本帖最后由 shrlyq 于 2015-5-30 14:26 编辑
【超多图】方轨、圆轨混用 铝型材雕刻机 制作全过程
最近爱上了雕刻木牌子，但是那台钢结构雕刻机主轴只有3000转，为了保证雕刻效果，只有降低速度，不免延长了时间，更换水冷的话重切削又保证不了，那就继续发挥DIY的精神，再造两台轻型专门用来雕刻的雕刻机吧。其实这些都是借口，DIY需要理由吗，就是想造机，那就开工吧。
为了吸引眼球，先上图和视频
作品：
F5000空跑视频
铣平面视频
设计篇
什么结构的才是轻型，又能保证强度？自然是铝合金的。 什么材料能尽量减少加工量，又能保证形位公差在合理范围？自然是铝型材。（钢型材形位公差太差不考虑） 什么规格铝型材做骨架才够结实呢？自然是越厚越好、越大越好，2040？4040？3060？4080？ 100100？ 3060尚可，低于3060的强度不够，100100太粗而且壁厚太薄和方管区别不大，最终决定用4080的，其内部加强筋够多，壁厚够厚，单位重量比100100还重，经soildWorks建模受力分析，国标型加厚4080型材抗弯强度优于80*16mm尺寸的6061铝合金板。于是采用这种型材做骨架。 雕刻用的桌面型机器个人觉得加工面积达到A3纸（约300*400mm）面积比较合适，再大不好放在桌上，经soildWorks对型材结构骨架建模受力分析，此面积的加工受力（按雕刻刀受力为单方向20kgf计算，比一大桶纯净水重一点，我想3.175的刀应该能承受吧，不然刀都断了还计算个毛啊）变形量在5丝以下，既然在此条件下加工面积增加成本不会增加太多，当然还是加工面积越大越好，如果你说为什么不是310*410或者320*420之类的不在此讨论范围内。
关于是采用方轨还是光轴的问题，打算XY轴用20mm的光轴，Z轴用15mm的方轨。建模计算是用的20mm光轴算的，变形量小于5丝，说明光轴用在这台机器上够用了。讨论一下选用什么材质的光轴杆和什么结构的滑块，在这里更重要。光轴和滑块千万不要选的太差，雕刻机使用寿命关键就在这里，推荐采用轴承钢的硬轴杆，表面光洁度越高越好，在淘宝买的话可以多买几家的做样品，半米一根就够了，拿着互相敲，用力，最后谁家卖的硬轴上没留下凹坑，或者大家质量都不错，那就看哪个凹坑最浅，那就选他家的，准没错，我选了台湾进口的轴承钢硬轴，嗯，比国产方轨硬。保证了光轴之后，滑块也很重要，由于直线轴承的钢珠是特殊钢材料，绝对比硬轴还硬，用的时间长了，再硬的轴也会磨出凹槽，质量越好的滑块，轴磨损的越快，再加上直线轴承的滚珠与光轴是点接触，装的位置再好也就是两条线接触，推荐使用黄铜的含油轴承，不是那种粉末冶金的，是哪种镶嵌碳粒的，其公差比较稳定，与光轴配合松紧程度刚好，装配好之后滑块与光轴是面接触，当然虽然是含油的，还是加点润滑油比较好，就用剩下的汽车机油就行，绝对比直线轴承耐用。
丝杆没有疑问，就用台湾TBI 滚珠丝杆、国产螺母，XY 轴用1605 ，Z 轴用1204 。滚珠丝杆采用远端两轴承固定，近端直接连在步进电机输出轴上，虽然不如两端全用固定座，但是也很牢靠。
废话不多说，设计先行。选好需要采用的材料，一一画到cad里去，也就是其三视图。下面上图： 整体预览一下，啥都在里面
这个是Y轴的
这个是X轴的
这个是Z轴的
侧视一下
这部分是编G代码前把各个零件一一展开，这里说一句，我所有要加工的零件都是手工编制的G代码，利用原来那台钢结构雕刻机进行加工的。
把零件放进材料毛胚里，间隔就是铣刀直径，我是用的6mm和4mm两种规格的铝合金专用铣刀设定其中任意位置为工件原点，在图上量出到各关键点的坐标值，方便编代码
这个三轴防尘罩的设计图
这个是展开加工顺序，方便排列G代码执行顺序，东西多了就容易乱
这里是电控箱的布置图
电控箱面板开孔展开图
这个是Z轴滚珠丝杆的加工图
觉得没问题了就放在sw里建模，实际比划一下才知道是不是真的没有问题了
用sw建模之后看起来比较直观，也方便计算螺丝规格、长度和用量
再换个角度看看
附上螺丝表，统计螺丝规格型号和用量，两台雕刻机共计430多个螺丝 设计就到这里为止，按图施工不用费脑子，全放脑子里肯定会在后面的加工过程中修修改改，俗话说好记性不如烂笔头嘛。 设计好了之后，要加工得先买材料，铝型材、铝合金板、铣刀，总之各种材料各种贵。 下面是材料篇的
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发表于 2015-5-30 14:02
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再请教LZ一个问题，我的雕刻机为什么雕出来尺寸偏大？比如刻个70*50的方，出来往往是70.5*50.4左右。空跑准确。刀具，刀路都检查过了，还是无法解决。
楼主