小型四轴雕刻机设计与制造
小型数控雕刻机结构设计与实现
位精度为 ０ ５ ． ０ ｍｍ；重复定位精度为 ０ ２ Ｔ 主轴最 ．５ ｌ ０ ｍｌｌ
高转速 为 ２ ０ ／ ｎ ４０ ０ ｍｉ；最大进给速度 为 ３ ｒ ｍ／ ｉ， ａ ｒ ｎ
传动系统 、Ｚ 轴均采用步进 电机驱动。 、ｙ
求有 良好的回转精度 、结构 刚度 、抗振性 、热 稳定性 及 精度 的保持 性 。
雕刻机 的主轴组件部分 ，如 图 ５ 示，通过 Ｚ向 所 滑块固定在 Ｚ向丝杠 的支架上 ，采用上述交流 电机带 动主轴机构 。
ｚ向进给 电机 主 轴 电机
联轴器 定 位螺 母
１采 用 高速直 流 电机 ） 利用 换 向器来 自动 改变 线 圈中 的 电流 方 向 ，从
变速 电动 机 来承 担 。雕 刻机 主 传动 为主 轴 的旋转运 动 ，主轴承承 受的轴 向载荷较大 ，径 向载荷稍小 ，精 度 要求较 高 。针对 雕刻 机 的工作 需求 对于 主轴 电机
有 以下两 种选 择 。
等载荷 ，完成表 面的成形运动 。主轴组件 由主轴 电机 和支架及其安装在主轴上 的传动件、密封件等组成，要
要 。针对不 同的应用领域，介绍 了一种低价、高效和实用 的数控雕刻系统的设计方案。并对结构简 单、加 ： 精度
较 高 、成 本 低 廉 的小 型 数 控 雕 刻 机 进 行 了 分析 。系 统 地 介 绍 了小 型 数 控 雕 刻机 的 总体 布 局 、主 运 动 传动 系统 、主 轴 结 构 、进 给 运 动 系 统 等 主 要 机 械 结 构 设 计 。 与 当 前 国 内外 同 性 能 的 数 控 雕 刻 机 相 比 ，在 价 格 上 具 有 一定
四轴雕刻机的基本工作流程
四轴雕刻机的基本工作流程英文回答：Step 1: Design and CAM.Create your design using CAD software and export it in a suitable format for the CNC machine (e.g., G-code). Use CAM (computer-aided manufacturing) software to generate toolpaths and other instructions for the machine.Step 2: Setup.Secure the workpiece onto the CNC table and align it with the machine's axes. Install the appropriate cutting tool and set the machine's parameters (e.g., spindle speed, feed rate).Step 3: Zeroing.Manually or automatically move the cutting tool to areference point on the workpiece and establish a zero position for the machine's coordinates. This ensures accurate positioning of the tool.Step 4: Cutting.Initiate the cutting process by activating the CNC machine's program. The machine will follow the toolpaths generated in CAM software and remove material from the workpiece.Step 5: Monitoring.Keep an eye on the cutting process to ensure everything is running smoothly. Pay attention to the tool's condition, workpiece quality, and any unusual noises or vibrations.Step 6: