数控激光雕刻机机架总体设计本科毕业论文.doc

资料
1绪 论
1.1课题的背景及目的
什么是数控机床？在介绍数控机床之前我们先了解一下普通机床。车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把毛坯零件加工成所需要的形状，它包含尺寸精度和几何精度两个方面，能完成以上功能的设备都称为普通机床。所谓数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制，它是一种装有计算机数字控制系统的机床，数控系统能够处理加工程序，控制机床自动完成各种加工运动和辅助运动[1]。
随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日益提高，更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应地提出了高精度、高柔性与高度自动化要求。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此采用数控加工手段，解决了机械制造业中常规技术难以解决，甚至无法解决的单件、小批量，特别是复杂造型面零件的加工。应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，特别是数控特种加工的发展，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。同时它可以帮助人类完成很多危险、繁重、重复的体力劳动。人类文明的发展、科技的进步已和数控机床的研究、应用产生了密不可分的关系。由于社会的需求，造就了一批从事设计、开发和使用数控加工机床的高级人才。经过50多年的发展，现代数控技术在工业、农业、国防、航空航天、商业、交通运输、旅游、医药卫生、办公自动化及生活服务等众多领域获得了越来越普遍的应用，并已取得了巨大的经济利益。数控技术，尤其是数控特种加工技术的不断进步与创新，使整个制造业乃至整个社会都发生了和正在发生着翻天覆地的变化。数控技术可以从某个角度折射出一个国家的科学水平和综合国力[1][2]。
从上述情况看出，数控技术，特种加工技术是今后机械加工发展的趋势，数控特种加工的应用会越来越广泛，发展数控特种加工技术有着十分重要的意义。
1.2国内外数控技术发展的状况
数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同，各有特点。
1.美国的数控发展史
美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升[3]。
2.德国的数控发展史
德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。于1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件的先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司的数控系统为世界闻名，竞相采用[3]。
3.日本的数控发展史
日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台，出口27,409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人，科研人员超过600人，月产能力7,000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用[3]。
4.我国的现状
我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力。究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够，制造水平依然落后，服务意识与能力欠缺，数控系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。另外随着外国企业的进入和民营企业的兴起，我国的数控技术有了显著的提高，但整体实力还相差较远。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距[1][2][3]。
1.3数控机床的分类及数控激光加工的特点
数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其它辅助系统组成。控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用；伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，使刀具和零件执行数控代码规定的运动；检测系统则是用来检测机床执行件(工作台、转台、滑板等)的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动；机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置；辅助系统种类繁多，如固定循环(能进行各种多次重复加工)、自动换刀(可交换指定刀具)、传动间隙（补偿机械传动系统产生的间隙误差)等等。数控机床种类繁多，一般将数控机床分为16大类： 1、数控车床(含有铣削功能的车削中心) 。2、数控铣床(含铣削中心)。 3、数控铿床。 4、以铣程削为主的加工中心。5、数控磨床(含磨削中心)。 6、数控钻床(含钻削中心)。 7、数控拉床。 8、数控刨床 。9、数控切断机床。10、数控齿轮加工机床。11、数控激光加工机床。12、数控电火花线切割机床。13、数控电火花成型机床(含电加工中心)。14、数控板村成型加工机床。15、数控管料成型加工机床。16、其它数控机床[1][2][3]。
激光是一种经受激辐射产生的加强光，它具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性四大综合性能。通过光学系统聚焦后可得到柱状或带状光束，而且光束的粗细可根据加工要求调整，当激光照射在工件的加工部位时，工件材料迅速被熔化甚至气化。随着激光能量的不断被吸收，材料凹坑内的金属蒸汽迅速膨胀，压力突然增大，熔融物爆炸似地高速喷射出来，在工件内部形成方向性很强的冲击波。因此，激光加工是工件在光热效应下产生高温熔融和受冲击波抛出的综合作用过程[4]。
1.4激光加工及数控激光雕刻机的适用范围
激光加工的主要参数是激光的功率密度，激光的波长和输出的脉宽，激光照在工件上的时间及工件对能量的吸收等。只要对主要参数进行合理选用，激光可以进行多种类型的加工。如对材料的表面热处理、焊接、切割、打孔、雕刻及微细加工等。而数控激光雕刻机的加工对象有机板、布料、纸、皮革、橡胶、厚纸板、密集版、发泡棉、美耐皿、玻璃、塑胶，以及其它非金属。数控激光雕刻机加工技术已广泛用于机械工业、电子工业、国防和人民生活等许多领域[3][4]。

