臺(tái)式數(shù)控龍門雕刻機(jī)TLNC-X-2030工作臺(tái)及Y軸傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)含4張CAD圖,臺(tái)式,數(shù)控,龍門,雕刻,TLNC,2030,工作臺(tái),傳動(dòng),部件,設(shè)計(jì),CAD 目錄 1．?dāng)?shù)控機(jī)床的概述···················································· 3 1．1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷史和必要性································ 3 1．2 數(shù)控銑床與雕刻機(jī)的介紹···································· 4 1．3 數(shù)控雕銑機(jī)產(chǎn)品介紹········································ 20 2．TLNC-X-2030工作臺(tái)及Y軸傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)···························· 26 2．1 輪廓概況設(shè)計(jì)··············································· 26 2．2 元件的選擇················································· 26 2．2．1 工作臺(tái)·············································· 26 2．2．2 底座················································ 27 2．2．3 滾珠絲杠副·········································· 28 2．2．4 滑動(dòng)導(dǎo)軌············································ 40 2．2．5 電機(jī)的選擇·········································· 40 3．TLNC-X-2030雕刻機(jī)應(yīng)用模擬操作·································· 46 小結(jié)···························································· 52 參考資料 臺(tái)式數(shù)控龍門雕刻機(jī)TLNC-X-2030工作臺(tái)及Y軸傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 內(nèi)容摘要：數(shù)控已經(jīng)成為了當(dāng)今工業(yè)最為重要的一項(xiàng)開發(fā)的內(nèi)容,幾乎所有大型企業(yè)的零件加工都離不來數(shù)字控制系統(tǒng), 這次我的畢業(yè)課題為小型數(shù)控龍門雕刻機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢的簡介和對(duì)數(shù)控銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)、各部分結(jié)構(gòu)分類的介紹使我們更加了解數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)目的指在完成臺(tái)式數(shù)控龍門雕刻機(jī)工作臺(tái)Y軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括Y軸剛度校核、抗彎強(qiáng)度校核、零件強(qiáng)度校核、零件疲勞強(qiáng)度校核、軸承的選擇、聯(lián)軸器的選擇、導(dǎo)軌的摩擦與潤滑、各運(yùn)動(dòng)副間的潤滑。 關(guān)鍵詞：數(shù)控龍門雕刻機(jī)、數(shù)控機(jī)床 Content abstract：The numerical control had already become now an industry most important development content, the nearly all Major industry's components processing cannot leave the numerical control system, this my graduation topic for the small numerical control Dragon Gate carving engine bed mechanism's design, through to the numerically-controlled machine tool historical development, trend of development's synopsis and to the numerical control milling machine mechanism's main point, various part of textural classification's introduction makes us even more to understand the numerical control milling machine's structure. This design goal refers to completes the table model numerical control Dragon Gate engraving machine work table Y axis transmission design, primary coverage including Y axis rigidity examination, bending strength examination, components intensity examination, components fatigue strength examination, bearing's choice, shaft coupling's choice, guide rail's friction and lubrication, various movements vice-lubrication. Key word：Numerical control Dragon Gate engraving machine, numerically-controlled machine tool 1：數(shù)控機(jī)床的概述 1．1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷史和必要性 半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)歷了 兩個(gè)階段、六代的發(fā)展。 1．硬線數(shù)控階段（1952~1970年） 最初的計(jì)算機(jī)由于運(yùn)算速度比較低，對(duì)于機(jī)床的實(shí)時(shí)控制還達(dá)不到要求。于是，人們不得不采用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺(tái)機(jī)床專用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬線數(shù)控（Hardwired Numerical Control），簡稱數(shù)控（NC）。隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段經(jīng)歷了三代的發(fā)展，即1952年開始的第一代數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是以電子管、繼電器、模擬電路元件為主；1959年開始的第二代數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是以晶體管數(shù)字電路元件為主；1965年開始第三代數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是以集成數(shù)字電路器件為主。 2．計(jì)算機(jī)數(shù)控階段（1970年至今） 1970年開始的第四代數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是基于小型計(jì)算機(jī)并采用中小規(guī)模集成電路的數(shù)控系統(tǒng)；1974年開始的第五代數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是基于微處理器并具有數(shù)字顯示、故障自診斷功能的數(shù)控系統(tǒng)；1990年開始的第六代數(shù)控系統(tǒng)，其特點(diǎn)是基于PC的數(shù)控系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段，價(jià)格也相對(duì)降低了很多，而對(duì)于一些大型設(shè)備，由于高精度，多功能，操作方便，開發(fā)簡單、容易等特點(diǎn)，價(jià)格也非常高，有的能達(dá)到幾百萬甚至上千萬元。 