Finishing.Once the cutting is complete, remove the finished workpiece from the machine. Additional finishing processes (e.g., sanding, polishing) may be necessary to achieve thedesired surface quality.Step 7: Cleanup.Clean the CNC machine, cutting tools, and workpiece to remove any chips or debris. This helps to maintain the machine's performance and prevent damage to future workpieces.中文回答：步骤 1，设计和 CAM.使用 CAD 软件创建您的设计，并以适合 CNC 机床的格式（例如，G 代码）导出它。
小型雕刻机课程设计
小型雕刻机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解小型雕刻机的基本结构、工作原理及其在制造业中的应用。
2. 学生能够掌握小型雕刻机操作的基本步骤和安全规范。
3. 学生能够描述小型雕刻机编程的基本语法和常用指令。
技能目标：1. 学生能够正确操作小型雕刻机，完成简单的雕刻任务。
2. 学生能够运用所学的编程知识，为小型雕刻机编写简单的雕刻程序。
3. 学生能够在团队协作中，合理分配任务，高效完成项目。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械加工技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在学习过程中，树立安全意识，养成良好的操作习惯。
3. 学生通过团队协作，培养沟通、合作能力，增强集体荣誉感。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，使学生在掌握基本知识的同时，提高动手实践能力。
课程设计以学生为中心，充分考虑学生的认知水平和兴趣，注重培养学生的安全意识、创新意识和团队协作能力，为我国制造业人才培养奠定基础。
通过对课程目标的分解，教师可进行有针对性的教学设计和评估，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 小型雕刻机概述- 结构组成与工作原理- 安全操作规范- 在制造业中的应用案例2. 小型雕刻机操作与编程- 操作步骤与实践操作- 编程基本语法与常用指令- 编程软件的使用3. 雕刻项目实践- 简单图案设计与制作- 项目实施与团队协作- 雕刻作品的评价与优化4. 创新思维与团队协作- 创新意识的培养- 团队协作方法与技巧- 项目管理与组织教学内容参照课程目标，紧密结合教材，注重科学性和系统性。
教学大纲明确，教学内容分为四个部分，循序渐进地引导学生学习。
第一部分介绍小型雕刻机的基本概念，让学生对其有全面的认识；第二部分重点教授操作与编程技能，提高学生的动手能力；第三部分通过实践项目，巩固所学知识，培养学生的创新意识和团队协作能力；第四部分强化创新思维与团队协作，为学生的综合素质提升奠定基础。
DIY经典的4轴小CNC
刚刚完成设计的经典的4轴小CNC说来惭愧，网友们一两个月就能做好机，我搞了几个月才刚画好图。
不过我的图画的比较细，总画了624个零部件，所有零件细节全部到位，没有打马虎。
机器较小，有效行程300X200X200，第4轴中心高100。
预计3、4个月后完工。
有可以独立控制的下位机（高速单片机自做），有独立的小显示屏。
脱立PC也可以做些简单的工作，但复杂的工作还需PC机。
但预计1年后可以彻底脱立PC，完成自己的数控系统，但不能一步到位，慢慢来，持续的改进。
我是做小型工业自动化产品设计的，所以此机的作用是为我的产品设计过程中打样的，加工一些小铝铜零件和塑料手板。
不要求高速和效率，但精度要好。
所有零件为全新和精密的，预备了过几万的财政预算。