2 总体方案设计
总体设计是数控激光雕刻机机架设计的基础，是雕刻机机架具体内容的总体设计是数控激光雕刻机机架设计的基础，是雕刻机机架具体内容的设计的指导思想。因此，在机架的详细设计进行之前，必须对机架进行总体设计。机架的总体设计要遵循机架设计的准则和要求。
2.1机架设计的准则与要求
2.1.1 机架设计准则
机架是机器（或仪表）中支撑或容纳零部件的零件的统称。如底座、机体、床身、车架、桥架、壳体等。机架设计的三个准则是应满足刚度、强度以及稳定性的要求[5]。
2.1.2 机架设计的一般要求
(1)在满足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻，成本低。
(2)抗振性好，吧受迫振动振幅限制在允许的范围内，噪声小。
(3)温度场布局合理，热变形对精度影响小。
(4)结构设计合理，工艺性良好，便于铸造、焊接和机械加工。
(5)结构力求便于安装和调整，方便修理和更换零件。
(6)有导轨的机架要求导轨面受力合理，耐磨性良好。
(7)造型好，使之既适用经济有美观大方[6]。
2.2机架的总体设计
根据机架设计准则、要求及其加工应用特点和教师指导，初步拟定激光雕刻机机架总体设计方案：该机架主要有三个直线导轨副、一个横梁、两个步进电机及两个同步带系统组成。其中两个直线导轨副相互平行，作为一组位于下面；另一导轨副在横梁之上，横梁架在两平行的导轨副的滑块上，由一个步进电动机驱动，从而控制X向运动，另一步进电动机驱动横梁在平行导轨上运动，从而实现Y向运动。运动动力由同步带传递。
3 导轨副系统的设计
3.1导轨支撑架的设计
激光雕刻机加工过程中没有显著的机械力的作用，支撑架的受力仅来自导轨、横梁及其上附件的重力，因此支撑架受力很小。考虑减轻机架本身重量及抗振性的要求，选用铝合金材料作为导轨支撑架。变形铝合金塑性好，强度高，稳定性好，制造简单成本低，故选用变形铝合金作为导轨支撑架较为合适[6][8][9]。根据五金手册[7]，选择牌号为IA99的矩 图3.1 支撑架
形支撑架，其尺寸为4030。支撑架截面形状如图3.1所示。
3.2导轨副的选择
导轨是数控机床的导向机构，其主要作用是导向和支撑。一副导轨主要由两部分组成，在工作时一部分固定不动，成为支撑导轨（或动导轨），另一部分相对支撑导轨作直线或回转运动，成为动导轨（或滑座）。根据导轨副之间的摩擦情况，导轨分为滑动导轨和滚动导轨。滚动导轨两导轨面之间为滚动摩擦，导向面之间放置滚珠、滚柱或滚针等滚动回转体来实现导轨无滑动的相对运动。这种导轨磨损小，寿命长，定位精度高，灵敏度高，运动平稳可靠。它适用于工作部件要求移动均匀，动作灵敏以及定位精度高的场合，因此滚动导轨适用于精密的机电一体化产品中。滚动直线导轨是滚动导轨中常用的一种，其最大优点是摩擦因数小，动静摩擦因数差很小，因此，运动轻便灵活，运动所需功率小，摩擦发热小、磨损小，精度保持性好，低速运动平稳性好，移动精度和定位精度高[6][10]。
3.2.1 导轨设计的要求
(1)几何精度 就是通常所说的导向精度，即运动的直线度或回转精度。
(2)运动精度 它包括两方面的内容：一是运动的平稳性，二是定位精确度。
(3)具有足够的承载能力和刚度，使用寿命长。
(4)结构简单，工艺性好，便于调整和维修。
(5)具有良好的润滑和防护装置[5][6]。
3.2.2 导轨副的选择
结合直线导轨设计要求和直线导轨的特点，选用滚动直线导轨副，根据雕刻机设计要求选用GGB16AA型四方向等载荷滚动直线导轨副。其结构和特点[6]如下：
结构：
滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封盖及挡板组成。当导轨与滑块作相对运动时，钢球沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚道，在滑块端部钢球又通过返向器进入反向孔后在进入滚道，钢球就这样进行周而复始的滚动运动，返向器两端装有防尘密封装置，可以有效的防止灰尘、屑末进入滑块内部。
特点：
(1)动静摩擦力之差很小、摩擦阻力小，随动性好，有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度，驱动功率小，只相当于普通机械的十分之一。
(2)承载能力大，刚度高。
(3)能实现高速直线运动，其瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
(4)采用滚动直线导轨副可以简化设计、制造和装配工作、保证质量、缩短时间、
降低成本。导轨副具有“误差均化效应”从而降低基础件（导轨安装面）的加工精度，精铣或精刨即可满足要求。
3.3导轨材料与热处理
3.3.1 导轨的材料
导轨的材料应具有良好的耐磨性、摩擦系数小、动静摩擦系数之差小，加工和使用时产生的内应力小，尺寸稳定性好等特点。考虑以上因素，选用铸铁/镀铬铸铁作为导轨副材料，以提高使用受命。前者为滑块材料，后者为导轨材料，二者均采用HT200。本设计中导轨长度小于2500mm，按表[6]9.3-15对灰铸铁硬度进行处理：190<HBS< 255,且硬度差不超过25。
3.3.2 热处理方法
粗加工后进行一次时效处理，半精加工后再进行一次时效处理。中频淬火，淬硬深度1-2mm，硬度220HBS[8][9]。
3.4导轨额定寿命计算
公式： （3.1）
（3.2）
式中 ——额定寿命（km）；
——额定动载荷（kN）；查表[6]9.3-51，=6.07KN；
——受力最大滑块所受的载荷（kN）；
——指数，当滚动体为滚珠时；
——额定寿命单位（km），滚珠时，；
——滚动硬度系数，通常取；
——温度系数，查表[6]9.3-45，；
——接触系数，查表[6]9.3-46，；
——精度系数，查表[6]9.3-47，；
——载荷系数，查表[6]9.3-48，；
滑块的载荷计算方法见机械设计手册表[6]9.3-49
分析：当横梁上滑块位于横梁左端时，两平行导轨受力基本上均等，取N；
当滑块位于横梁最右端时，右侧的平行导轨承载大部分重量，<<,取N；
所以=100N。
将以上数据带入公式 （3.1） =km=446491km
按式9.3-16h
式中 ——寿命时间（h）；
——额定寿命（km）；
——行程长度（m）, =0.35m;
——每分钟往复次数，=60。
按年工作日360天，两班制，每班8小时，开机率为90%，预计寿命年限为
理论计算寿命符合要求