3．?dāng)?shù)控機(jī)床發(fā)展的必要性 （1）：第二次世界大戰(zhàn)中體現(xiàn)出來的對(duì)武器裝備要求更加精良；計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生和不斷發(fā)展；機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟等。 （2）：第二次世界大戰(zhàn)中體現(xiàn)出來的對(duì)武器裝備要求更加精良；計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生和不斷發(fā)展；機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟等。 4．?dāng)?shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。 數(shù)控機(jī)床的控制單元 數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個(gè)數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。 與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)： ●加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量； ●可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件； ●加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間； ●機(jī)床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的3~5倍）； ●機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； ●對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。 數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個(gè)部分組成： ●主機(jī)，他是數(shù)控機(jī)床的主題，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。 ●數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 ●驅(qū)動(dòng)裝置，他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 ●輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 ●編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等 1．2：數(shù)控銑床與雕刻機(jī)的介紹 1．?dāng)?shù)控銑床概念 定義:數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩都的加工工藝基本相同，結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、冷卻潤滑系統(tǒng)等幾大部分組成。 （1）、主軸箱 包括主軸箱體和主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對(duì)加工有直接的影響。 （2）、進(jìn)給伺服系統(tǒng) 由進(jìn)給電機(jī)和進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 （3）、控制系統(tǒng) 數(shù)控銑床運(yùn)動(dòng)控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機(jī)床進(jìn)行加工。 （4）、輔助裝置 如液壓、氣動(dòng)、潤滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。 （5）、機(jī)床基礎(chǔ)件 通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架。 2．?dāng)?shù)控銑床的分類 銑床通常的分類方法是按主軸的軸線方向來分，若垂直于水平面則稱之為數(shù)控立式銑床；若平行于水平面則稱之為數(shù)控臥式銑床；還有立臥兩用的數(shù)控銑床，但比較少見。而數(shù)控立式銑床是數(shù)控銑床中數(shù)量最多的一種，應(yīng)用范圍最為廣泛。小型數(shù)控銑床一般都采用工作臺(tái)移動(dòng)、升降及主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方式，與普通立式升降臺(tái)銑床機(jī)構(gòu)相似；中型數(shù)控立式銑床一般采用縱向和橫向工作臺(tái)移動(dòng)方式，且主軸沿垂直滑板上運(yùn)動(dòng)，而龍門架則沿床身作縱向運(yùn)動(dòng)。 （1）立式數(shù)控銑床 立式數(shù)控銑床一般可進(jìn)行三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床占大多數(shù)。此外，還有的機(jī)床主軸可以繞X、Y、Z坐標(biāo)軸中其中一個(gè)或兩個(gè)作數(shù)控回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的死坐標(biāo)和五坐標(biāo)數(shù)控立式銑床。一般來說，機(jī)床控制的坐標(biāo)軸越多，尤其是要求聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸越多，機(jī)床的功能、加工范圍及可選擇的加工對(duì)象也越多。但隨之而來的就是機(jī)床結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的要求更高，編程難度更大，設(shè)備的價(jià)格也更高。數(shù)控立式銑床也可以附加數(shù)控轉(zhuǎn)盤、采用自動(dòng)交換臺(tái)、增加靠模裝置等來擴(kuò)大它的功能、加工范圍及加工對(duì)象，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。 （2）臥式數(shù)控銑床 該類數(shù)控銑床與通用臥式銑床相同，其主軸軸線平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實(shí)現(xiàn)四、五坐標(biāo)加工。這樣不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來，而且可以實(shí)現(xiàn)在一次安裝中，通過轉(zhuǎn)盤改變工位，進(jìn)行“四面加工”。尤其是萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤可以把工件上各種不同的角度或空間角度的加工面擺成水平來加工。這樣，可以省去很多專用夾具或?qū)Ｓ媒嵌鹊某尚毋姷?。?duì)于箱體類零件或需要在一次安裝中改變工位的工件來說，選擇帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的臥式數(shù)控銑床進(jìn)行加工是非常合適的。由于臥式數(shù)控銑床在增加了數(shù)控轉(zhuǎn)盤后很容易做到對(duì)工件進(jìn)行“四面加工”，在許多方面勝過帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的立式數(shù)控銑床，所以目前已得到很多用戶的重視。 （3）立、臥兩用數(shù)控 目前，這類銑床正在逐步增多。由于這類銑床的主軸方向可以更換，能達(dá)到在一臺(tái)機(jī)床上既可以進(jìn)行立式加工，有可以進(jìn)行臥式加工，使其應(yīng)用范圍更廣，功能更全，選擇加工對(duì)象的余地更大，給用戶帶來了很多的方便。尤其是當(dāng)生產(chǎn)批量小，品種多，有需要立、臥兩種方式加工時(shí)，用戶只需購買一臺(tái)這樣的機(jī)床就可以了。 立、臥兩用數(shù)控銑床的主軸方向的變換有手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式，采用數(shù)控萬能主軸頭的立、臥兩用數(shù)控銑床，其主軸頭可以任意變換方向，可以加工出與水平面呈各種不同角度的工件表面。當(dāng)立、臥兩用數(shù)控銑床增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤后，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件“五面加工”。