如果机器好很快能从在外面打样板的加工费中赚回，更可贵的是还可以节约时间，不用等待，有构思可以马上看到结果。
这台机可以完成普通的3轴和4轴的功能外，还专门加了可以滚齿的功能，可以滚齿加工小齿轮和同步带轮、蜗轮等。
这些专门的功能一般的G码比较不好做，由专门编写在单片机的特定程序来完成，当然机器上也有专门的结构来配套。
我相信很多网友做上面这些轮时都挺麻烦，有了这机可以随意加工了，哈哈。
所有零件不是自己做，全部由精密加工厂完成，我只是出图纸、装配、调试、做电子部份、写控制软件。
可能有网友说这不是DIY了，但我认为设计和构思、写软件总是DIY吧，零件自己手工做达不到较高的实用状态。
应该还是有DIY动手的快感和成就感。
好了废话很多了，也是为了网友少些问题。
欢迎大家拍砝斧正。
准备。
挨砖图1(点击看大图)图2(点击看大图)图3(点击看大图)图4(点击看大图)图5(点击看大图)图6(点击看大图)图7(点击看大图)图8(点击看大图)。
多功能四轴立体雕刻机原理
多功能四轴立体雕刻机原理今天咱们来唠唠那个超酷的多功能四轴立体雕刻机的原理，可有趣啦！咱先得知道这雕刻机它得有个能干活的“大脑”，这就是它的控制系统。
就像咱们人得有个聪明的脑袋指挥身体一样。
这个控制系统啊，就像是一个超级严格又超级聪明的指挥官。
它能读懂咱们给它的各种指令，不管是要雕个超级复杂的花花草草，还是个奇奇怪怪的小怪兽，它都能明白咱们的心思。
比如说，你想在一块木头上雕个小兔子，你把兔子的形状、大小、细节这些要求告诉控制系统，它就开始谋划着怎么让雕刻机的各个部分动起来，去完成这个伟大的“雕塑工程”。
再说说这四轴是啥。
这四轴啊，就像是雕刻机的四条灵活的胳膊。
有了这四条胳膊，它就能从各个方向去对材料进行加工啦。
咱们普通的雕刻机可能就只能从几个固定的方向去雕，就像人只能用一只手干活，多受限啊。
但是这个四轴立体雕刻机呢，它可以左边雕一下，右边雕一下，上面雕一下，下面雕一下，就像一个舞蹈家在舞台上全方位地展示自己的舞姿一样灵活。
这四个轴相互配合，协同工作。
比如说，一个轴负责让材料转动，这样就能把材料的每个面都转到雕刻刀的面前，就像把一个苹果转着圈儿，让你能把每个地方都削到一样。
其他的轴呢，就负责控制雕刻刀的位置，让它能精准地在材料上刻出咱们想要的图案。
说到雕刻刀，这可是雕刻机的“小爪子”呢。
雕刻刀有各种各样的形状和大小，就像咱们的手指甲有不同的形状一样。
有的雕刻刀尖尖的，适合刻那些细细的线条，就像咱们用尖的铅笔能画出很细的线条一样。
有的雕刻刀是扁平的，就可以用来大面积地切削材料，就像用大铲子铲土一样。
这些雕刻刀在四轴的带动下，快速地在材料上来回移动。
它的移动速度可快啦，就像闪电侠一样。
而且它的移动精度超级高，误差可能比咱们头发丝还细呢。
那这雕刻机怎么知道哪里该雕哪里不该雕呢？这就靠它的程序啦。
这个程序就像是一个详细的地图，告诉雕刻机哪里是高山（要雕得高一点的地方），哪里是低谷（要雕得低一点的地方）。
这个程序是根据咱们的设计图生成的。
小型简易雕刻机的设计开题报告
[1]黄平，朱文坚，机械设计教程，清华大学出版社，2011；
[2]文怀兴，夏田，数控机床系统设计，化学工业出版社，2011；
[3]王金娥，罗生梅，机电一体化课程设计指导书，北京大学出版社，2012；
[4]赵韩，黄康，陈科，机械系统设计，高等教育出版社，2011；
[5]潘承怡，向敬忠，宋欣，机械零件设计，清华大学出版社，2012；
4、用Pro-E软件设计并绘制有关零部件，再进行装配及运动仿真。
方法及预期目的：
四、课题研究的思路和方法
一、机械系统总体方案确定
1、确定雕刻机的布局方式：采用龙门立柱式的框架结构，这种结构具有较高的刚度。
2、确定雕刻机的坐标系统：工作台在底坐上的移动作为Y轴方向的运动，雕刻头在横梁上的移动作为X轴方向的运动，雕刻头的上向移动作为Z轴方向的运动，这种结构与工作台固定立柱移动的结构相比，所需的电机的功率和传动件的尺寸较小，且雕刻头的运动精度较高。
[6]陈国华，机械机构及应用，机械工业出版社，2008；
[7]陈关龙，吴昌林，中国机械工程专业课程设计改革案例集，清华大学出版社，2010；
