一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要調(diào)整的部分 （1） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算與改進(jìn)：對(duì)承載零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行載荷分析，必要時(shí)計(jì)算其承載強(qiáng)度、剛度、耐磨性等內(nèi)容。并通過(guò)完善結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時(shí)考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行想象和模擬，頭腦中要從各種角度考慮問(wèn)題，想象可能發(fā)生的問(wèn)題，這種假象的深度和廣度對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量起著十分重要的作用。 （2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善：按技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)指標(biāo)不斷完善，尋找所選方案中的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)照各種要求和限制，反復(fù)改進(jìn)?？紤]零部件的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，減少零部件的品種，降低生產(chǎn)成本。在結(jié)構(gòu)草圖中注出標(biāo)準(zhǔn)件和外購(gòu)件。重視安全與勞保（即勞動(dòng)條件：操作、觀察、調(diào)整是否方便省力、發(fā)生故障時(shí)是否易于排查、噪音等），對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善。 （3） 形狀的平衡與美觀：要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時(shí)造成材料或機(jī)構(gòu)的浪費(fèi)。出現(xiàn)慣性力時(shí)會(huì)失去平衡，很小的外部干擾力作用就可能失穩(wěn)，抗應(yīng)力集中和疲勞的性能也弱。 總之，調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)中的過(guò)程是從內(nèi)到外、從重要到次要、從局部到總體、從粗略到精細(xì)，權(quán)衡利弊，反復(fù)檢查，逐步改進(jìn)。 5．3 對(duì)五軸雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)的調(diào)整 通過(guò)伺服電機(jī)的實(shí)際驅(qū)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床有明顯的震動(dòng)，左端法蘭盤(pán)沒(méi)有完全固定，因此對(duì)上述問(wèn)題做出以下改進(jìn)。 （1）在底板下加上防震的橡膠塊，有利于減少加工中震動(dòng)，同時(shí)也有利于保護(hù)整體結(jié)構(gòu)。 （2）有于左端沒(méi)有軸肩，使法蘭盤(pán)完全不能固定，因此在法蘭盤(pán)的左側(cè)一端加上加上螺栓和墊片，使之與軸承相互固定。 5．4 本章小結(jié) 調(diào)整和校正在機(jī)械設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用。本章通過(guò)對(duì)機(jī)器工作原理及裝配的設(shè)計(jì)要求的分析，以及實(shí)際加工調(diào)試，對(duì)部分存在的問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)又將之進(jìn)行實(shí)際加工，通過(guò)實(shí)際加工，證實(shí)的本次機(jī)構(gòu)的可行性。 結(jié) 論 自從有了人類的社會(huì)活動(dòng)以后，就有了雕刻這一行業(yè)，伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)如今人們對(duì)雕刻業(yè)有了全新的認(rèn)識(shí)，電腦雕刻加工的興起與發(fā)展是時(shí)代發(fā)展的需要，電腦雕刻代替機(jī)械已是大勢(shì)所趨。電腦雕刻加工可以就是目前理想的選擇，雖然有些地區(qū)電腦雕刻加工業(yè)務(wù)量不是很多，但它是雕刻行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。雕刻加工涉及各行各業(yè)、分布很廣，有禮品業(yè)、廣告業(yè)、印章業(yè)、木器加工業(yè)、建筑業(yè)、藝術(shù)模型業(yè)、機(jī)械加工、工裝模具等等，隨著人們對(duì)雕刻機(jī)的認(rèn)識(shí)和掌握逐步加深，應(yīng)用范圍會(huì)得到不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平也會(huì)逐步提高，雕刻加工必定會(huì)有更廣闊的前景。 近年來(lái)，五軸雕刻機(jī)在工業(yè)上有這重要的地位，其相關(guān)性研究成為國(guó)內(nèi)外的企業(yè)的廣泛關(guān)注，尤其是浮雕類，家具類和精密儀器類的企業(yè)。隨著科技的發(fā)展，PC機(jī)的性能逐步得到增強(qiáng)，使得五軸和多軸的聯(lián)動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)得到實(shí)現(xiàn)，對(duì)五軸雕刻機(jī)的發(fā)展更是起到推動(dòng)作用。 本次課題是對(duì)五軸雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它是對(duì)傳統(tǒng)雕刻機(jī)的機(jī)構(gòu)的改造，在能實(shí)現(xiàn)各種加工的同時(shí)，有著加工范圍廣，通用性強(qiáng)，同時(shí)采用五軸雕刻機(jī)機(jī)床加工的好處首先是可以做到復(fù)雜工件的所謂“一次裝卡, 除了裝卡面全部干完”的五面體加工效果, 有效解決因二次裝卡帶來(lái)誤差的問(wèn)題; 其次是可以做到刀具的恒線速切削,從而得到較高的切削效率，以及均勻的加工粗糙度；再就是五軸雕刻機(jī)可以加工普通三軸機(jī)床因刀具 “干涉”而不能夠加工的工件,如整體葉輪、 一些高檔的模具等。但由于材料和擺臂本身結(jié)構(gòu)的限制，在加工中精度不高，受力不能太大成為它明顯的劣勢(shì)。我想如果根據(jù)加工產(chǎn)品中對(duì)機(jī)床的受力要求，改進(jìn)材料和受力，就能提高它的精度，增加它的承受能力。因此我相信在未來(lái)五軸雕刻機(jī)一定能替代三軸雕刻機(jī)，成為多軸雕刻機(jī)中的典型。 致 謝 本次課題及論文是在我的導(dǎo)師許軍老師的親切關(guān)懷和細(xì)心指導(dǎo)下完成的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)的一次大總結(jié)，并將其運(yùn)用于實(shí)踐設(shè)計(jì)當(dāng)中去。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我完善了知識(shí)結(jié)構(gòu)，拓寬了知識(shí)面，開(kāi)闊了眼界，提高了對(duì)各科知識(shí)綜合運(yùn)用的能力，同時(shí)也鍛煉和培養(yǎng)了我的基本素質(zhì)，它使我更加耐心、謹(jǐn)慎，、細(xì)致。在這次畢業(yè)期間，許老師給予我耐心的輔導(dǎo)和熱情的幫助。更是親身實(shí)踐指導(dǎo)我使用車(chē)床、鉆床和裝配等，對(duì)于一些疑難問(wèn)題許老師也很有耐心，不厭其煩的給予解答，并在百忙之中對(duì)本次論文進(jìn)行了仔細(xì)的審閱和指導(dǎo)，并提出了極為寶貴的修改意見(jiàn)和建議，保證了論文的質(zhì)量。是我在畢業(yè)之際為自己和學(xué)校交上了一份滿意的答卷。在此謹(jǐn)向許老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。另外，在加工法蘭盤(pán)時(shí)，感謝姜老師以及車(chē)床加工中心的老師傅們的幫助，在此請(qǐng)?jiān)试S我對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助過(guò)我的老師、同學(xué)說(shuō)一句“謝謝，謝謝你們！” 參 考 文 獻(xiàn) 1 吳宗澤等.機(jī)械設(shè)