即除了工件與轉(zhuǎn)盤接觸的定位面外，其他表面都可以在一次安裝中進(jìn)行加工。因此，其加工性能非常優(yōu)越。 3．?dāng)?shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）高剛度和高抗振性 銑床剛度是銑床的技術(shù)性能之一，它反映了銑床結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。根據(jù)銑床所受載荷性質(zhì)的不同，銑床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的靜剛度；銑床在動(dòng)態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的動(dòng)剛度。在銑床性能測試中常用銑床柔度來說明銑床的該項(xiàng)性能，柔度是剛度的倒數(shù)。為滿足數(shù)控銑床高速度、高精度、高生產(chǎn)率、高可靠性和高自動(dòng)化的要求，與普通銑床比較，數(shù)控銑床應(yīng)有更高的靜、動(dòng)剛度，更好的抗振性。提高數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)剛度的措施主要有以下幾種： 1）提高銑床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率。改善薄弱環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)或布局，以減少所承受的彎曲負(fù)載和轉(zhuǎn)矩負(fù)載。例如，數(shù)控銑床的主軸箱或滑枕等部件，可采用卸荷裝置來平衡載荷，以補(bǔ)償部件引起的靜力變化，常用的卸荷裝置有重錘和平衡液壓缸；改善構(gòu)件間的接觸剛度和銑床與地基連接處的剛度等。 2）改善數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的阻尼特性。在大件內(nèi)腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振動(dòng)時(shí)因相對(duì)摩擦力較大而耗散震動(dòng)能量。也可以用阻尼涂層法，即在大件表面噴涂一層具有高內(nèi)阻尼和較高彈性的粘滯性材料來增大阻尼比。 3）采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)。 （2）減少銑床熱變形的影響 銑床的熱變形是影響銑床加工精度的重要因素之一。由于數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通銑床，而大切削量產(chǎn)生的熾熱切屑對(duì)工件和銑床部件的熱傳導(dǎo)影響遠(yuǎn)比普通銑床嚴(yán)重，而熱變形對(duì)加工精度的影響往往難以修正。因此，操作者應(yīng)特別重視減少數(shù)控銑床熱變形的影響。常用措施有以下幾種： 1）改進(jìn)銑床布局和結(jié)構(gòu) ①采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)熱源是對(duì)稱的。在產(chǎn)生熱變形時(shí)，其工件或者刀具回轉(zhuǎn)中心對(duì)稱線的位置基本保持不變，因而可以減少對(duì)加工件的精度影響。 ②采用傾斜床身和斜滑板結(jié)構(gòu)。 ③采用熱平衡措施。 2）控制溫度。對(duì)銑床發(fā)熱部位（如主軸箱等），采用散熱、風(fēng)冷和液冷等控制升溫的辦法來吸收熱源發(fā)出的熱量。這是各類數(shù)控銑床上廣泛采用的一種減少熱變形影響的對(duì)策。 3）對(duì)切削部位采取強(qiáng)冷措施。在大切削量切削加工時(shí)，落在工作臺(tái)、床身等部件上的熾熱切屑是重要的熱源?，F(xiàn)在數(shù)控銑床普遍采用多噴嘴、大流量冷卻液來冷卻并排出這些熾熱的切屑，并對(duì)冷卻液用大容量循環(huán)散熱或用冷卻裝置制冷以控制溫升。 4）熱位移補(bǔ)償。預(yù)測熱變形規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型存入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。 （3）傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化 數(shù)控銑床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，分別采用交流、直流主軸電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這兩類電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍大，并可無級(jí)調(diào)速，因此使主軸箱、進(jìn)給變速箱及傳動(dòng)系統(tǒng)大為簡化，箱體結(jié)構(gòu)簡單，齒輪、軸承和軸類零件數(shù)量大為減少甚至不用齒輪，由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)主軸或進(jìn)給滾珠絲杠。 （4）高傳動(dòng)效率和無間隙傳動(dòng)裝置 數(shù)控銑床在高進(jìn)給速度下，工作要求平穩(wěn)，并有高定位精度。因此，對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置和元件要求具有高壽命、高剛度、無間隙、高靈敏度和低摩擦阻力的特點(diǎn)。目前，數(shù)控銑床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常用的機(jī)械裝置主要有三種：滾珠絲杠副、靜壓蝸桿-蝸輪條機(jī)構(gòu)和預(yù)加載荷雙齒輪-齒條。 （5）低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌 銑床導(dǎo)軌是銑床的基本結(jié)構(gòu)之一。銑床加工精度和使用壽命在很大程度上決定于銑床導(dǎo)軌的質(zhì)量。表現(xiàn)在高速進(jìn)給時(shí)不振動(dòng)，低速進(jìn)給時(shí)不爬行，靈敏度高，能在重載下長期連續(xù)工作，耐磨性要高，精度保持性要好等?，F(xiàn)代數(shù)控銑床使用的導(dǎo)軌，和普通銑床的導(dǎo)軌類似，主要采用滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種，但在材料和結(jié)構(gòu)上已發(fā)生了質(zhì)的變化。 4．?dāng)?shù)控銑床的轉(zhuǎn)動(dòng)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1．?dāng)?shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)，是指將主軸電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力通過該傳動(dòng)系統(tǒng)變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度。為了適應(yīng)各種不同材料的加工及各種不同的加工方法，要求數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要有較寬的轉(zhuǎn)速范圍及相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。此外，由于主軸部件直接裝夾刀具來對(duì)工件進(jìn)行切削、因而對(duì)加工質(zhì)量（包括加工粗糙度）及刀具壽命有很大的影響，所以對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求是很高的。為了能高效率地加工出高精度、低粗糙度的工件，必須要有一個(gè)具有良好性能的主傳動(dòng)系統(tǒng)和一個(gè)具有高精度、高剛度、振動(dòng)小、熱變形及噪聲均能滿足需要的主軸部件。 （1）主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過帶傳動(dòng)和主軸箱的變速齒輪帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。主軸電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的變化，功率和轉(zhuǎn)矩將發(fā)生變化。在調(diào)壓范圍內(nèi)（從額定轉(zhuǎn)速調(diào)到最低轉(zhuǎn)速）為恒轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速成正比例下降；在調(diào)速范圍內(nèi)（從額定轉(zhuǎn)速調(diào)到最高轉(zhuǎn)速）為恒功率，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速升高成正比例減小。