[8]李宪芝，机械精度设计与检测基础，哈尔滨工程大学出版社，2011；
[9]文怀兴，夏田，数控机床设计实践指南，化学工业出版社，2007；
指导教师签名： 日期：
2、导轨的选择：首先选择直线滚动导轨，因为它较直线滑动导轨有更好的导向精度、进给速度、定位精度。再根据受力方向、负荷大小等因素的影响选择合适的直线滚动导轨副的型号。
3、滚动丝杠副的选择：通过计算滚动丝杠受到的最大动载荷来选择合适的滚珠丝杠副的型号。
三、雕刻机控制系统设计
首先选择合适的单片机，再设计并绘制单片机接线的电路图，然后设计单片机与步进电机连接的电路并绘制电路图，最终实现利用单片机来控制三个步进电机的运转，从而完成雕刻机在各个方向的运动，达到利用单片机来控制三轴联动的目的。
DIY小型数控电脑雕刻机制作全过程
DIY小型数控电脑雕刻机制作全过程随着科技的不断发展，DIY成为了越来越多人的兴趣爱好。
其中，制作小型数控电脑雕刻机的DIY项目备受欢迎。
今天，本文将介绍DIY小型数控电脑雕刻机的制作全过程，并分享一些制作经验与技巧。
一、DIY小型数控电脑雕刻机的材料和工具在开始DIY小型数控电脑雕刻机之前，我们需要准备以下材料和工具：1. 激光头/钻头/刻刀2. 电机3. 导轨4. 主控板5. 驱动板6. 程序控制器7. 电源8. 电线9. LED灯条10. 铝材、钢板等材料11. 螺丝、螺母、垫片等小件二、DIY小型数控电脑雕刻机的制作步骤1. 设计并切割零件首先，我们需要根据自己的需求和制作计划来设计并切割出需要的零件。
在设计时需要注意尺寸和间隙，避免后期安装时出现偏差问题。
切割过程中，我们可以使用激光切割机、水切割机、钢板剪切机等设备进行加工。
2. 组装机架在零件切割完成后，我们需要根据设计完成的图纸将零件组装成机架。
这一步需要注意紧固件的松紧程度，保证机架的结构牢固。
3. 安装导轨接着，我们需要将导轨安装在机架上。
导轨的安装需要保证平整度和水平度，避免影响后期的雕刻精度。
4. 安装电机安装电机时，需要确保它们放置的位置合适，尺寸准确。
电机的供电线需要与主控板连接，这样才能实现整个系统的电控。
5. 安装主控板和驱动板在主控板和驱动板的安装过程中，我们需要根据图纸来确定好它们的连接接口并将其连接好。
此外，还需要将电机线路、电源线等连接好。
6. 安装程序控制器和LED灯条程序控制器是整个系统的灵魂，它能够让我们实现各种数字和形状的雕刻。
LED灯条则用于提供照明，让我们更方便地观察雕刻的过程。
7. 进行调试在完成机器的组装后，我们需要进行调试，确认所有模块能够正常工作。
需要注意的是，调试时需要注意安全，避免出现损坏或者意外情况。
8. 开始使用最后，我们将能够在程序控制器上导入设计好的图纸，开始使用DIY小型数控电脑雕刻机进行雕刻了。
小型简易雕刻机设计说明
浮雕装饰品建筑模型
印章工艺品模具
图1-2几种雕刻机加工的产品
1.
建国以来，我国一直努力发展制造业，也取得了一些进步，但是仍存在一些制造工艺还达不到相应的标准的问题，所以许多设备或核心部件常常需要进口，另外我国的技术创新能力还不够强，常常是仿造多过创造。在雕刻领域，我国与一些发达国家相比要逊色很多，许多雕刻产品还不能达到精度的标准，因此还需要进一步提高自身的雕刻加工工艺水平。这些年来，我国的数控雕刻技术取得了一定的进步，生产出了一系列的自主研发的数控雕刻机，这些数控雕刻机也被广泛应用各个行业和领域，但是总体来说我国的数控雕刻机的制造水平还不够强，许多数控雕刻机的加工精度还达不到标准，因此我国需要大力提高数控雕刻机的制造水平，同时我们还应该投入更多的资金用于数控雕刻机的设计研发，把更多的精神用到数控雕刻机的机械结构的自主创新和数控系统的自主研发中去，努力提高我们自己生产的雕刻机的质量。
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小型四轴雕刻机设计与制造
摘要：根据市场数控雕刻设备调研，市场体积都较大，结构较复杂，加工工艺品及小型零件成本高。
无法满足市场需要，特别是圆雕类型加工产品。
针对这应用加工，设计设计一台易拆装，适应性强可带A轴雕刻机。
系统介绍了小型雕刻机的总体设计、制造及机械结构设计。
