摘 要

现代工业的发展速度急速增加，对于零部件的加工技术要求越来越高，而一些传统的工业制造加工技术已经无法达到现代工业所需要的零部件的制造加工要求。很多零件采用的结构是异形结构，但是选择的制造加工方式是传统方式，这样一来，制造加工出来的零件很难达到要求甚至无法制造加工出来。因此3D打印机应运而生。

3D打印机不需要传统的机械加工方式或者像以前一样，加工一个零件就需要一个模具。3D打印机能直接从计算机给出的图形数据，制造出任意形状的物体，提高了生产率，很大程度上减小了产品的生产周期。虽然就目前市面上的情况而言，3D打印技术并不稳定，也不是非常可靠，但是3D打印技术的潜力巨大，无论是市场价值还是工业加工价值，势必会成为未来人们主要突破创新的技术之一。

本文主要针对的是3D打印机的结构设计，主体结构是以XYZ三方向运动为主体结构，设计出一款符合现代人们需求的设备。为了在实际的生产过程中，制造出一些传统加工方式难以加工的零件。

关键词：三维打印机 机械结构设计 新型生产设备

Structure design of 3D printer

ABSTRACT

The pace of development of modern industry, the rapid increase in, for the parts of the processing technology requirements more and more high, and some traditional industrial manufacturing processing technology has been unable to reach the requirements of modern industrial parts manufacturing and processing. Many parts adopt the structure of the structure, but the choice of the manufacturing process is the traditional way, so that the parts manufactured and processed is difficult to meet the requirements and even can not be produced. So 3D printer came into being.

3D printer does not need the traditional mechanical processing methods or as before, the processing of a part will need a mold. 3D printer can directly from the computer graphics data, to create an arbitrary shape of the object, improve productivity, to a large extent, reduce the production cycle of the product. Although currently on the market situation, the 3D printing technology is not stable, is not very reliable, but the huge potential of 3D printing technology, both the market value and industrial processing value, is bound to become one of the people in the future the main breakthrough innovation technology.

This article mainly aims at the structure design of the 3D printer, the main body structure is the XYZ three direction movement as the main body structure, designs a model which conforms to the modern people demand the equipment. In order to produce some traditional processing methods in the actual production process, it is difficult to manufacture the parts.

Keywords: 3D printer mechanical structure model of equipment

目 录

1. 绪论………………………………………………………………………………….……….…1
2. 方案设计思路…………………………………………………………………….…………….3

2.1本次设计的主要内容及流程………………………………………………….……….….3

2.2 3D打印机结构设计思路的方案分析………………………………………….………....3

1. 电动机的选择…………………………………………………..........................……………....5

3.1 Z轴电动机的选择…………………………………………………………......…….……5

3.2 X,Y轴电动机的选择……………………………………………………….......…………7

4.滚珠丝杠螺母副的设计……………………………………………………………............……9

4.1 材料选用原则……………………………………………………………..................……9

4.2 丝杠螺母工作条件及失效形式…………………………………………..………………9

4.3 螺旋传动的类型特点及其应用……………………………………………………….....10

4.4 滚珠丝杠螺母副的计算……………………………………….........................................11

4.5 滚珠丝杠螺母的支撑方式………………………………….....................................……18

4.6 滚珠丝杠螺母的润滑和防尘隔离…………………………….........................…………18

1. 直线轴承和导向光杆的设计及计算……………………………...............................…………21

5.1直线轴承的选择…………………......................................................……………………21

5.2直线轴承的安装…………………………......................................................……………22

5.3直线轴承润滑和防尘……………………………..............................................…………23

5.4直线轴承的载荷和寿命……………………..........................................…………………24

6.联轴器的设计选择………………………………...........................................................………25

7. 结构设计及三维建模………………………………….....................................................……27

7.1 结构设计中零件的三维建模………………………….................................……………27

7.2 整体装配图三维建模…………………………….............................................…………30

7.3 标准件建模………………………………….............................................................……30

结论………….……………......................................................................................………………31

致谢…….........………………..............................................................................…………………32

参考文献…….………………......................................................................................……………33

1. 绪论

对于3D打印机而言，有时候它会被人们称之为快速成型机，用液体或者粉状塑料为材料来制造加工物品，其运作原理和传统的打印机也十分地相似。快速成形技术（rapid prototyping，简称RP）又称快速原型制造技术，是近些年才发展起来的一种的制造加工技术，发展速度快，技术先进。在20世纪80年代，快速成形技术起源于美国，随后流传到欧洲和日本等地。是近年来制造技术领域的一次重大突破。RP技术，是一种基于离散堆积成形思想的数字化成形技术；是材料科学与工程技术、激光技术、数控技术以及CAD技术的集成。RP技术可以自动地将人们所设计的物品迅速转化为具有一定功能和结构的原型件，或者用合适的材料能直接制造出相对应的零部件。并且，人们可以对产品的设计进行快速的修改、评价，以便快速制造出满足市场需求的零部件，大大地提高了一个企业的竞争力和反应力，势必会增加企业的经济效益。

　　RP技术将CAM、CAD、新材料和光电子，精密伺服驱动等先进的技术融合在一起。由CAD或者其他的制图软件，画出产品的三维模型，对其进行分层切片，随后得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束可以选择性地进行喷射，并且固化一层层的液态树脂（或切割一层层的纸，或烧结一层层的粉末材料）。或者，喷射源选择性地喷射一层层的热熔材料或沾粘剂等等，形成各个截面，再逐步叠加成型。简单来说，RP技术是将一个复杂，抽象的三维模型加工过程，通过切割分层，简化成一系列二维加工过程的组合。