這種變化規(guī)律是符合正常加工要求的，即低速切削所需轉(zhuǎn)矩大，高速切削消耗功率大。同時(shí)也可以看出電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)速范圍并不一定能完全滿足主軸的工作需要，所以主軸箱一般仍需要設(shè)置幾檔變速（2~4檔）。機(jī)械變檔一般采用液壓缸推動(dòng)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，一次變速只需1s。有些小型的或者調(diào)速范圍不需要太大的數(shù)控銑床，也常采用由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)主軸或用帶傳動(dòng)使主軸旋轉(zhuǎn)。 為了滿足主傳動(dòng)系統(tǒng)的高精度、高剛度和低噪聲的要求，主軸箱的傳動(dòng)齒輪都要經(jīng)過高速滑移齒輪（一般都用花鍵傳動(dòng)），采用內(nèi)徑定心。側(cè)面定心的花鍵對(duì)降低噪聲更為有利，因?yàn)檫@種定心方式傳動(dòng)間隙小，接觸面大，但加工需要專門的刀具和花鍵磨床。帶傳動(dòng)容易產(chǎn)生振動(dòng)，在傳動(dòng)帶長度不一致的情況下更為嚴(yán)重。因此，在選擇傳動(dòng)帶時(shí)，應(yīng)盡可能縮短帶的長度。如因結(jié)構(gòu)限制，帶長度無法縮短時(shí)，可增設(shè)壓緊輪，將帶張緊，以減少振動(dòng)。 （2）主傳動(dòng)系統(tǒng)的分類 為了適應(yīng)不同的加工要求，目前主傳動(dòng)系統(tǒng)大致可以分為三類。 1）二級(jí)以上變速的之傳動(dòng)系統(tǒng) 變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。在使用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)二級(jí)變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)中，滑移齒輪的移位大都采用液壓缸和拔叉或直接由液壓缸帶動(dòng)齒輪來實(shí)現(xiàn)。因數(shù)控銑床使用可調(diào)無級(jí)變速交流、直流電動(dòng)機(jī)，所以經(jīng)齒輪變速后，實(shí)現(xiàn)分段無級(jí)變速，調(diào)速范圍增加。其優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍調(diào)節(jié)速度的能力。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要增加潤滑及溫度控制裝置，成本較高，此外制造和維修也比較困難。 2）一級(jí)變速器的主傳動(dòng)系統(tǒng) 目前多采用帶（同步齒形帶）傳動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，且在一定條件下能滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的輸出要求。但系統(tǒng)的調(diào)速范圍與電動(dòng)機(jī)一樣，受電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍的約束。這種傳動(dòng)方式可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)與噪聲，適用于低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。 3）調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)系統(tǒng) 其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，轉(zhuǎn)換頻率高。但是主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動(dòng)機(jī)的輸出特性完全一致，因而使用受到限制。 （3）主軸部件結(jié)構(gòu) 1）對(duì)數(shù)控銑床主軸部件的要求 數(shù)控銑床的主軸部件是銑床重要組成部分之一。除了與普通銑床一樣要求其具有良好的旋轉(zhuǎn)精度、靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及耐磨性外，由于數(shù)控銑床在加工過程中不進(jìn)行人工調(diào)整，且數(shù)控銑床要求的轉(zhuǎn)速更高，功率更大，所以數(shù)控銑床的主軸部件在上述幾方面要求更高、更嚴(yán)格。 2）主軸軸承常用配置形式 ①采用雙列圓柱滾子軸承和60°角接觸球軸承組合，此配置形式使主軸綜合剛度大大提高，可滿足強(qiáng)力切削的要求，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控銑床。 ②前軸承采用高精度調(diào)心球軸承，具有較好的高速性能，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r/min。但承載能力小，適用于高速、輕載和精密的主軸部件。 ③雙列和單列圓錐滾子軸承作為主軸前后支承，徑向和軸向剛度高，可承受重載荷，安裝與調(diào)整性能好。但限制了主軸的轉(zhuǎn)速和精度的提高，適用于中等精度，低速與重載荷的數(shù)控銑床主軸。 另外，對(duì)精密、超精密銑床主軸、數(shù)控磨床主軸，可采用液體靜壓軸承和動(dòng)壓軸承，對(duì)于要求更高轉(zhuǎn)速的主軸，可以采用空氣靜壓軸承，這種軸承可達(dá)每分鐘幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，并有非常高的回轉(zhuǎn)精度。 為提高主軸組件剛度，數(shù)控銑床經(jīng)常采用三支承主軸組件。采用三支承可以有效減少主軸彎曲變形，輔助支承通常采用深溝球軸承，安裝后在徑向要保留好適當(dāng)?shù)挠蜗叮苊庥捎谥鬏S安裝軸承處軸徑和箱體安裝軸承處孔的制造誤差（主要是同軸度誤差）造成干涉。 對(duì)于主軸夾持刀具的快速或自動(dòng)裝卸，如數(shù)控銑床和鏜床及以鏜床為主的加工中心等，為了實(shí)現(xiàn)刀具的快速或自動(dòng)裝卸，主軸上往往裝有刀具自動(dòng)裝卸、主軸準(zhǔn)停和主軸孔內(nèi)切屑自動(dòng)清除等裝置。 2．?dāng)?shù)控銑床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) （1）對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的性能要求 進(jìn)給系統(tǒng)即進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置是將伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)直線運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈，主要包括減速裝置、絲杠螺母副及導(dǎo)向元件等。 數(shù)控銑床通常對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的要求有三點(diǎn)：傳動(dòng)精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性（靈敏度）。傳動(dòng)精度包括動(dòng)態(tài)誤差、穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差、即伺服系統(tǒng)的輸出量與驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)際位移量的精確程度。系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在啟動(dòng)狀態(tài)或受外界干擾作用下，經(jīng)過幾次衰減震蕩后，能迅速地穩(wěn)定在新的或原來的平衡狀態(tài)的能力。動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性是指系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間以及驅(qū)動(dòng)裝置的加速能力。 為確保數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)總的要求是消除間隙、減少摩擦、減少運(yùn)動(dòng)慣量、提高部件精度和剛度。具體措施通常是采用低摩擦的傳動(dòng)副，如減摩滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌及靜壓導(dǎo)軌、滾珠絲杠等；保證機(jī)械部件的精度，采用合理的預(yù)緊、合理的支承形式以提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度；選用最佳降速比以提高銑床的分辨率，并使系統(tǒng)折算到驅(qū)動(dòng)軸上的慣量減少；盡量消除傳動(dòng)間隙，減小反向死區(qū)誤差，提高位移精度等。 （2）滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置，在數(shù)控銑床上得到了廣泛應(yīng)用。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在具體有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動(dòng)元件，以減少摩擦，絲杠和螺母上都加工有圓弧形的螺旋槽，當(dāng)它們對(duì)合起來就形成了螺旋滾道。在滾道內(nèi)裝有滾珠。當(dāng)絲杠與螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿螺旋槽向前滾動(dòng)，在絲杠上滾過數(shù)圈以后通過回程引導(dǎo)裝置，逐個(gè)地又滾回到絲杠和螺母之間，構(gòu)成一個(gè)閉合的回路管道。滾珠絲杠副的優(yōu)點(diǎn)是摩擦因數(shù)小，傳動(dòng)效率高，η可達(dá)0.92~0.96；所需傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩??；靈敏度高，傳動(dòng)平穩(wěn)，不易產(chǎn)生爬行，隨動(dòng)精度和定位精度高；磨損小，壽命長，精度保持性好；可通過預(yù)緊和間隙消除措施提高軸向剛度和反向精度；運(yùn)動(dòng)具有可逆性，不僅可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，也可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，成本高，在垂直安裝時(shí)不能自鎖，因而需附加制動(dòng)機(jī)構(gòu)。 1）滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu) 滾珠絲杠的螺紋滾道法向截面有單圓弧和雙圓弧兩種不同的形狀。其中單圓弧加工工藝簡單，雙圓弧加工工藝較復(fù)雜，但性能較好。 滾珠的循環(huán)方式有外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。滾珠在返回過程中與絲杠脫離接觸的為外循環(huán)，滾珠在循環(huán)過程中與絲杠始終接觸的為內(nèi)循環(huán)。在內(nèi)、外循環(huán)中，滾珠在同一個(gè)螺母上只有一個(gè)回路管道的單循環(huán)，有兩個(gè)回路管道的雙列循環(huán)。循環(huán)中的滾珠叫作滾珠，工作滾珠所走過的滾道圈數(shù)叫工作圈數(shù)。 外循環(huán)滾珠絲杠副按滾珠循環(huán)時(shí)的返回方式主要有插管式和螺旋槽式。插管式用彎管作為返回管道，這種型式結(jié)構(gòu)工藝性好，但由于管道突出于螺母體外，徑向尺寸較大。螺旋槽式是在螺母外圈上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種型式的結(jié)構(gòu)比插管式結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造上較為復(fù)雜。 內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)在螺母的側(cè)孔中裝有圓柱凸鍵式反向器，反向器上銑有S形回珠槽，將相鄰兩螺紋滾道連接起來。滾珠從螺紋滾道進(jìn)入反向器，借助反向器迫使?jié)L珠越過絲杠牙頂進(jìn)入相鄰滾道，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。一般一個(gè)螺母上裝有2~4個(gè)反向器，反向器沿螺母圓周等分分布。因其返回滾道較短，摩擦損失小。缺點(diǎn)是反向器加工困難。 2）滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整 滾珠絲杠的傳動(dòng)間隙是軸向間隙。為了保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。消除間隙的方法常采用雙螺母結(jié)構(gòu)，利用兩個(gè)螺母的相對(duì)軸向位移，使兩個(gè)滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個(gè)相反的側(cè)面上。用這種方法預(yù)緊消除軸向間隙時(shí)，應(yīng)注意預(yù)緊力不宜過大，預(yù)緊力過大會(huì)使空載力矩增加，從而降低傳動(dòng)效率，縮短使用壽命。此外，還要消除絲杠安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙。 常用的雙螺母絲杠消除間隙方法有如下幾種： ①墊片調(diào)隙式 ②螺紋調(diào)隙式 ③齒差調(diào)隙式 ④單螺母變位螺距預(yù)加負(fù)荷 5．?dāng)?shù)控銑床的輔助裝置 1．潤滑系統(tǒng) 數(shù)控銑床的潤滑系統(tǒng)主要包括機(jī)床導(dǎo)軌、傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠及主軸箱等的潤滑，其形式有電動(dòng)間歇潤滑泵和定量式集中潤滑泵等。其中，電動(dòng)間歇潤滑泵用得較多，其自動(dòng)潤滑時(shí)間和每次泵油量，可根據(jù)潤滑要求進(jìn)行調(diào)整或用參數(shù)設(shè)定。 2．排屑裝置 為了數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)加工順利進(jìn)行和減少數(shù)控機(jī)床的發(fā)熱，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有合適的排屑裝置。在數(shù)控機(jī)床的切屑中往往混合著切削液，排屑裝置應(yīng)從其中分離切屑，并將它們送入切屑收集箱內(nèi)；而切削液則被收回到切削液箱。 常見的排屑裝置有以下幾種： （1）平板鏈?zhǔn)脚判佳b置 該裝置以滾動(dòng)鏈輪牽引鋼質(zhì)平板鏈帶在封閉箱中運(yùn)轉(zhuǎn)，切屑用鏈帶帶出機(jī)床。這種裝置在數(shù)控機(jī)床使用時(shí)要與機(jī)床冷卻箱合為一體，以簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)。 （2）刮板式排屑裝置 該裝置的傳動(dòng)原理與平板鏈?zhǔn)交鞠嗤皇擎湴宀煌?，帶有刮板鏈板。這種裝置常用于輸送各種材料的短小切屑，排屑能力較強(qiáng)。 （3）螺旋式排屑裝置 該裝置是利用電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置驅(qū)動(dòng)安裝在溝槽中的一根絞籠式螺旋桿進(jìn)行工作的。螺旋桿工作時(shí)溝槽中的切屑即有螺旋桿推動(dòng)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，最終排入切屑收集箱。這種裝置占據(jù)空間小，適用于安裝在機(jī)床與立柱間間隙狹小的位置上。螺旋槽排屑結(jié)構(gòu)簡單，性能良好，但只適合沿水平或小角度傾斜的直線運(yùn)動(dòng)排運(yùn)切屑，不能大角度傾斜、提升和轉(zhuǎn)向排屑。 6．?dāng)?shù)控雕刻機(jī)的介紹 1938年世界第一臺(tái)手動(dòng)雕刻機(jī)在法國“嘉寶”問世，1950年“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)。隨后美國、日本和法國等國也開始研制。20世紀(jì)90年代，隨著微電子技術(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——2.5D——3D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。 國外的雕刻機(jī)，如美國“雕霸”、法國“嘉寶”和日本“御牧”是此行業(yè)的佼佼者，但價(jià)格非常昂貴。不管大小都在10萬元各人民幣以上。近幾年國內(nèi)的雕刻機(jī)，北京“精雕”、上?！白哪绝B”在國內(nèi)也有一定的市場，但價(jià)格也不菲。 雕刻機(jī)為九十年代初首先在國外發(fā)展起來并且日趨成熟的新興機(jī)電一體化高新制造業(yè)應(yīng)用技術(shù)，主要應(yīng)用于加工業(yè)、模具業(yè)、裝飾裝璜業(yè)。它是集CAD/CAM先進(jìn)技術(shù)于一身的先進(jìn)加工機(jī)床。由于其應(yīng)用范圍廣，在許多國家如：法國、美國、意大利、日本等已大量生產(chǎn)。法國廠家九八年已突破5000臺(tái)。國外又以意大利雕刻機(jī)水平最高，售價(jià)在七十萬到二百萬人民幣之間。以上國家針對(duì)不同應(yīng)用行業(yè)開發(fā)了各種不同類型機(jī)器，并且精度高，而價(jià)格在十幾萬元以上。