【機械畢業設計】快速成型機設計【含全套CAD圖紙和WORD說明書】
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摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒 論 1
1.1快速原型技術簡介 1
1.1.1 RPM 的基本構思 1
1.1.2 幾種典型的快速成型技術 2
1.1.3各種成型方法簡介及對比 3
1.2快速成型精度概述 3
1.3快速成型機SLA技術原理 5
1.4 快速成型機SLA國內外現有技術水平 6
1.5快速成型機SLA應用領域 6
1.6 本次設計的主要工作 7
1.6.1 主要設計工作 7
1.6.2 設計參數 7
1.6.3 設計思路及主要問題 7
第2章 XY方向設計計算 9
2.1設計任務 9
2.1.1 設計參數 9
2.1.2 方案的分析、比較、論證 9
2.2 脈沖當量和傳動比的確定 10
2.2.1 脈沖當量的確定 10
2.2.2 傳動比的確定 10
2.2.3 確定步進電機步距角 10
2.3 絲杠的選型及計算 11
2.3.1 計算絲杠受力 11
2.3.2 滾珠絲杠螺母副的選型和校核 11
2.4 導軌的選型及計算 15
2.4.1 初選導軌型號 15
2.4.2 計算滾動導軌副的距離額定壽命 16
2.5 步進電機的選擇 16
2.5.1 傳動系統等效轉動慣量計算 17
2.5.2 所需轉動力矩計算 18
2.6 本章小結 21
第3章 Z方向設計計算 22
3.1 Z方向工作臺設計 22
3.1.1設計任務 22
3.1.2 設計參數 22
3.1.3 方案的分析、比較、論證 22
3.2 脈沖當量和傳動比的確定 23
3.2.1 脈沖當量的確定 23
3.2.2 傳動比的確定 23
3.2.3 確定步進電機步距角 23
3.3 絲杠的選型及計算 24
3.3.1 計算絲杠受力 24
3.3.2 滾珠絲杠螺母副的選型和校核 24
3.4 步進電機的選擇 28
3.4.1 傳動系統等效轉動慣量計算 28
3.4.2 所需轉動力矩計算 29
3.5本章小結 31
第4章 刮刀系統設計 32
4.1 刮板的選擇 32
4.2 刮板的材料和移動速度對涂層質量的影響 33
4.3 本章小結 34
第5章 PLC控制系統 35
5.1步進電機的簡介 35
5.2步進電機的工作原理及特性 35
5.3 PLC簡單介紹 35
5.3.1為大量實際應用而開發的特殊功能 35
5.3.2網絡和數據通信 35
5.3.3其它功能 36
5.4 控制原則 36
5.5控制方法 36
5.5.1 行程控制 36
5.5.2 進給速度控制 37
5.5.3 進給方向控制 37
5.6 本章小結 37
結 論 38
參考文獻 39
致 謝 41
第1章 緒 論
本文主要針對快速成型機機機械結構設計。按照國家和行業相關標 準，機械傳動部分參照了《機電一體化系統設計手冊》。在設計過程中，力求使快速成型機的傳動及零部件結構簡單、運動穩定、而且成本低廉、質量 可靠、可批量生產，并且促進快速成型機的普及與發展，同時為國內同 類機器的設計提供一定的參考。
1.1快速原型技術簡介
快速原型制造技術(Rapid Prototype Manufacturing) ,簡稱 RPM ,是先進制造技術的重要分支.它是80年代后期起源于美國 ,后很快發展到歐洲和日本 ,可以說是近 20 年來制造技術最重大進展之一.它建立在CAD/ CAM 技術、計算機控制技術、數控技術、檢測技術和材料科學的基礎之上 ,將計算機輔助設計 CAD與各種自由造型(Free Form Manufacturing)技術直接結合起來 ,能以最快的速度將設計思想物化為具有一定結構功能的產品原型或直接制造零件 ,從而使產品設計開發可能進行快速評價、測試、改進 ,以完成設計制造過程 ,適應市場需求.
1.1.1 RPM 的基本構思
任何三維零件都可看成是許多二維平面沿某一坐標方向迭加而成 ,因此可利用分層切片軟件 ,將計算機產生的 CAD 三維實體模型處理成一系列薄截面層 ,并根據各截面層形成的二維數據 ,用粘貼、熔結、聚合作用或化學反應等手段 ,逐層有選擇地固化液體(或粘結固體)材料 ,從而快速堆積制作出所要求形狀的零部件(或模型).傳統的制造方法是基于材料去除(material remove)概念 ,先利用 CAD 技術作出零件的三維圖形 ,然后對其進行數值分析(有限元分析、模態分析、熱分析等) ,再經動態仿真之后 ,通過 CAM 的一個后處理(Post Process)模塊仿真加工過程 ,所有的要求均滿足之后 ,形成 NC 文件在數控機床上加工成形.快速原型制造技術 RPM 突破了傳統加工中的金屬成型(如鍛、沖、拉伸、鑄、注塑加工)和切削成形的工藝方法 ,是一種“使材料生長而不是去掉材料的制造過程” ,其制造過程的主要特點是:
1、新的加工概念. RPM 是采用材料累加的概念 ,即所謂“讓材料生長而非去除”,因此 ,加工過程無需刀具、模具和工裝夾具 ,且材料利用率極高;
2、突破了零件幾何形狀復雜程度的限制 ,成形迅速 ,制造出的零件或模型是具有一定功能的三維實體;...
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