4 同步带系统的设计
同步带利用齿形带的齿形与带轮的轮齿依次相啮合传递运动和动力。它兼具带传动、齿轮传动及链传动的优点，能方便地实现较远中心距的传动，传动过程无相对滑动，平均传动比较准确，传动精度高，且齿形带的强度高，厚度小，重量轻，故可以用于低速及高速传动;齿形带无需特别张紧，作用在轴和轴承等处的载荷小，传动效率高，因此在数控机床、工业机器人等伺服传动中的到广泛应用[11]。
4.1同步带的选择[6]
4.1.1 估算同步带传递的功率
同步带主要用于带动横梁或滑块上的激光头运动。其能量主要消耗在克服导轨的摩擦上。由于横梁下的平行导轨副受力大于横梁上上导轨副受力，故设计时以平行导轨副为设计对象即可满足全部同步带的要求。
根据总体设计初估平行导轨上所承受的重量为10Kg
根据机械设计手册公式
（4.1） 其中： 滚动摩擦系数
：法向载荷（N）
：密封件的阻力N，每个滑块座（）
所以 N
根据相关资料显示，数控激光雕刻机的加工速度一般不高于1m/s，这里按 1m/s进行设计。
则 Kw
雕刻机在工作过程中工作平稳，查表[6]14.1-55 取修正系数
则 Kw
根据选择75BYG4501型混合式步进电动机[6][13]
型 号
步距角
相 数
V
A
静 转 矩
重 量
频 率
75BYG4501
0.9°/1.8°
2/4
50
3
1.5KN
1.5
1200/s
表4.1.1步进电动机