在國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家中，北京精雕公司年銷售六百臺(tái)左右，產(chǎn)值三千萬。上?；羁松a(chǎn)的琢木鳥，年銷售一百臺(tái)，產(chǎn)值一千萬。國內(nèi)各小散廠家銷售加起來幾十臺(tái)。主要原因是自主開發(fā)能力差，國內(nèi)只有精雕公司由于其定位于中低檔次，售價(jià)在五六萬元之間，易于被人接受，技術(shù)又集中于自主研發(fā)，所以發(fā)展勢頭很猛，整合適力最強(qiáng)。上海洛克為組裝型，售價(jià)在十萬元左右，其軟件為西文方式，用戶操作不便，其它幾家東拼西湊，在如今技術(shù)突飛猛進(jìn)的情況下，無論服務(wù)及各方面規(guī)模生產(chǎn)跟不上，必然導(dǎo)致銷售跟不上。 我們目前經(jīng)過幾年研發(fā)已成功應(yīng)用于南方一些廠家，技術(shù)至少在國內(nèi)領(lǐng)先（集CNC、驅(qū)動(dòng)（步進(jìn)＋伺服＋變頻）技術(shù)一體化），CAD方面已順利解決，而雕刻機(jī)本體由CAD＋CNC（CAM）＋驅(qū)動(dòng)（步進(jìn)或伺服）＋機(jī)械臺(tái)組成。 7．雕刻機(jī)的技術(shù)及其應(yīng)用 眾所周知，手工雕刻是一種工匠型的勞動(dòng)，它是雕刻師“高智能和高技能”的綜合活動(dòng)！雕刻成品是否成為珍品完全取決于雕刻師對(duì)藝術(shù)的理解、對(duì)材料的感覺、雕刻技巧的發(fā)揮和孜孜不倦的精神，這不是普通人所能勝任的，也正是由于如此難能可貴，“雕刻”成為一種藝術(shù)、一種文化和一種精神的象征！ ? ?? “雕刻”的發(fā)祥地是藝術(shù)品的加工，但是由于其深厚的文化內(nèi)涵和精湛的成品效果促使“雕刻”走入了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域！“雕刻”在進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的初期主要工作是產(chǎn)品形態(tài)的細(xì)節(jié)精細(xì)修整和產(chǎn)品的文字圖案雕刻，形象地講其作用可謂是“畫龍點(diǎn)睛”！傳統(tǒng)的手工雕刻是以“刀斧鑿”為工具，無論從生產(chǎn)效率和精度上都難于適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需要，因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)畢竟與藝術(shù)創(chuàng)意不一樣！這樣應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生了機(jī)械雕刻——仿形銑加工。機(jī)械雕刻的出現(xiàn)為“雕刻”進(jìn)入工業(yè)起到了巨大的推動(dòng)作用，尤其是圖案和文字的雕刻能力加速了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，為“雕刻”這一藝術(shù)型的工藝在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛使用奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)！ ? ??隨著工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)速度加快，尤其是計(jì)算機(jī)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，這樣對(duì)制造業(yè)提出了新的要求，一批以計(jì)算機(jī)控制為基礎(chǔ)的CNC設(shè)備進(jìn)入了機(jī)械加工工業(yè)。 ? ??機(jī)械雕刻仍還是一種手工雕刻，它在雕刻精細(xì)產(chǎn)品的效率、批量成品的一致性、曲面產(chǎn)品的雕刻、與計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的接口等方面明顯存在著弱勢，上述弱勢阻礙著“雕刻”在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用廣度，這樣促使以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和加工（CAD/CAM）技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC）為核心的CNC雕刻走上了前臺(tái)，挑起了推進(jìn)“雕刻”走入工業(yè)領(lǐng)域的重?fù)?dān)。 ? ??CNC雕刻字面定義為計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)雕刻，它是在工業(yè)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助加工技術(shù)（CAM）、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC）、高速銑削技術(shù)（HSM）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在其成長的過程中又根據(jù)“雕刻”應(yīng)用的特殊性綜合了廣告業(yè)的藝術(shù)設(shè)計(jì)和造型技術(shù)使得CNC雕刻成為一門獨(dú)特的專業(yè)技術(shù)。 ? ??CNC雕刻的實(shí)施工具為雕刻CAD/CAM軟件和CNC雕刻機(jī)，其真正的核心是雕刻CAD/CAM軟件，雕刻CAD/CAM軟件可類比為“手工或機(jī)械雕刻的雕刻師大 腦中的雕刻工藝知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧的綜合應(yīng)用”！雕刻CAD/CAM軟件功能是否完備對(duì)“雕刻”在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中是否能有更大輝煌起著決定作用！ ? ??CNC雕刻作為一個(gè)獨(dú)特的專業(yè)技術(shù)，與相關(guān)行業(yè)比在以下方面具有鮮明的特色： ·精確制圖機(jī)制和藝術(shù)制圖機(jī)制相結(jié)合 ? ?? “雕刻”是一門藝術(shù)，其設(shè)計(jì)工具必須為設(shè)計(jì)者提供方便的創(chuàng)意空間！“雕刻”進(jìn)入工業(yè)領(lǐng) 域，其設(shè)計(jì)工具還必須遵守“尺寸精確”的工業(yè)設(shè)計(jì)原則！ ·藝術(shù)曲面造型方法和幾何曲面造型方法相結(jié)合 ? ?? ?隨著CNC雕刻應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大，“雕刻”不再僅僅是“畫龍點(diǎn)睛”了，已逐步滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品加工領(lǐng)域中，這樣要求“雕刻”設(shè)計(jì)工具必須具有一定的曲面造型功能，更由于“雕刻”是一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法，需多產(chǎn)品的形態(tài)是無法用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)，取決于設(shè)計(jì)者的感覺，只有藝術(shù)曲面和幾何曲面混合造型才能保證“雕刻”在工業(yè)領(lǐng)域中能有更輝煌的表現(xiàn)！ ·小刀具高速雕刻技術(shù)和工藝 ? ?? “雕刻”的內(nèi)涵是精細(xì)，工業(yè)領(lǐng)域中“雕刻”所承擔(dān)的工作90%以上是常規(guī)大刀“無能為力”的，必須使用小刀具精雕細(xì)刻才能完成，機(jī)械雕刻師可利用其豐富的經(jīng)驗(yàn)和嫻熟的技巧盡量避免斷刀，從而保證雕刻效率！CNC雕刻是由計(jì)算機(jī)控制完成，CNC雕刻機(jī)使用小刀具進(jìn)行高效精細(xì)雕刻就需要有專業(yè)的CNC雕刻加工技術(shù)和工藝來支持，這就是當(dāng)前加工業(yè)流行的“高速銑削技術(shù)(HSM) ”和CNC雕刻獨(dú)有的“等量切削技術(shù)”！ ? ??使用精密高速主軸電機(jī)是小刀具高速雕刻的基本保證！高速精密主軸電機(jī)的“高轉(zhuǎn)速、高精度、低噪音、低震動(dòng)、高速恒功率”等特點(diǎn)，確保小刀具可獲得較高的切削線速度、保持較高的旋轉(zhuǎn)精度、產(chǎn)生足夠的高速切削力、減少震動(dòng)和跳動(dòng)斷刀。 ? ??CNC雕刻從加工原理上講是一種鉆銑組合加工，同其它機(jī)加手段一樣存在著特有的長處和天生的短處!若CNC雕刻對(duì)象選擇正確、工藝使用合理，CNC雕刻可以成為賺錢的職業(yè)!若CNC雕刻入錯(cuò)了行、陷入弱勢，CNC雕刻就會(huì)“勉為其難”，投資者的回報(bào)將會(huì)很低。 ? ??