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伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心

前言：

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于PC和Wmdows平臺(tái)的數(shù)控雕銑技術(shù)得到了質(zhì)的飛躍，小型雕銑機(jī)可以用作PCB、PVC、圖章、木材的平面雕銑加工等，深受許多DIY愛好者的喜愛。美國"雕霸"、法國"嘉寶"和日本"御牧〃等雕銑機(jī)質(zhì)量優(yōu)秀，但體積大，價(jià)格高昂，國內(nèi)北京"精雕"、上海"啄木鳥"等雕銑機(jī)，價(jià)格也較昂貴，超出個(gè)人的承受范圍。國內(nèi)有一些機(jī)械電子愛好者因興趣愛好，設(shè)計(jì)制作了滿足個(gè)人某方面需求的小型雕銑機(jī)，但其具有較強(qiáng)的私人性，并沒有得到進(jìn)一步的推廣和開發(fā)。為此，設(shè)計(jì)開發(fā)了一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單、軟硬件開放、功能較為齊全、成本低的小型雕銑機(jī)。

1總體方案設(shè)計(jì)

基于PC的小型雕銑機(jī)要滿足個(gè)人愛好者制作D1Y電路板、雕銑文字等需求，因此設(shè)計(jì)通過PC驅(qū)動(dòng)電路板控制雕銑機(jī)的運(yùn)行，方便在電腦上進(jìn)行CAD/CAM設(shè)計(jì)后，直接實(shí)施加工。為了降低成本，要求軟硬件開放。總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

PC上裝有數(shù)控軟件，通過并口與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)三個(gè)軸的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)通過機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三軸往返運(yùn)動(dòng)。機(jī)身部分直接決定了機(jī)器的穩(wěn)定性與可靠性。為了個(gè)人使用方便，可以選用質(zhì)量較輕的的鋁合金材料，便于搬運(yùn)，也可以使用更加便宜的普通鋼材。

2機(jī)械部分設(shè)計(jì)2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

總體來說，小型雕銑機(jī)機(jī)身有以下3種結(jié)構(gòu)形式：①移動(dòng)龍門式。這種結(jié)構(gòu)平臺(tái)固定，x軸與z軸通過r軸帶動(dòng)龍門結(jié)構(gòu)移動(dòng)，機(jī)身部分為工作平臺(tái)；行程大，但穩(wěn)定性差，精度要求高，如圖2所示。②固定龍門式。龍門與機(jī)身位置固守，工作平臺(tái)為r軸。z軸安裝在x軸上移動(dòng)。該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，精度高，但行程小，工件質(zhì)量全部加載在r圓軸上，且r軸導(dǎo)軌比x軸更容易磨損，如圖3所示。③移動(dòng)臺(tái)面式。x r軸水平移動(dòng)，z軸負(fù)責(zé)上下移動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)適合較大功率的主軸，可用于金屬、石塊和木板等的加工，機(jī)身占地面積小，結(jié)構(gòu)簡 單，安裝方便，并且成本較低。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)特點(diǎn)，選擇此種結(jié)構(gòu)形式。

整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖4所示。步進(jìn)電機(jī)通過支架固定在機(jī)身上，再通過聯(lián)軸器與絲杠連接，完成運(yùn)動(dòng)的傳遞。主軸電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主軸刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，完成切削。為了簡化設(shè)計(jì)、降低成本，可以采用鋼鐵材料或鋁合金型材。通過Pro/E對(duì)零部件進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)和三維建模，完成虛擬裝配。