4.1.2 带型和节距的选择
根据和由图[6]14.1-14确定选用XL型同步带，根据表14.1-50选择节距mm
4.1.3 带轮齿数 Z
根据带型和带轮转速n，由表[6]14.1-56查得，取
4.1.4 带轮直径
（4.2）
带入数据得
mm
查表[6]14.1-61 取 mm
由表[6]14.1-60 查得mm 取mm
4.1.5 从动轮齿数的确定
本设计中采用1：1传动，故
4.1.6 大带轮直径
（4.3）
带入数据得
mm
4.1.7 带速
（4.4）
mm/s
4.1.8 初定轴间距
取mm, mm, mm。
4.1.9 带长及齿数
（4.5）
mm
查表[6]14.1-51，应选长代号为140的XL型同步带，其节线长mm

mm
查表[6]14.1-51，应选长代号为420的XL型同步带，其节线长mm
mm
查表[6]14.1-51，应选长代号为450的XL型同步带，其节线长mm
4.1.10 实际轴间距
（4.5）
mm
mm
mm
4.1.11 带轮啮合齿数
（4.6）

4.1.12 基本额定功率
（4.7）
由表[6]14.1-58查得N,m=0.022kg/m,带入上式得
=kw>0.01kw
4.1.13 所需带宽
（4.8）
由表[6]14.1-57知，XL型同步带mm,,
=mm
由表[6]14.1-52选择带宽代号为037的XL型同步带，其基宽mm

图4.1.2齿标准同步带
表4.1.2标准同步带齿形尺寸
带型
节 距
pb
齿形角
2β
齿根厚
S
齿高
ht
带高
ht
齿根圆角半径
rr
齿顶圆角半径
ra
XL
5.080
50
2.57
1.27
2.3
0.38
0.38
4.2带轮的结构和尺寸
传动带型号为420XL037，小带轮mm,mm
查表[6]14.1-62 同步带轮最小宽度为10.4mm
查表[6]14.1-63 同步带轮挡圈厚度取为1.5mm
所以带轮总宽mm 取为14mm。 图4.2直边齿带轮
其形状如图4.2所示，各项数值见表4.2。
表4.2直边齿带轮的尺寸

25
0.41

0.508
18.9
4.9
15.6

4.3传动带系轴承的选择
该设计带传动系统无轴向载荷作用，轴承仅受径向力的作用，并且轴承承载质量很小。深沟球轴承主要用于承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数在所有轴承中最小，转速高，价格低。根据以上条件选用深沟球轴承。根据传动带轮的大小，带轮轴上轴承选用6205型深沟球轴承，末端小轴上选用6001型深沟球轴承[11][14]。其基本参数见表4.3。
表4.3沟球轴承基本参数
轴 承

代 号
基本尺寸
基本额定动载荷
基本额定静载
极限
转速
r/min
d
D
B
kN
6001
12
28
8
5.10
2.38
19000
6205
25
52
15
14.0
7.88
12000