与当前国内外同性能的数控雕刻机相比，在使用范围、价格上有一定的优势，满足了市场需求。
关键词：数控雕刻机；可拆卸A轴；吸屑装置
引言
数控雕刻机是数控技术和雕刻工艺相结合的产物，是一种专用的数控机床。
与通用数控机床类似，数控雕刻机通过数控系统根据程序代码控制雕刻机动作，实现雕刻加工的自动化。
较传统的手工雕刻、仿形雕刻，数控雕刻具有生产效率高、加工精度高、成品率高、对零件的适应性强等显著优势；同时，借助于专用的雕刻CAD/CAM软件系统，加工控制程序的生成快捷、修改方便。
因此，数控雕刻机现已成为实现雕刻加工自动化、高效率、高精度的有效手段，也是当今雕刻机的发展主流，广泛应用于机械工业、广告传媒、日常消费以及建筑装演等众多领域。
其对象和应用领域的不同，数控雕刻机可分为模具雕刻机、木工雕刻机、广告雕刻机、激光雕刻机等多种类型。
但对于一些广告设计，艺术品，模型，电路板制作，圆雕、工艺品及小型零件加工应用雕刻机的越来越多，小型雕刻机作为一种新型的机电一体产品，具有较大的市场前景。
因此针对经济性和应用性设计一款小型四轴数控雕刻机，通过设计开发，可以为中小用户、工艺品用户设计、圆雕加工用户提供了低价的数控雕刻设备。
1.雕刻机总体设计方案
1.1雕刻机设计思路
设计一款具有拆装、调试、操作简单。
在保证机床刚性的前提下，简化设计结构、减轻重量、缩短设计和制造周期，主体框架材料采用30mm厚度合金铝板。
1.2雕刻机设计参数
雕刻机工作台设计尺寸450X450mm，有效加工行程为350X280mm，主轴转速为30000r/min。
传动系统X、Y、Z轴均采用步进电机驱动。
同时设置了可拆卸A轴和开放加工的吸屑装置设计。
1.3雕刻机结构设计
考虑雕刻机床具有操作简单、易拆装性。
本机床采用了具有结构简单及刚性好的龙门型机床结构，如图1所示。
图1雕刻机结构设计
整机设计尺寸为450x450x400mm，主要结构设计有工作台、电机、固定座、垫块、底座、浮动座、丝杆副、龙门立柱及电气系统部分组成。
2.雕刻机设计特点
2.1实现体积小、行程大
图2雕刻机工作台设计
机床设计尺寸450X450mm，有效加工行程350X280mm。
在X轴工作台开设避空槽（如图2所示），工作台能运行出机床体积范围，实现X轴行程增大。
2.2相对精度高
相对于梯形丝杆副，滚珠丝杆副精度高、可逆性强，加工效率高、发热小，可实现高速进给（如图3所示）。
图3雕刻机运动结构设计
相对直线光轴导轨副，线性导轨副定位精度高、磨损小，适应高速运动且大幅降低驱动功率、承载能力强、易组装，具有互换性（如图4所示）。
图4雕刻机运动结构设计
2.3可拆卸A轴设计
随着零件形状复杂和市场对立体工艺品的需求，特别是圆雕加工，我们设计了可拆卸A轴，需要加工这种类型的产品时，可以安装进行加工，提高工作台的加工空间和使用率，十分方便（如图5所示）。
图5可拆卸A轴设计
2.4吸屑装置设计
雕刻机床采用开放式设计，设计吸屑装置避免加工时废屑影响加工，同时具备冷却功能。
自动吸屑装置设在主轴上，主轴的机头罩处设有垂向吸附口，机床本体的后端设有横向吸附口，机床本体的后端设有吸尘器，吸尘器连接垂向吸附口，吸尘器连接横向吸附口。
该数控雕铣机床的自动吸屑装置能够自动收集特定材料加工屑料，达到高效率的回收、减少特定加工条件材料的浪费（如图6所示）。
图6吸屑装置设计
3.结语
本文设计小型四轴雕刻机是用加工30mm铝合金板、工程材料等材料组成的龙门型数控雕刻机，是一个典型机电产品设计，主要的机械设计部分包括机械设计、运动结构设计、加工捷便设计，电路、控制系统组成。
通过用UG NX软件实现三维产品零件设计及虚拟装配检查总体结构设计合理性。
同时用精雕软件生产代码，通过MACH3控制系统将指令驱动四轴步进电机联动实现加工过程的检测。
这款设计具有拆装简单、易控制、调试简单、维护方便等特点。
为中小用户、工艺品用户设计、圆雕加工用户提供了低价、经济效益高的数控雕刻设备。
参考文献：
[1]http：// 一种数控铣雕铣机床自动吸屑装置-中国实用新型专利.
[2]龚志远.小型CNC雕刻设计，华东交通大学，2011.
[3]蔺丽莉，李晶，李祥文.小型数控雕刻机结构设计与实现，2012.。