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1、一种小型数控雕刻机机械结构优化设计李士弘,宁生科,马保吉,王党利,罗奇亮,赵志(西安工业大学工业中心,陕西西安710032)摘要:应用SolidWorks对一种小型数控雕刻机机械结构进行了三维建模,并利用AnsysWork-bench对机械结构的静、动态特性进行了分析与优化,使机床的固有频率提高至激振频率范围以外,同时变形量减小一半。最后对优化方案进行了经济性评价。关键词:静、动态特性;优化设计;AnsysWorkbench中图分类号:TH113文献标志码:BMechanicalStructureO
2、ptimizationDesignofaSmallCNCEngravingMachineLIShihong,NINGShengke,MABaoji,WANGDangli,LUOQiliang,ZHAOZhi(IndustrialCenterofXi'anTechnologicalUniversity,Xi'an710032,China)Abstract:ThispaperdiscussedthemechanicalstructureoptimizationproblemofasmallCNCengravin
3、gmachinebyu-singSolidworks.Andthenthestatic/dynamicpropertyofthemechanicalstructuremodelwasanalyzedandoptimizedbyAnsysWorkbench.Thedeformationwasreducedtothehalfwhilethenaturalfrequencywasimprovedoutsidetheexcitingfrequencyrange.Finallytheeconomicvalueeval
4、uationoftheoptimizeproposalwasalsodiscussed.Keywords:Static/Dynamicproperty,Optimizationdesign,AnsysWorkbench近年来,随着加工行业对单件、小批量、高精度、和加工参数。由于其机械结构简单,控制部分易实复杂形体加工的要求,数控雕刻机在我国有了较大现模块化,使得雕刻机制造成本显著降低。因此,数发展。这种机床其实就是一台小型化的数控铣床,控雕刻机已广泛地应用于模具雕刻、广告雕刻、木工[1]但它与数控铣床又
5、有着显著的不同。与印章雕刻等行业。1)雕刻机比数控铣床消耗功率小。雕刻机很1数控雕刻机基本机械结构设计少使用工业用电,一台数控雕刻机额定功率一般小于2kW。考虑到降低雕刻机的制造成本,我们采用了结2)可以获得较高加工精度。由于雕刻机一般构简单且刚性较好的龙门式布局,如图1所示。主均采用高速电主轴配合各种专用刀具(如平底锥刀要结构有底座、导轨、龙门架、工作台和主轴组件等等),且刀具回转半径一般为0.1~5mm,故可实现部分。2块15mm厚的L形铝板底部与Y轴滑块更小的材料去除量,达到较高的加工精度,且加工后
6、固定作为立柱,2块铝板的上部也用铝板连接起到表面质量较好。稳定作用。Y轴圆柱导轨的两端分别安装在底部前3)灵活性好,性价比高。对于不同的被加工材板和底部后板的安装孔中,起到支撑龙门架与Y轴料,可以选用不同的主轴(直流电动机或电主轴等)导向作用。X轴圆柱导轨安装在两立柱上的安装针对调试环节存在的问题,提出了基于EDA设计参考文献数据的数字化调试方案。该方案通过计算机辅助手段,快速生成调试过程所需的技术文档,实现调试过[1]杨莉,李玉山,关鲁君.电子电路设计中异构印刷电路板数程的动态管理和调试信息的快速反馈,并
7、且能够以据融合技术[J].系统工程与电子技术,2003,2(25):239-244.图形图像方式形象逼真地反映调试需求、信息、过程[2]丁明清,李玉山.基于EDA设计的调试大纲及波形生成和结果。技术[J].计算机工程与应用,2005,11:112-114.数字化调试技术符合我国电子信息产业发展的作者简介:孙剑(1979-),男,讲师,主要从事通信系统电子设需要,其研究成果有利于增强电子整机的研制能力,计自动化方面的研究。提高电子行业的电子设计自动化水平,一旦投入实收稿日期:2009年5月8日用,必将产生巨大
8、的经济效益和社会效益。责任编辑吕菁新技术新工艺数字技术与机械加工工艺装备2010年第2期11孔中,起到横梁支撑与X轴导向作用。X轴滑块连正关心的部位受力情况接Z轴上下板,与Z轴圆柱导轨及Z轴滑块一起构的显示效果。另外,步进成Z轴机构。各轴的进给运动均采用步进电动机电动机及步进电动机架驱动滚珠丝杠副的方式。等非主要承载特征也应去除,最后生成静力分析模型如图2所示。通过Ansys在SolidWorks