图4.3沟球轴承
4.4轴承寿命校核
该设计中用到6001、6205两种深沟球轴承，而二者是同步的，即每分钟的转数相同，但6001号轴承受力大于6205号轴承，所以对6001型轴承校核即可。
公式： （4.9）
——轴承基本额定动载荷KN；
——轴承的当量动载荷；
——轴承转速=360r/min；
——所选轴承为球轴承，所以；
计算 （4.10）
——轴承所受径向当量动载荷；
——轴承所受轴向当量动载荷；
——径向当量动载荷系数；
——轴向当量动载荷系数；
——经验载荷系数；
在该设计中轴承仅受同步带的拉力，即轴承只承受径向载荷作用
所以 ，=10N，，=1
所以 =N
=(h)
又每年工作360天，每天18小时

由上可以看出由于轴承受力极小，轴承理论寿命为无限长，轴承选用合理
4.5末端轴承座的设计
该轴承座位于连接运动部件的三根同步带的末端，在带传动中处于从动位置。该轴承座的设计要求是保证安装后的同步带上表面与横梁的底面同高度（对于横梁上的同步带是同步带的下面与滑块上联接板同高度）。
已知带宽=9.5mm，带双边挡圈的带轮最小宽度为=10.4 mm，6001型深沟球轴承宽度=8mm，mm,同步带轮=18.9mm，=0.508mm。
所以 mm，则轴承座上轴承孔中心的高度为
mm， 取=49 mm。
同理可得横梁上轴承座上轴承孔中心的高度为
=24+8+=32+9.704=41.704mm， 取=42mm。
轴承座两耳座宽度为11mm，一侧在外部留有宽和高均为3 mm的环式轴承肩，另一侧用一个孔用弹簧挡圈固定，两耳座相邻面的距离为12mm。该轴承座与机床采用内六角螺钉联接[11]。根据以上要求和条件设计轴承座形式如图4.5所示，各项数值见表4.5。

图4.5轴承座
代号
h
h1
h2
h3
l
l1
l2
B
B1
B2
d1
d2
轴承座1
68
28
49
10
80
30
9
34
11
8
28
22
轴承座2
61
21
42
10
80
30
9
34
11
8
28
22
表4.5端轴承座基本参数
4.6带轮轴轴承座的选择
本设计中的传动轴位于电机与同步带轴承座之间，需用两个轴承座固定在机床上，并且要求轴的中心线与5.1中轴承座轴承的中心在同一水平面内.本设计中与轴配合的轴承型号为6205型深沟球轴承，其d=25 mm，根据机械零件手册表[15]9-8，选用SN205型轴承座，其形状如图4.6所示，参数见表4.6。

图4.6 带轮轴轴承座
表4.6带轮轴轴承座基本参数
型号
d
d2
D
g
A
A1
H
H1
L
J
S
N1
N
SN205
25
30
52
23
66
46
40
20
165
130
M12
15
20
由于高度要求，需在轴承座下增设垫块以满足要求，垫块厚度为9 mm，宽46mm，长30mm，材料为20号钢。
4.7带轮轴的设计
本设计中的传动轴位于电机与同步带轴承座之间，用于传递电机动力到运动执行件。该轴比较长，考虑提高抗弯强度，和轴承座的布局原理，将电机同步带和从动同步带布置载右端轴承座的两侧。有上知，与轴承配合处轴颈为D2=25，公差为6r[16]。根据SN205型轴承座的参数知，轴的中径为D3=30,由于该轴轴承配合处离轴端距离较远，考虑到轴承的安装方便，及减少带轮的安装，直接设计成带轮轴，设定轴承的D1=23>22.5。根据总体设计，确定各部分的长度如图4.7所示，带轮轴参数如表4.7所示。

图4.7 带轮轴
代号
d1
d2
d3
d4
d5
l
l2
l3
l4

23
25
30
25
23
571
50
295
50
表4.7 带轮轴基本参数
4.8带轮挡圈的设计
带轮挡圈位于带轮的两侧，对同步带起限制导向作用，防止带轮脱离正确的运动轨道。带轮挡圈的设计要注意其容带深度和其厚度等问题。参考机械设计手册表[6]14.1-63设计带轮挡圈如下：mm，取mm，mm，取mm，，取mm， mm，取mm, mm
挡圈的形状如图4.8所示，参数如表4.8所示。
表4.8带轮挡圈基本参数
代号
d1
d2
L1
L2
L

