新型五轴木工雕刻机结构设计与研究.pdf

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1、2013年10月机床与液压0ct．2013第41卷第19期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．41No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．19．024新型五轴木工雕刻机结构设计与研究张晓，刘英，缑斌丽，韩凌(南京林业大学机械电子工程学院，江苏南京210037)摘要：以双回转电主轴为基础，设计新型五轴联动木工数控雕刻机，以方型空心型钢组合焊接形式建立数控雕刻机整体机架结构，采用齿轮齿条及滚珠丝杠副配合双边线性滚动导轨构建雕刻机进给系统，并对传动机构进行校核。设计的五轴木工数控雕刻机能够高

2、速、高精度完成复杂的木工雕刻任务。关键词：五轴数控；木工雕刻机；双回转电主轴；进给系统中图分类号：TH122文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)19—086—3StructuralDesignandResearchofNewFive-axisNCWoodEngravingMachineZHANGXiao，LIUYing，GOUBinli，HANLing(CollegeofElectronicandMechanicalEngineering，NamingForestryUniversity，NamingJiangsu210

3、037，China)Abstract：AnewwoodworkingengravingNCmachinewithfive—axiswasdesignedbasedonmultipleaxesrotaryspindle．NCengravingmachinewasoverallcombinedofweldedsteelwithhollowrectangularsection．Ballscrewassemblyortransmissionofgearandthebilaterallinearrollingguidewereusedtobuild

4、transmissionsystem，andthenthetransmissionmechanismwaschecked．ThedesignedwoodworkingengravingNCmachinecanbeusedtocompletecomplexwoodengravingtaskswithhigh·-speedandhigh—-preci·-sion．Keywords：Five—axisNC；Woodworkingengravingmachine；Multipleaxes,rotaryspindle；Transmissionsys

5、tem五轴数控加工中心集先进结构设计技术、计算机(2)精度高，功能强控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，目前目前市场上木工数控雕刻机主要为普通三轴数控广泛应用于金属切削加工方面，使航空、军工产品以雕刻机，存在着精度差、功能单一等缺点，对于相对及汽车、模具等行业制造水平显著提高。复杂的雕刻要求，需要多次装夹工件，使得雕刻成本文中所阐述的新型五轴联动木工数控雕刻机主要偏高，工作效率低。新型五轴木工雕刻机对于复杂雕用于立体波浪板、工艺扇窗等材料的加工，能够高质刻不需多次装夹，可以一次成型，既能保证工件的精量地完成雕刻、切割、镂空、打孔等工

6、艺要求，出口度，同时又能提高加工效率。东南亚地区。该设备采用定梁定柱式龙门结构，其机(3)成本低架结构采用方型空心型钢组合焊接，以提高机架零件国外引进的五轴雕刻机价格昂贵，维修成本高。的强度和刚度；采用双回转电主轴头、高速精密进给该新型五轴木工雕刻机是国内自主设计的，采用方型单元等结构和技术，以达到高速、高效、低成本进行空心型钢组合焊接结构，利用ANSYS有限元仿真，木工雕刻的目的。进一步优化机械结构，减少制造成本，后期维护费用1五轴木工雕刻机的优点低。(1)多样性2设计需求手工雕刻具有不可复制性、唯一性，雕刻工艺观新型五轴木工雕刻机主要

7、应用于立体波浪板、工感相对单一，而数控雕刻机能达到同样的效果，还能艺扇窗的雕刻、镂空、打孔等多样化立体加工，根据实现批量生产，雕刻效果具有多样性。工件的加工特点和要求，其设计需求如表1所示。收稿日期：2012—09—12基金项目：江苏省六大人才高峰项目(2009151)；江苏省研究生科研创新计划项目(CXLX120523)作者简介：张晓(1987一)，女，研究生，研究方向为五轴木工数控雕刻机结构设计与仿真。E—mail：zhangxiao—xhx@126．tom。通讯作者：刘英，E—mail：lying_new@163．com。