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前言：

隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，基于PC和Wmdows平臺的數(shù)控雕銑技術(shù)得到了質(zhì)的飛躍，小型雕銑機可以用作PCB、PVC、圖章、木材的平面雕銑加工等，深受許多DIY愛好者的喜愛。美國"雕霸"、法國"嘉寶"和日本"御牧〃等雕銑機質(zhì)量優(yōu)秀，但體積大，價格高昂，國內(nèi)北京"精雕"、上海"啄木鳥"等雕銑機，價格也較昂貴，超出個人的承受范圍。國內(nèi)有一些機械電子愛好者因興趣愛好，設(shè)計制作了滿足個人某方面需求的小型雕銑機，但其具有較強的私人性，并沒有得到進一步的推廣和開發(fā)。為此，設(shè)計開發(fā)了一臺結(jié)構(gòu)簡單、軟硬件開放、功能較為齊全、成本低的小型雕銑機。

1總體方案設(shè)計

基于PC的小型雕銑機要滿足個人愛好者制作D1Y電路板、雕銑文字等需求，因此設(shè)計通過PC驅(qū)動電路板控制雕銑機的運行，方便在電腦上進行CAD/CAM設(shè)計后，直接實施加工。為了降低成本，要求軟硬件開放。總體設(shè)計方案如圖1所示。

PC上裝有數(shù)控軟件，通過并口與步進電機驅(qū)動器連接，驅(qū)動三個軸的步進電機轉(zhuǎn)動。步進電機通過機械傳動結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三軸往返運動。機身部分直接決定了機器的穩(wěn)定性與可靠性。為了個人使用方便，可以選用質(zhì)量較輕的的鋁合金材料，便于搬運，也可以使用更加便宜的普通鋼材。

2機械部分設(shè)計2.1機身結(jié)構(gòu)設(shè)計

總體來說，小型雕銑機機身有以下3種結(jié)構(gòu)形式：①移動龍門式。這種結(jié)構(gòu)平臺固定，x軸與z軸通過r軸帶動龍門結(jié)構(gòu)移動，機身部分為工作平臺；行程大，但穩(wěn)定性差，精度要求高，如圖2所示。②固定龍門式。龍門與機身位置固守，工作平臺為r軸。z軸安裝在x軸上移動。該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，精度高，但行程小，工件質(zhì)量全部加載在r圓軸上，且r軸導(dǎo)軌比x軸更容易磨損，如圖3所示。③移動臺面式。x r軸水平移動，z軸負責(zé)上下移動。這種結(jié)構(gòu)適合較大功率的主軸，可用于金屬、石塊和木板等的加工，機身占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，并且成本較低。根據(jù)項目設(shè)計特點，選擇此種結(jié)構(gòu)形式。

整個機械結(jié)構(gòu)如圖4所示。步進電機通過支架固定在機身上，再通過聯(lián)軸器與絲杠連接，完成運動的傳遞。主軸電機高速轉(zhuǎn)動帶動主軸刀具轉(zhuǎn)動，完成切削。為了簡化設(shè)計、降低成本，可以采用鋼鐵材料或鋁合金型材。通過Pro/E對零部件進行尺寸設(shè)計和三維建模，完成虛擬裝配。

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結(jié)束語：

本文設(shè)計了一款適合個人使用的小型雕銑機，利用Mach3作為PC機上的數(shù)控軟件，選用合適的步進電機驅(qū)動器，用三維軟件設(shè)計機械傳動結(jié)構(gòu)，并進行了虛擬仿真裝配。經(jīng)過測試,實現(xiàn)了設(shè)計的功能，達到了預(yù)期的目的。

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PC的小型雕銑機的設(shè)計

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