畢業(yè)設(shè)計(jì)三軸全動(dòng)件式雕刻機(jī)設(shè)計(jì)說明

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1、.專業(yè)整理. 附錄 燕山大學(xué)里仁學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱：三軸全動(dòng)件式雕刻機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院 年級專業(yè)： 11 級機(jī)設(shè)2班 學(xué)生姓名： 張文浩 指導(dǎo)教師： 姜文光 完成日期： 一、綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 1 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 4 三、研究步驟、方法及措施 4 四、研究工作進(jìn)度 5 五、主要參考文獻(xiàn) 5 六、指導(dǎo)教師意見 8 、綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 傳統(tǒng)的雕刻加工是一門技術(shù)性要求很高的手工技藝， 產(chǎn)品的質(zhì)量主要取 決與雕刻師

2、傅的技藝水平，而且勞動(dòng)生產(chǎn)率低、成本高、可重復(fù)性差。隨著 時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，雕刻機(jī)成為我們現(xiàn)代人與時(shí)俱進(jìn)的先進(jìn)工具 , 是 機(jī)電一體化的高效工具，它省時(shí)省力又環(huán)保，應(yīng)用也越來越廣泛。 1.1 雕刻機(jī)的起源 雕刻可以追溯到遠(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

3、， 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， 小到商店門前的招牌， 乃至很多產(chǎn)品的標(biāo)識銘牌， 可 謂雕刻的使用無處不在。 雕刻機(jī)，顧名思義就是用機(jī)械代替人工進(jìn)行雕刻的設(shè)備。 1938年世界第一臺手動(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

4、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)高科技 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、 性格穩(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。 1.2 雕刻機(jī)及其發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 雕刻機(jī)的特點(diǎn) 雕刻機(jī)的主要特點(diǎn)如下： （1）產(chǎn)品的尺度高， 一致性好。 雕刻機(jī)雕刻過程是由計(jì)算機(jī)控制完成的， 可以達(dá)到很高的精度要求和表面質(zhì)量。 （2）雕刻機(jī)投資少，見效快。以國產(chǎn)品牌為例，一臺小型號的雕刻機(jī)價(jià) 格在兩萬左右，大型號的也不過三四萬。 （3）雕刻機(jī)簡單易學(xué)，操作簡單。以一個(gè)電腦初級水平的人為例

5、，如果 接受公司培訓(xùn)的話用不了一個(gè)星期就能全部掌握。 現(xiàn)在市場上都有很多相關(guān) 的雕刻軟件，簡單易學(xué)。 （4）雕刻機(jī)加工范圍廣，前景廣闊。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。可加工的材料也是非常廣泛，包括金屬、石材、PVC板、ABS 板、亞克力、仿石材、橡皮、雙色板、鋁塑板等等各種材料。隨著人們對雕 刻機(jī)的認(rèn)識和掌握逐步加深， 應(yīng)用范圍會得到不斷擴(kuò)大， 應(yīng)用水平也會逐步 提高，雕刻加工必定會有更廣闊的前景。 1.2.2 研究雕刻機(jī)的目的和意義 建國六十年來， 我國的機(jī)械工業(yè)雖然已經(jīng)有了較大的發(fā)展， 具備了一

6、定 的基礎(chǔ)和規(guī)模， 初步滿足國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的需要。 但隨著世界科學(xué)技術(shù) 的迅速發(fā)展，我國機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還存 在相當(dāng)大的差距。 因此，在我國以新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和開發(fā)高技術(shù)含量的 新產(chǎn)品，已成為當(dāng)前機(jī)械工業(yè)以至各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)密切關(guān)注和改革的焦點(diǎn)。 機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合， 它包括機(jī)械、 電子、計(jì) 算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)。 它從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)出發(fā)， 使產(chǎn)品或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體優(yōu) 化。近年來， 世界上各發(fā)達(dá)國家競相發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)， 以提高制造技術(shù) 水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)向柔性化、 智能化發(fā)展。 機(jī)電一體化技術(shù)給傳統(tǒng)的機(jī)械 工業(yè)帶來了革命性的變革和驚人的效益

