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【参赛】一步一步学做雕刻机

时间:2017-08-09 13:55来源:www.crystalradio.cn 作者:zhengsheng 点击:
【参赛】一步一步学做雕刻机 ,矿石收音机论坛
首先声明,本制作不是首发,所以是否可以参赛也无所谓了,只是想发在这里给大家做个评定。

一、        综述

数控雕刻机在人们的生活中有着广泛的应用,上到航空航天下到衣食住行,处处显示着其身影。
对于机械和电子爱好者而言,拥有它的好处更是不言而喻。 从图纸到实物,雕刻机在这一过程中扮演着重要的角色。面板开孔、样件加工以及PCB板单件的加工制作,拥有它你会发现自己的想法很容易实现。
如何才能拥有自己的雕刻机,当然最简单的就是买一台,但这明显不符合我们DIYer的一贯行事风格。 Do it your self 既能增长知识面拓宽视野,又可以化少的钱办多的事,何乐而不为呢?
结合自己的制作经验,谨以此文向大家展示如何制作一台符合自己要求的雕刻(铣)机。
雕刻机与数控铣床的区别在于二者处于不同的工作状态, 铣床要求低转速大力矩的大刀阔斧进行,而雕刻机则是高转速小力矩的精雕细琢的工作。 前者适合机械零件的加工,尤其是金属零件,而后者则适合一些非金属零件的加工以及面板开孔、雕花等轻载工作。对于电子爱好者雕刻机无疑是比较好的选择。而对于机械爱好者,也许数控铣床才是应手的机器。当然也有些机器可以兼顾二者,我们姑且称之为雕铣机,当然其制作成本也明显高于前两者。

二、简介

雕刻机依据工作方式可以分为固定龙门式、移动龙门式和单立柱式。此次介绍的是一款全铝合金材料制作的单立柱四轴雕刻机,其具体参数如下:
行程: X轴250mm 
       Y轴200mm
       Z轴230mm
       A轴360°无阻碍旋转
材料:6061T6铝合金
导轨:上银HGL15
丝杆:上银1605T4
丝杆支撑座:BK15/BF15
主轴: ER20 无动力主轴
主轴电机:400W 无刷电机
主轴转速:0-6000RPM
A轴:100mm旋转盘配80mm三抓卡盘
三轴精度:0.03mm/200mm
整机尺寸:450*450*600mm
整机重量:55Kg

三、物料与工具

要想制作出一台合格的雕刻机,要求制作者必须具备一定的机械加工和电子制作经验。同时还要有一些必要的工具与设备。
以下是本人在制作过程中用到的一些设备
1、 游标卡尺0-150mm
2、 高度尺 0-300mm
3、公制内六角扳手一套
4、 台钻
5、 手持式电钻
7、 铣床(可租借或朋友帮忙)
8、 框式水平仪200mm
9、 百分表(含磁力底座)
本机原材料清单如下:
1、        6061T6 铝合金 455*205*60mm 一块
2、        6061T6铝合金505*200*100mm一块
3、        6061T6铝合金 455*160*30mm一块
4、        上银HGL15双滑块导轨450mm 两条
5、        上银HGL15双滑块导轨320mm 两条
6、        上银HGL15双滑块导轨380mm 两条
7、        上银1605T4滚珠丝杆450mm 一条
8、        上银1605T4滚珠丝杆320 mm一条
9、        上银1605T4滚珠丝杆380mm 一条
10、57步进电机驱动器三套
11、42步进电机驱动器一套
12、80三抓卡盘一个。
13、100旋转台一个。
14、36V16A开关电源一个
15、MACH3 六轴驱动板一块
16、400W无刷电机、驱动器一套
17、ER20-C20-150延长杆一根
其他一些开关、接线等杂件本处不再赘述。

四、制作过程
   本机的制作比较繁琐复杂,毕竟是一台综合了机械与电子电气的自动化设备,涉及的知识面比较广泛。
总体来说,整个制作过程分为三大部分,分别是机械设计与加工、电气控制设计与安装、软件安装与调试,下面将一一表述。
1、        机械设计与加工
由于本机加工目标定位为非金属材料,所有对钢性与强度上的要求并不是很高, 故而在设计时尽可能的在有限尺寸内实现大的加工行程。
设计软件使用的SolidWorks, 有兴趣的朋友可以参阅相关书籍或网上学习视频。
设计后的图纸如图1、图2、图3等所示。由于篇幅所限,图纸将不会一一展示在本文中,大家可以通过邮件索取。

【参赛】一步一步学做雕刻机 

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部分配件和原材料

【参赛】一步一步学做雕刻机 

由于设计中采用的是整块的铝合金材料加工成型,所以机械加工的工作量很大。这也是整个制作过程中最为繁琐与耗时的一步,当然也是很关键的环节。机械加工的精度决定了整机的精度。有条件的朋友建议使用大型加工中心制作,当然本人属于没有条件的,不得不使用一台炮塔铣床(见图4)来完成整个机械加工过程。

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图4 炮塔铣床

ok,继续,部分原料与配件

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