摘 要

摘 要:本文以五轴雕刻机为研究对象，结合当前五轴数控雕刻机技术的发展，提出所需要的功能和需要满足的性能和指标，设计出五轴雕刻机主传动系统。有利于现代化生产与管理能够放鞭、精确计算加工时间，能精确计算生产和加工费用，有利于生产过程的科学管理和信息化管理。 本次毕业设计完成五轴雕刻机主传动机构结构的设计。最后，针对论文现有设计，给出了进一步的改善优化建议，并对所设计的专用五轴雕刻机的发展前景进行了期望。

本设计取得了如下成果：

深入学习了现代数控机床的理论知识，对机床的整体结构有的深入的认识，对机床行业的发展有了一定的认识，提高了对进给系统零部件以及整个机床的设计能力，提高了计算机辅助设计软件AutoCAD，UG的应用能力，设计出了结构合理，满足要求的零部件。

关键词：五轴联动；主传动；伺服电机；电主轴

The design of main drive dedicated five axis engraving machine

ABSTRACT

Pick to: based on the five axis engraving machine as the research object, combined with the current five-axis CNC engraving machine technology development, put forward the required functionality and performance and index of the need to meet, designed five axis engraving machine Lord drive system. The graduation design completed five axis carved the structural design of the main transmission mechanism. Finally, in view of the existing design paper, gives a further improve optimization Suggestions, and dedicated to the design of the development of the five axes carving machine is the expectations.

This design has the following results:

In-depth study the theoretical knowledge of modern machine tools, the deeper understanding of the development of the machine tool industry, has a certain amount of knowledge and improve the feeding system parts and whole machine design ability, improve the computer aided design software UG ,AutoCAD application ability. It is a qualified works design.

Key words：Five axis linkage；The main drive；Servo motor；Electric spindle

目 录

1 前言 6

1.1 本课题提出的背景 6

1.2 设计题目 6

1.3 专用五轴雕刻机主传动设计的意义及目的 6

1.4 主传动系统设计实验、数据及图纸要求 6

1.5 数控机床的特点 7

1.6 国内外同类研究概况 8

1.7 研究内容及特色创新 14

2 专用五轴雕刻机主传动设计的拟定及说明 15

2.1 专用五轴雕刻机主传动系统简介 15

2.1.1 在主传动系统方面，具有下列特点 15

2.1.2 专用五轴雕刻机主传动系统的要求 15

2.1.3 主传动的类型及方案选择 16

2.2.设计依据及要求 17

2.3 电主轴的选择 17

2.4 电动机的优缺点及系优化 19

3 主传动变速系统主要参数计算 19

3.1计算切削功率 19

3.1.1切削力的计算 19

3.1.2切削功率的计算 20

3.1.3主轴转速范围的确定 21

3.2 计算主传动功率 21

3.3 分级变速箱的传动系统的设计及主轴电动机的功率的确定 21

3.3.1 变速级数Z的确定 22

3.3.2 电动机的功率的确定 22

4 主轴组件设计 22

4.1概述 22

4.1.1轴的分类 23

4.2主轴结构设计 23

4.2.1主轴部件应满足的基本要求 23

4.2.2轴的结构设计 24

4.2.3草拟轴上零件的装配方案 25

4.2.4轴上零件的定位 25

4.2.5 各轴段直径与的确定 26

4.2.6 提高主轴强度的措施 27

4.2.7 轴的结构工艺性 27

4.3主轴强度的校核 28

4.3.1按扭转强度进行计算 28

4.3.2 强度校核计算 29

结 论 34

致 谢 35

参考文献 36

1 前言

1.1 本课题提出的背景

传统的手工雕刻已不能满足行业发展的需要，所以才有了雕刻机的出现。传统手工雕刻有些缺陷十分明显，比如效率不高，制作风险较大，材料浪费，对人主观意识的依赖严重等等^[7]。机器雕刻由于效率高，风险小，省材料，在很大程度弥补了手工雕刻的缺陷，所以才会被行业逐渐认可。

1.2 设计题目

专用五轴雕刻机主传动设计

1.3 专用五轴雕刻机主传动设计的意义及目的

机械制造是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业[4]。即使是发达工业化国家，也无不高度重视。近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况[5]。由此可见，五轴联动数控机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。每当人们在设计、研制复杂曲面遇到无法解决的难题时，往往转向求助五轴数控系统。提高生产质量与劳动生产率，保证加工的稳定性，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度。同时也可以把机械原理、机械设计、数控技术、机械制造技术基础、工程图学等专业课程中获得的理论知识在实际中综合地运用，以及熟练掌握AutoCAD和PRO-E这两个当下十分热门的绘图软件的运用，培养自己独立的机械设计能力，树立正确的设计思想，熟练应用有关参考资料、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准和部颁标准，掌握机械产品设计的基本方法和步骤，完成一个工程技术人员所具备的基本技能，为以后的工作打下良好的基础。

1.4 主传动系统设计实验、数据及图纸要求