7、， 使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、 生產(chǎn)方式和管理體制 發(fā)生深刻的變化。 機(jī)電一體化是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨 勢，也是我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。 1.2.3 雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，舉例如下： 1 、廣告及禮品制作業(yè)，用于雕刻各類雙色板標(biāo)牌、有機(jī)玻璃、三維廣 告牌、雙色人物雕像、浮雕獎(jiǎng)?wù)隆⒂袡C(jī)板浮雕、立體門頭字等。 2 、模型行業(yè)，房地產(chǎn)的發(fā)展，對建筑模型的需求不斷增加。售樓處的 售樓模型、廣場模型、建筑設(shè)計(jì)方案的展現(xiàn)和展示，車輛模型市場的擴(kuò)大， 一些艦船模型、 工業(yè)模型也有紀(jì)念和收藏的意義。 雕刻機(jī)已成為制作模型的 最佳助手。 3 、木器工藝，用于浮雕圖案設(shè)計(jì)及制作

8、。雕刻機(jī)可以打孔、鏤邊等， 特別是新型裝飾材料、波浪板的廣泛應(yīng)用，也給了雕刻機(jī)更大的成長空間， 在提高了產(chǎn)品的重復(fù)性、 標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，使成品的生產(chǎn)效益得到顯著的提高。 4 、標(biāo)志行業(yè)，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，日新月異的城市公共基礎(chǔ) 建設(shè)，街路的翻新改造，現(xiàn)代化住宅小區(qū)、星級酒店、寫字樓的不斷建設(shè)， 對一些符合潮流和標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識和導(dǎo)向系統(tǒng)產(chǎn)生了大量的需求， 其中雕刻機(jī)制 作的牌匾 標(biāo)志、標(biāo)牌，占據(jù)了相當(dāng)大的部分。 從外部標(biāo)志上對公司的形象起到了良好 的作用，以雕刻的形式制作員工佩帶的胸牌、 科室牌、 樓層牌已成為一種趨 勢。 5 、印章業(yè)，各類字體各類材料的印章雕刻。 6 、汽車工業(yè)、輪

9、胎模具，車燈模具及飾品模具加工。 7 、印刷電路板（PCB新產(chǎn)品開發(fā)中的電路制作，鉆孔、銑槽等。 8 、藝品行業(yè)，旅游市場的不斷擴(kuò)大，旅客對具有當(dāng)?shù)仫L(fēng)情的禮物情有 獨(dú)鐘，雕刻機(jī)在這方面也大有用武之地。而且，現(xiàn)在的會議越開越多，對一 些紀(jì)念品和廣告宣傳品，流行采用雕刻制作。在戒指、鑰匙鏈、獎(jiǎng)杯、仿水 晶擺件、打火機(jī)、皮具、手表等等都可以進(jìn)行雕刻，可以體現(xiàn)一個(gè)人的個(gè)性 與品位， 對一些比較有想法的人來說， 也是獨(dú)特之處， 對這些物品施以情趣 的雕刻，迎合了人們對情感交流的需要。 9 、機(jī)械加工業(yè)，刻度盤字輪及標(biāo)尺刻度。 而且，隨著各種新型裝飾材料的不斷出現(xiàn)， 能用于雕刻的材料越來越多， 使