由于CNC雕刻對(duì)象的特點(diǎn)為圖案復(fù)雜、造型奇特、成品精細(xì)，而CNC雕刻機(jī)以輕型結(jié)構(gòu)為主，這實(shí)際上限定了CNC雕刻的工作方式為：“小刀具的快速銑削”，事實(shí)上這也正是CNC雕刻的“專業(yè)優(yōu)勢”，緣由是CNC雕刻是在干“常規(guī)大刀具無法加工的業(yè)務(wù)”！正由于CNC雕刻的特有的專業(yè)優(yōu)勢，在下述行業(yè)中CNC雕刻方式應(yīng)用得較為得心應(yīng)手：模具雕刻業(yè)和廣告雕刻業(yè)。 （一）、模具雕刻——小刀具獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷 ? ??CNC雕刻在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的是模具業(yè)，在模具生產(chǎn)過程中CNC雕刻不是主要加工方式和生產(chǎn)手段，但其作用卻非同一般，可謂是“畫龍點(diǎn)睛”，這是由雕刻對(duì)象的“圖案、文字和復(fù)雜的曲面”特點(diǎn)所決定！當(dāng)前CNC雕刻在模具雕刻領(lǐng)域主要的業(yè)務(wù)為： 紫銅和石墨電極加工 ? ??電火花成形機(jī)是當(dāng)前模具業(yè)中主要的生產(chǎn)設(shè)備，電極的需求量較大，但電極生產(chǎn)缺乏專業(yè)設(shè)備，CNC雕刻可為電火花機(jī)作專業(yè)配套，可高效精細(xì)加工棱角分明、形態(tài)別致的電火花成形電極。 五金沖模和精密沖頭加工 ? ??五金行業(yè)中冷沖壓是一種主要的生產(chǎn)手段，沖壓模具的加工是一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)！五金沖模主要以Cr12為加工材料，CNC雕刻可加工的典型沖模有：眼鏡角絲、眼鏡中梁、眼鏡托葉芯、鈕扣、飾物、紀(jì)念幣、餐具柄、拉鏈等。CNC雕刻在加工精密沖頭更有獨(dú)到之處。 鞋材模具和鞋底模型加工 ? ??制鞋是世界性的大行業(yè)，鞋材和鞋底加工是制鞋業(yè)的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)！CNC雕刻可構(gòu)造和加工以藝術(shù)曲面為主要形態(tài)的鞋底模型（代木）、鞋材高周波（高頻）模具以及斬皮模具。 滴塑（微量射出）模具和公仔模具加工 ? ??滴塑模具是滴塑禮品的主要生產(chǎn)工具，這是典型的薄壁件產(chǎn)品，單件小批量，一致性和加工精度要求較高！CNC雕刻尤其擅長于59號(hào)銅材等脆性材料的曲面形態(tài)薄壁件加工。 鐘表零件加工和輕型CNC加工 ? ??這是輕型CNC設(shè)備的典型應(yīng)用，專業(yè)設(shè)備的專業(yè)使用、生產(chǎn)效率高、投資成本低！CNC雕刻可高效精細(xì)進(jìn)行表殼異型曲面銑、鉆和雕花，CNC雕刻還可精確快速進(jìn)行表殼、表鏈、表盤等鑲鉆位鉆孔加工。而這種類似的輕型CNC加工應(yīng)用還有許多，如：裝飾品雕刻、印章雕刻、產(chǎn)品刻字、模具刻字、燙金模板、印刷膠版等。 壓花（皮紋、花紋）輥輪和圓柱體工件雕刻 ? ??花是皮革、裝飾紙張等產(chǎn)品的主要生產(chǎn)手段，CNC雕刻在皮革壓花輥輪（皮紋）、紙張（餐巾紙、包裝紙、壁紙）壓花輥輪、圓柱體工件雕刻的應(yīng)用十分有特色！ 首板（手板、樣板）模型加工 ? ?首板（模型樣板）是手工機(jī)械雕刻的基本工具，CNC雕刻可按照實(shí)物建模，實(shí)現(xiàn)二維到三維的構(gòu)造，高效精細(xì)加工模型樣板。 （二）、廣告雕刻——精雕細(xì)刻、求新創(chuàng)異 ? ??CNC雕刻在廣告行業(yè)中主要應(yīng)用于沙盤模型、廣告標(biāo)牌和文字標(biāo)志的制作，這些業(yè)務(wù)在雕刻工藝上相對(duì)簡單，關(guān)鍵是在效果表現(xiàn)上，而且主要突出的效果是“精雕細(xì)刻和求新創(chuàng)異”。 精雕細(xì)刻 ? ?“精雕細(xì)刻”是一個(gè)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品形態(tài)和內(nèi)涵的表征！這一特征體現(xiàn)在沙盤模型部件、廣告標(biāo)志和文字圖案雕刻加工方式上為：“文字圖案清晰精細(xì)、鏤空字和圖形邊緣光滑、鏤空圖案內(nèi)角R小、加工效率高”。CNC雕刻以其特有的小刀具加工方式，在生產(chǎn)效率和加工精度上可滿足廣告制作業(yè)的精雕細(xì)刻的要求！ 求新創(chuàng)異 ? ??廣告人多以“新”和“異”來表達(dá)自己所訴求的主題并吸引公眾的注意！平面圖形是一種使用很久的表達(dá)方式，人們已逐漸“熟視無睹”了！浮雕文字和藝術(shù)標(biāo)志是廣告人常用的表達(dá)方式，但目前只停留“感觀”上。隨著CNC雕刻機(jī)的使用，CNC雕刻加工已將過去人們感觀上“看”到的浮雕效果變成真正的“浮雕”文字和標(biāo)志！這將有助于廣告人在表達(dá)方式上有所突破。 ? ?“求新創(chuàng)異”這要求設(shè)計(jì)軟件有足夠的藝術(shù)創(chuàng)造能力，CNC雕刻設(shè)計(jì)軟件的藝術(shù)繪圖機(jī)制和藝術(shù)浮雕曲面造型功能為廣告人提供了一個(gè)新的“創(chuàng)異”手段！ 高速精密主軸電機(jī) ? ??高速精密主軸電機(jī)是精雕CNC雕刻機(jī)加工中保證雕刻成活“精細(xì)高效”的關(guān)鍵因素之一！ ? ? CNC雕刻主要特點(diǎn)是“小刀具高速銑削”，這是由“雕刻”的特點(diǎn)所決定的！ “小刀具高速銑削”對(duì)主軸電機(jī)的要求是：旋轉(zhuǎn)精度好、旋轉(zhuǎn)速度高、轉(zhuǎn)動(dòng)震動(dòng)小、工作噪音低、軸系剛性強(qiáng)，而且高速旋轉(zhuǎn)時(shí)具要有穩(wěn)定的輸出功率！只有滿足上述條件才能保證“小刀具”在雕刻中可獲得較高的切削線速度、保持較高的旋轉(zhuǎn)精度、產(chǎn)生足夠的高速切削力、減少震動(dòng)和跳動(dòng)斷刀概率。 ? ??由于CNC雕刻吃刀量小，再加之使用“高速銑削”技術(shù)，而主軸電機(jī)功率對(duì)“小刀具高速雕刻”的影響降到次要位置！ 精雕機(jī)的高速精密主軸電機(jī)是一種三相交流變頻異步電機(jī)，其基本的電氣原理與普通交流變頻電機(jī)一樣，但由于“高速和精密”的性能要求，所以高速精密主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)和制造工藝是十分有特色，正是這些“特色”造成高速精密主軸電機(jī)的成本較高！ ? ??為了做到“高速和精密”，精雕機(jī)的高速精密主軸電機(jī)在結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)上有下述特色： （1）選用優(yōu)質(zhì)特殊材料。 （2）采用適合CNC雕刻機(jī)使用的特殊細(xì)長結(jié)構(gòu)，保證在有限的體積內(nèi)有最大的輸出功率。 （3）采用精密機(jī)加工工藝，保證主要件的公差均在0.005mm以內(nèi)。 （4）選用進(jìn)口高速精密軸承，在潔凈恒溫的裝配車間經(jīng)過嚴(yán)格的裝配工藝組裝而成，再經(jīng)過精密的動(dòng)平衡，嚴(yán)格的磨合測試程序確保精度高、振動(dòng)小、噪音低。 （5）在上述條件下制造的高速精密主軸更加突出了三相交流異步電機(jī)所固有的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)差率更小，機(jī)械特性硬度更好，從而保證在高頻和保持恒功率輸出的情況下，轉(zhuǎn)矩?fù)p失小，運(yùn)轉(zhuǎn)速度更加穩(wěn)定，在精確的變頻控制下高速精密主軸電機(jī)能保持穩(wěn)定的高速恒功率輸出，并確保加工時(shí)不會(huì)掉速。 （6）高速精密主軸電機(jī)是三相交流變頻異步電機(jī)，它避免了有刷電機(jī)帶來的諸如振動(dòng)、噪音、更換碳刷等麻煩和精度不穩(wěn)定的問題，為小刀具提供了剛性極強(qiáng)的工作軸系，確保小刀具高速旋轉(zhuǎn)時(shí)擺動(dòng)量和抖動(dòng)量最小。 （7）高速精密主軸電機(jī)刀具裝夾方便，使用彈簧夾頭直接裝在電機(jī)主軸上，由于主軸精度很高，彈簧夾頭對(duì)中性好，所以刀具裝上后跳動(dòng)很小，確保小刀具不易斷刀、干活精細(xì)。 （8）為了保持高速精密主軸電機(jī)“高速和精密”的特性，除了在制造上采用特殊手段外，使用者也必須按操作規(guī)范使用，高速精密主軸電機(jī)的基本使用要求為： （9）必須保證冷卻水充足，這是因?yàn)殡姍C(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積有限，不能靠自冷將多余的熱量帶走，必須用水冷卻確保電機(jī)不發(fā)熱，否則電機(jī)會(huì)燒毀； （10）高速軸承是有壽命的，軸承是易損件，轉(zhuǎn)速越高，工作時(shí)間越長，軸承的磨損就越大，這時(shí)噪音會(huì)增大、發(fā)熱、旋轉(zhuǎn)精度降低，影響加工質(zhì)量，甚至不能工作，所以使用者應(yīng)注意保養(yǎng)。 