12
16.4
11
12
34

4.9末端小轴的设计 图4.8带轮挡圈
该轴位于三根二级同步带的末端，是从动轴，仅其张紧作用，无需加工出带轮，材料用45钢。与该轴相配合的轴承是6001型深沟球轴承，其=12mm,故该轴两端轴颈 =12 mm，该段轴长度取为10 mm。同步带齿根圆直径为
（4.11）
查机械设计手册表[6]14.1-50 知XL型梯形齿同步带齿高=1.27 mm，带入式（4.11）得：
= mm，即为轴的轴与同步带接触部分轴颈。
有轴承座的设计知该段轴长度为12 mm。根据以上条件，设计出该轴。
其形状如图4.9所示，参数如图4.9所示。
表4.9末端轴基本参数
代号
K
da
di
r
t
de

1.5
18.9
19.5
0.6
1.5
22.5
20

图4.9轴
结 论
数控加工是现代机械制造发展的方向，特种加工技术又为机械加工提供了新的、高效的加工方法。本文设计的激光雕刻机就是二者相结合的产物，它为制造业提供了一种全新的加工方法。
在设计的开始，因为对数控激光雕刻机不太了解，不知道雕刻机的机架应是什么样的，总体设计也就不知道应该从那里入手。后来，在导师的带领下见到了数控激光雕刻机，并亲眼目睹了雕刻机的工作过程，对数控激光雕刻机机架总体设计有了基本概念。设计过程中我遇到一些问题，如雕刻机导轨副的选择，同步带的设计，轴承座的选用等等。在老师和同学们的帮下我解决了导轨副系统、带传动系统设计中所遇见的问题，以及轴承座的选择。由于本设计中用到不少标准件，通过设计我学会了怎样去选择一些标准件，什么地方用什么样的标准件更合适。
经过一个多月的忙碌，我已设计出基本符合要求的数控激光雕刻机机架。由于能力有限，又是初次设计加工机械，我的设计之中难免有一些不足之处，还望老师给予指导。

致 谢
本文是在杨汉嵩老师的悉心指导下完成的。他那渊博的学识，严谨的治学态度，给我们留下了深刻的印象。他为我们的毕业设计做了精心指导，倾注了大量的心血，鼓励我们战胜了许多困难。在论文写作过程中，他提供了许多帮助和指导，使我的论文写作能够顺利完成，我真切的感受到了他先进的思想和严谨的学风。另外，他对科学研究的热情和严谨及在学术上的不懈追求，给作者树立了学习的榜样。我们很荣幸能在杨汉嵩老师带的毕业设计组中完成我的毕业设计，这个过程使作者受益匪浅。在毕业设计即将完成之际，衷心向杨汉嵩老师致以深深的敬意和诚挚的感谢。
感谢校领导、院领导在设计过程中给予的支持。感谢其他老师在繁忙当中,抽出大量的时间,给我们有关方面的知识,给了全面的指导。使我们无形中增长了见识，扩充了知识面，这些对我们扎实的掌握专业知识有很大的帮助。
感谢同组的同学，在与他们相互讨论中，对所学的知识加深了印象，对课题有了更深刻的理解，这使我在毕业设计开始时能较快地进入课题。在合作过程中，与他们相处的融洽为我提供了很好的设计氛围。在此，我表示非常高兴能与他们合作，同时感谢他们对我的无私帮助。
同时对我的室友表示由衷地感谢，在整个设计过程中，他们为我提供了一个良好的学习环境,为CaXa软件的重新认识、使用给予自己很大的帮助，他们的支持是设计任务能够顺利完成不可缺少的条件。感谢他们在我做毕业设计的过程中给予的关心和支持。
感谢我的家人，在我遇到困难气馁的时候他们给予我莫大的鼓励。
最后，感谢我们美丽的的校园，四年来她给予我一个温馨的生活环境和浓厚的学习氛围。

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