10、得計(jì)算機(jī)雕刻機(jī)有了更大的用武之地。 因此，雕刻機(jī)的應(yīng)用范圍還將不斷 擴(kuò)大。 1.2.4 我國雕刻機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 伴隨著人類社會的發(fā)展， 雕刻行業(yè)發(fā)生著巨大的變化， 現(xiàn)如今人們對雕 刻機(jī)有了全新的認(rèn)識， 數(shù)控木工雕刻機(jī)、 模具雕刻機(jī)、 激光雕刻機(jī)等電腦雕 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)械已是大勢所趨。 以廣告業(yè)為例，許多廣告行業(yè)的客戶都經(jīng)歷過從手工刻字到使用電腦刻字 機(jī)，廣告雕刻機(jī)的使用實(shí)現(xiàn)了機(jī)械代替手工的飛躍， 電腦代替了人腦， 字體 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范同時(shí)又大大提高了生產(chǎn)效率。 隨著近年來我國制造業(yè)的迅速發(fā)展， 我國的雕刻機(jī)產(chǎn)業(yè)也獲得了良好的 發(fā)展機(jī)遇， 有效地促進(jìn)了我國雕刻機(jī)

11、的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。 我國的雕刻機(jī)起步 于經(jīng)濟(jì)型機(jī)床， 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 經(jīng)過十多年的發(fā)展， 已形成了多個(gè)國 產(chǎn)品牌的雕刻機(jī)， 如上海洛克公司生產(chǎn)的啄木鳥數(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 型雕刻機(jī)的機(jī)床本體結(jié)構(gòu)較為簡單， 控制器大多借鑒國外新技術(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)比較高， 適用于精度 要求不太高的普及應(yīng)用場合。 對高精度的雕刻加工， 目前我國尚以進(jìn)口數(shù)控 雕刻機(jī)為主， 如意大利的左拉、 日本的全量等品牌的數(shù)控雕

12、刻機(jī)。 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)倍于國產(chǎn)產(chǎn)品， 因此主要 應(yīng)用于模具等高精度加工場合。 1.2.5 雕刻機(jī)的發(fā)展趨勢 雕刻機(jī)作為制造業(yè)一個(gè)有力的工具， 有著非常廣闊的發(fā)展前景， 隨著計(jì) 算機(jī)技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、 機(jī)械技術(shù)等各個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 雕刻機(jī)的功能將日 益強(qiáng)大，性能將更趨穩(wěn)定。雕刻機(jī)發(fā)展趨勢總結(jié)如下： 1 、更加精密 控制部分和機(jī)械部分精度的提高將極大地提高雕刻系統(tǒng)的精度， 控制部 分將向閉環(huán)伺服方向發(fā)展， 通過反饋調(diào)整做到誤差補(bǔ)償， 從而可以大幅度提 高精度，機(jī)械部分將采用更高的滾珠

13、絲杠和驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 同時(shí)裝配工藝的提高 也將進(jìn)一步提高系統(tǒng)的精度。 2 、更加高效 高性能運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)如DSF技術(shù)、32位單片機(jī)等的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電機(jī)性 能的提高， 刀具性能的提高， 采用規(guī)范的軟件開發(fā)技術(shù)等等， 都將會推動(dòng)雕 刻機(jī)系統(tǒng)向著高速、高效、高可能性的方向發(fā)展。 3、利用移動(dòng)通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速的發(fā)展，雕刻機(jī)將朝著數(shù)字化、 網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。 .專業(yè)整理. 本課題是三軸全動(dòng)式雕刻機(jī)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)通用機(jī)床中的雕刻機(jī)床大都采用 C形結(jié)構(gòu)，或龍門結(jié)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)模塊通常采用動(dòng)主軸與動(dòng)件組合的模式，這 種模式已非常成熟。但是在以小型零件為加工對象的條件下， 進(jìn)給軸要求的 行程短，而因材料的多樣

14、化，主軸功率卻不小。為此設(shè)計(jì)主軸固定型全動(dòng)件 三軸雕刻機(jī)。通過計(jì)算完成對三軸全動(dòng)件雕刻機(jī)設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行判定， 對 臥式三軸全動(dòng)件雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一個(gè)直觀的認(rèn)識和理解， 讓自己所學(xué)的理 論知識得到升華。 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成整個(gè)設(shè)備的機(jī)械部分設(shè)計(jì)。 主要內(nèi)容是對其中的動(dòng) 力匹配、線軌選配、絲杠選配及運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)的配合關(guān)系設(shè)定以及運(yùn)動(dòng)空間的 校核。 其中的關(guān)鍵和難點(diǎn)問題是滿足額定載荷的情況下對整體布局、 主軸箱、 工作臺的設(shè)計(jì)，以及動(dòng)力選配，導(dǎo)軌絲杠的選配。 三、研究步驟、方法及措施（研究框架、技術(shù)路線和基本思路、方法；課題 的創(chuàng)新及預(yù)期成果） 1

