数控雕铣机设计论文_本科论文.doc

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1、济南大学毕业设计1前言1.1数控雕铣机设计的目的和意义雕铣机（CNCengravingandmillingmachine）它是一种数控机床。数控雕铣机像其他数控机床一样是通过数控系统根据加工程序的代码控制雕铣机动作，实现雕刻、铣削的自动化。在国外加工模具时都用加工中心来加工，并没有雕铣机的概念。但是加工中心在用小刀具加工小型模具时就会显示出力不从心，会产生高额的成本。国内在有雕铣机这个概念以前用的是雕刻机，雕刻机的长项在于雕，并不能满足铣削的要求。雕铣机的出现克服了加工中心和雕刻机的不足。既可以用小刀具加工小型模具，

2、可以进行雕刻也可以进行铣削，是一种高精度的数控机床。雕铣机的功能决定了它使用范围。从工艺上，雕刻可分为二维平面雕刻、三维立体雕刻和全自由度空间雕刻。其中，全自由度空间雕刻主要用于一些形状复杂的工艺品或大型艺术作品的雕刻工作，此类制品的随意性强、构成形状复杂、工艺性差，因此这类工艺迄今为止雕铣机尚无能为力，只能采用手工雕刻，制品的质量和艺术性完全依赖于雕刻师的技艺水平。相比之下，在三维立体雕刻和二维平面雕刻工艺中雕铣机就大有可为。三维立体雕刻类似于三维的铣削加工，可以完成精密模具、艺术浮雕曲面等雕刻加工；而二维平面雕刻

3、工艺主要用于标牌文字及平面几何图形的雕刻加工。目前，三维立体和二维平面雕刻大部分已采用雕铣机完成，克服了传统手工雕刻存在的缺陷[1]。现代数控雕铣机床运动系统要求具有高速运算、快速插补、高速通信、主轴高速运转、高精度定位、高分辨率位置检测和数字伺服控制等能力。数控雕铣机床要实现形状复杂的零件加工，必须要求运动控制系统能进行多种插补运动的控制，如直线插补、圆弧插补、连续插补。此外控制系统需要具有良好的运动速度控制能力、速度前瞻功能，以保证机床在停止、起动、加工时不产生冲击、失步、颤抖，并在驱动过程中准确运动到制定位置[

4、2]。1.2国内外研究现状20世纪90年代以来，微电子技术的突飞猛进直接推动了微型计算机的迅速发展，而微电子技术和微型计算机技术又带动整个高技术群体飞速发展，从而使雕铣机也有了质的飞跃。雕铣机经历了从2D到2.5D再到3D加工的变革，功能完善、性能稳定、造型美观和价格合理成为雕铣机研制的基本要求[3]。-7-济南大学毕业设计数控雕铣机可以克服数控铣不能雕刻和雕刻机不能铣的弊端。虽然国外数控雕铣机产品早已发展得比较成熟，但在国内数控雕铣机从最近的一两年才有较大的发展。国内几个厂家正在试制阶段，如佳铁公司已经研制生产出成

5、熟产品，投放到了市场，而且得到了用户普遍的良好反映；随着数控技术的不断发展，数控雕铣机发展趋势体现在不断追求加工精度、加工效率、加工柔性的提高，并且要求无污染，满足环保要求，具体体现在以下几个方面：(1)高速度高精度，高速度高精度雕铣加工有利于改善工件的表面质量和加工精度，生产高质量的零件以及缩短生产周期，能获得经济效益。(2)柔性化，数控雕铣机将不断增加新功能，向集多种加工工艺于一体的方向发展。(3)智能化，根据机床的应力应变和温升变化情况，动态调整机床的切削工艺参数，从而提高雕铣加工的精度和生产效率。(4)多轴联

6、动，零件加工形状越来越复杂，雕铣机能联动的轴数也要不断增加。多轴的联动将是数控雕铣机的一个发展方向。(5)环保化，由于雕铣加工过程中要使用大量冷却液和大量切除的铁屑，在雕铣时，冷却液和铁屑的飞溅及加工过程中的雾气外漏，将造成环境污染。所以进一步提高数控雕铣机的环保性，也将是数控雕铣机发展的一个方向[4]。1.3毕业设计内容在模具业、广告业、工艺业、纸制品业、食品业、电子业等行业，有大量平面、立体、多维形体的雕刻加工。例如：注塑模、冲模、鞋模等各种钢模以及五金冲模、高频模等制作加工。要求能高速、小切削量精密加工，能适用

7、不同的轻、重工业的雕刻。如紫铜电极、卫模、滴胶模具、烫金模具、高频模具、中小型注塑模具和精密零配件的加工。本课题设计一种小型数控雕刻机，用于木材、竹片、塑料、石蜡、铸铝等易加工材料的雕刻加工。-7-济南大学毕业设计2毕业设计内容及要求2.1毕业设计要求2.1.1设计初始参数及要求(1)工作台尺寸400*300mm，行程300*240*200mm；(2)龙门宽度800mm；(3)工作台最大承重30Kg；(4)T型槽5--12mm；(5)主轴转速不低于20000r/min,主轴功率0.08KW；(6)主轴弹簧夹头ER8，

8、刀具夹持柄Φ1--5；(7)最大移动速度5m/min,最大加工速度3m/min；(8)定位精度0.01/300mm,重复定位精度0.005mm；2.1.2工作量要求设计计算说明书的字数不少于1.2万字（含插图折合字数）；机械部分总装图及配套零件图部件绘图图量不少于折合成图幅为A0号图纸1张，其中手工绘图不少于折合成图幅为A2号图纸一张；查阅文献