8．雕刻技術(shù)應(yīng)用對(duì)象 CNC（電腦）雕刻是一種專業(yè)性十分強(qiáng)的加工方式，其主要特點(diǎn)是小刀具加工，在其應(yīng)用領(lǐng)域中常規(guī)的加工方式很難有出色的表現(xiàn)！由于其加工方式、加工對(duì)象和使用方式較有特色，也就隨之而產(chǎn)生一些特色的加工理念。 　　CNC雕刻的主要加工對(duì)象為文字、圖案、紋理、小型復(fù)雜形曲面、薄壁件、小型精密零件、非規(guī)則的藝術(shù)浮雕曲面等，這些對(duì)象的特點(diǎn)為：尺寸小、形態(tài)復(fù)雜、成品要求精細(xì)！因此，CNC雕刻只能、而且必須使用小刀具高效加工！ 　CNC雕刻是手工雕刻的工業(yè)化發(fā)展，要使雕刻這一飽含著人類高智能和高技能的工匠型勞動(dòng)上升為工業(yè)化專業(yè)生產(chǎn)最基本要求是：CNC雕刻設(shè)備必須要靠專業(yè)的雕刻CAD軟件來支持！這也是數(shù)字化設(shè)備的最基本要求。 　　精雕雕刻CAD/CAM軟件--JDPaint以其獨(dú)有的體系結(jié)構(gòu)和功能布局提供了完備的精確制圖和藝術(shù)繪圖的混合設(shè)計(jì)能力。最新版的JDPaint推出了強(qiáng)大的藝術(shù)曲面和幾何曲面混合造型功能，為客戶實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形態(tài)雕刻產(chǎn)品的原創(chuàng)設(shè)計(jì)提供了有力的支持。目前JDPaint已成為適合中國雕刻行業(yè)需求、功能逐步強(qiáng)大的專業(yè)雕刻設(shè)計(jì)平臺(tái)。 　CNC雕刻機(jī)僅僅是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的加工工具，要使該機(jī)能發(fā)揮出較高的成品加工效率，關(guān)鍵要靠雕刻CAM功能，如果沒有功能完備的雕刻CAM功能，CNC雕刻機(jī)工作效率不會(huì)比一個(gè)熟練的手工工人高多少! 　　JDPaint的雕刻CAM功能提供了豐富的工藝控制和刀具路徑優(yōu)化功能，并以獨(dú)特的"等量切削"方法為代表的多種CNC雕刻工藝成功地支持了高速銑削（HSM）技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，完善地解決了小刀具的加工效率問題，大大提高了產(chǎn)品加工精度和成品加工速度，推進(jìn)了工匠型雕刻勞動(dòng)上升為工業(yè)化專業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)程。 9．?dāng)?shù)控銑床與雕刻機(jī)的區(qū)別 （1）機(jī)型上的區(qū)別： ①數(shù)控銑床主要用于完成較大銑削量的產(chǎn)品的加工； ②雕刻機(jī)主要用于較小銑削量或者輕金屬的加工；或?qū)浗饘俚募庸ぁ? （2）從機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速分析 ①數(shù)控銑床對(duì)數(shù)控系統(tǒng)要求速度一般，主軸轉(zhuǎn)速0～8000RPM左右； ② 雕刻機(jī)要求高速的數(shù)控系統(tǒng)，主軸轉(zhuǎn)速1500～30000RPM左右。 （3） 從機(jī)床采用的數(shù)控系統(tǒng)的角度來看 ① 數(shù)控銑床對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的要求：穩(wěn)定可靠，操作方面，維修方便等，現(xiàn)在市場上的數(shù)控系統(tǒng)主要集中在FANUC和西門子及MITISUBISH控制器； ② 雕刻機(jī)大部分采用企業(yè)自主研發(fā)或者外購的工業(yè)控制器。 雕刻機(jī)大部分用于模具行業(yè)，也進(jìn)行一些小切削量的銑削。而數(shù)控銑床大部分在機(jī)械加工行業(yè)中使用，主要用于一些精密零件的加工和小批量多品種的加工。 1．3：數(shù)控雕銑機(jī)產(chǎn)品介紹 1．RGDX-8060S數(shù)控模具雕銑機(jī) 1．產(chǎn)品圖片 2．產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表 技術(shù)參數(shù)表 序號(hào) 名 稱 參 數(shù) 1 工作臺(tái)尺寸(X/Y) 964*764 (毫米) 2 最大行程(X/Y/Z) 800*600*250 (毫米) 3 最大工件尺寸(X/Y/Z) 1000*1700*300 (毫米) 4 刀柄直徑 Φ3.175 Φ4 Φ6 Φ8 (毫米) 5 最大進(jìn)給速度 4 (米/分) 6 主軸電機(jī)功率 2.2 (千瓦) 7 主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍 30-24000 (轉(zhuǎn)/分) 8 分辨率 0.001 (毫米/脈沖) 9 定位精度 ±0.008 (毫米) 10 重復(fù)定位精度 ±0.007 (毫米) 11 外型尺寸(長*寬*高) 2000*2300*2600 (毫米) 12 機(jī)器凈重 3200 (公斤) 13 電源電壓 AC 220V±5% (伏特) 14 機(jī)器總功率 5 (千瓦) 3．主要特點(diǎn) 1．與同類產(chǎn)品比較RGDX-8060S數(shù)控模具雕銑機(jī)的加工幅面大，精度高。 2．采用臺(tái)灣上銀公司精密級(jí)直線導(dǎo)軌和P4級(jí)磨削絲桿，并且配有自動(dòng)注油潤滑系統(tǒng)，使用壽命長。 3．主要機(jī)械部件采用鑄件，整體剛性好，變形小。 4．采用日本三菱公司伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，最大進(jìn)給速度可達(dá)4米/分，可一次切割10毫米厚的銅板。 5．主軸配置2.2千瓦電機(jī)，轉(zhuǎn)速可達(dá)24000轉(zhuǎn)/分，功率大，轉(zhuǎn)速高。采用日本三菱公司變頻調(diào)速，可雕刻1毫米大小的字。 2．RGDK-4040S數(shù)控模具雕銑機(jī) 1．產(chǎn)品圖片 2．產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表 技術(shù)參數(shù)表 序號(hào) 名 稱 參 數(shù) 1 工作臺(tái)尺寸(X/Y) 500*480 (毫米) 2 最大行程(X/Y/Z) 400*400*150 (毫米) 3 最大工件尺寸(X/Y/Z) 460*600*200 (毫米) 4 最大刀具直徑 Φ13MM(ER20) (毫米) 5 最大進(jìn)給速度 5 (米/分) 6 主軸電機(jī)功率 2.2 (千瓦) 7 主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍 1500-24000 (轉(zhuǎn)/分) 8 分辨率 ±0.001 (毫米/脈沖) 9 定位精度 ±0.01 (毫米) 10 重復(fù)定位精度 0.005 (毫米) 11 外型尺寸(長*寬*高) 1500*1200*1800 (毫米) 12 機(jī)器凈重 1500 (公斤) 13 電源電壓 220 (伏特) 14 機(jī)器總功率 5 (千瓦) 3．主要特點(diǎn) ● 床身整體鑄造，剛性好，減震好 ● 采用高精密級(jí)直線導(dǎo)軌 ● 采用日本三菱（Mitsubishi）公司伺服系統(tǒng)，精度高，性能好 ● 主軸配置2.2千瓦恒功率電機(jī)，大功率，可滿足加工要求 ● 有一定模具剛的粗加工能力 ● 定位精度±0.01mm ● 重復(fù)定位精度±0.005mm ● 使用英國Renishaw公司激光干涉儀進(jìn)行精度保證 ● 采用臺(tái)灣新代控制器，性能穩(wěn)定，操作方便，支持G代碼，常用的CAM軟件后處理，都可以運(yùn)行加工，獨(dú)有的手輪模擬功能和自動(dòng)對(duì)刀功能使在加工中保證了效率 3．RGDK-7013B數(shù)控廣告雕刻機(jī) 1．產(chǎn)品圖片 2．產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表 技術(shù)參數(shù)表 序號(hào) 名 稱 參 數(shù) 1 工作臺(tái)尺寸(X/Y) 800*1800 (毫米) 2 最大行程(X/Y/Z) 700*1300*150 (毫米) 3 最大工件尺寸(X/Y/Z) 900*180 (毫米) 4 刀柄直徑 Φ3.175 Φ4 Φ6 (毫米) 5 最大進(jìn)給速度 10 (米/分) 6 主軸電機(jī)功率 1.5 (千瓦) 7 主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍 30-24000 (轉(zhuǎn)/分) 8 分辨率 0.005 (毫米/脈沖) 9 定位精度 ±0.015 (毫米) 10 重復(fù)定位精度 ±0.015 (毫米) 11 外型尺寸(長*寬*高) 1800*1100*1400