15、. 研究步驟與方法： ⑴ 收集相關(guān)資料，了解其發(fā)展?fàn)顩r及改進(jìn)空間，總結(jié)并撰寫開題報(bào)告 和文獻(xiàn)綜述。 ⑵ 確定機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及實(shí)施的可行性。 ⑶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算，選型校核。 ⑷ 進(jìn)行二維圖和三維圖的繪制。并完成總裝圖、部件圖、零件圖等。 ⑸ 完成說明書，并準(zhǔn)備答辯的ppt。 四、研究工作進(jìn)度 周 內(nèi)容 1 完成文獻(xiàn)檢索整理文獻(xiàn) 2 基本完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)口 3 修改文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告 4 完成PPT文擋制作，準(zhǔn)備第一次節(jié)點(diǎn)考核  .專業(yè)整理. 5 閱讀圖紙，準(zhǔn)備計(jì)算參數(shù) 6 完成設(shè)計(jì)計(jì)算 7-8 整體布局，圖紙繪制 9-10 完成整體圖紙

16、 11-12 主要零件圖的繪制 13 整理、修改、完成圖紙 14 個(gè)人審圖準(zhǔn)備論文 15 圖紙互審及論文整理 16 寫計(jì)算說明 17 PPT進(jìn)行最終答辯 五、主要參考文獻(xiàn) [1] 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》編寫組編?機(jī)床設(shè)計(jì)手冊.1978 [2] 孫健.機(jī)械制造工藝學(xué).1982 [3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.2007 [4] 王光斗,王春福主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.2000 ⑸ 林美珍,卞慰萱.YAG激光雕刻機(jī)系列.2003 .專業(yè)整理 . [6] DIGRA 系統(tǒng)與數(shù)字式電子雕刻機(jī) .2003 [7] 張策, 黃琪. 電子雕刻機(jī)雕刻頭研究現(xiàn)

17、狀與發(fā)展 .Vol.26 No2 2005:45-46. [8] 徐萍. CIMT2009 數(shù)控雕刻機(jī)展品簡評 . 2009. [9] 安振國. 吳善旺: 探尋雕刻的快捷方式 (J). 中國發(fā)明與專利 .2011 [10] 吳天強(qiáng), 李軍.基于數(shù)控雕刻機(jī)的綜合實(shí)訓(xùn)平臺設(shè)計(jì) .2010 [11] 龔志遠(yuǎn). 小型雕刻機(jī)的設(shè)計(jì) . 2011 [12] 李士弘, 寧生科, 馬保吉等 . 一種小型數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè) 計(jì)..2010 [13] 阮鴻雁, 陳建利, 陳俊強(qiáng)等. 基于 SimMechaniics ?的液壓挖掘機(jī)機(jī)構(gòu) 建模.2009 [14] 孫奎, 謝宗武 , 劉宏. 一種新的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)仿真分析方法 .2008 指導(dǎo)教師簽字： .專業(yè)整理 . 年月日 六、系級教學(xué)單位審核意見： 審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負(fù)責(zé)人簽字： 年月日 說明： 1. 開題報(bào)告版面設(shè)置為：B5紙，上下頁邊距分別為2.5cm和2cm左 右頁邊距分別為 2.4cm 和 2cm。 2. 開題報(bào)告正文標(biāo)題及內(nèi)容，宋體，小四號，行間距為固定值 20 磅。 3. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告一般不少于 1000 字。 4. 頁面不夠可加頁