中國地質大學長城學院2012屆畢業(yè)設計1摘要闡述了快速成型技術的加工過程，突破了傳統的加工方法上的許多限制，在主要的幾種快速成型工藝方法中，光固化成型法已成為當今研究發(fā)展最成熟、應用最為廣泛的RP典型技術。光固化快速成型以光敏樹脂為原料，計算機控制紫外激光按零件的各分層截面信息在光敏樹脂表面進行逐行掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層光聚合反應而固化，形成零件的一個薄層。文中設計的起升機構借鑒了螺旋起升機的工作原理。螺旋傳動起升機基本原理是利用電機，通過減速器減速后，帶動螺母旋轉，轉化為絲桿的軸向運動，從而推動物體上升。主要內容如下：對光固化快速成型系統控制原理進行了研究；設計起升機構；選擇電動機；設計減速機構；控制電路的設計；簡要闡述在流水線作業(yè)中，螺旋傳動原理等。關鍵詞：光固化快速成型；電動；螺旋傳動中國地質大學長城學院2012屆畢業(yè)設計2AbstractExpoundsthemachiningprocessoftherapidprototypingtechnology,breakthroughthetraditionalprocessingmethodmanyoftherestrictionson,inafewofthemainrapidprototypingtechnologymethod,uv-curableChengXingFahasbecometheresearchanddevelopmentthemostmature,mostwidelyusedRPtypicaltechnology.Lightcuringphotosensitiveresininrapidprototypingasrawmaterials,computercontrollaserbypartofultravioleteachlayeredsectioninformationinlightsensitiveresinssurfacemanufactureprogressive-scan,makebescanningthearealightthinlayerofresincuringpolymerization,formingpartsofathinlayer.Thedesignofliftingmechanismforthespiraluptheworkprincipleofmining.Andthebasicprincipleisthatthemotordrivestherotarynutthroughthedecelerationagencies,screwintotheaxialcampaign,andthenlifttheobjects.Themaincontentsasfollows:researchtheprincipleofspiraljackandtheprinciplesandmethodsofthespirallifting,designtheagenciesofspirallifting；motorchoice；designdecelerationagencies；selectkeysandbearings,designthecontrolcircuit；describetheprincipleofthescrewjackontheassemblylineoperation.Keywords:StereoLithographyApparatus；Electrical；Spiraldrive中國地質大學長城學院2012屆畢業(yè)設計3目錄1緒論.11.1快速成型技術.11.2光固化快速成型技術的控制原理及應用.12設計方案的確定.42.1螺旋傳動設計方案.42.1.1螺旋傳動概述.42.1.2螺旋傳動方案的確定.52.2減速傳動機構設計方案.63傳動系統的設計.73.1螺旋傳動部分計算.73.1.1螺桿直徑的計算.73.1.2螺紋部分強度計算.73.2電機的選擇.93.2.1電動機功率計算.103.2.2傳動效率.103.2.3確定電機轉速.113.3減速機構的設計.123.3.1材料的選擇.123.3.2蝸輪蝸桿傳動基本尺寸.133.3.3強度校核.163.3.4蝸輪蝸桿傳動中的作用力分析.163.3.5實際傳動動力參數.174輔助裝置的設計.194.1軸承的選擇.194.1.1軸承的選擇因素.194.1.2軸承的型號確定.204.1.3軸承校驗.204.2鍵的選擇.234.3聯軸器的設計與計算.24結論.26致謝.27參考文獻.28中國地質大學長城學院2012屆畢業(yè)設計41緒論1.1快速成型技術快速成型技術（RapidPrototyping,RP）是國際上20世紀80年代后期發(fā)展起來的一種新型的先進制造技術。由于在其加工過程中，材料處在一個逐點或逐層堆積的過程中，因而該技術屬于材料堆積成型的制造技術，也稱為“增加”加工法、“生長型制造”，快速成型技術能夠根據零件的CAD模型直接成型復雜的零部件或模具，不需要任何工裝，突破了傳統“去材”加工法或“變形”加工法的許多限制，如：產生切削和工藝廢料等材料利用率的缺陷以及由于受刀具或模具形狀限制無法制造復雜形狀產品制件的不足，是制造技術領域得一次重大突破。在主要的幾種快速成型工藝方法中，光固化成型法SLA是最早被提出并商業(yè)化應用的。1986年美國的CharlesWHull博士首次在他的博士論文中提出用激光照射液態(tài)光敏樹脂，固化分層制作三維物體的快速成型概念，并申請了專利。1988年，美國的3DSystems公司根據該專利商業(yè)化了第一臺現代快速成型機SLA250，以液態(tài)樹脂選擇性地固化成形零件，開創(chuàng)了快速成型技術的新紀元。經過了近20年的發(fā)展，SLA已成為當今研究發(fā)展最成熟、應用最為廣泛的RP典型技術，在全世界安裝的快速成型機中光固化成型系統約占60%。1.2光固化快速成型技術的控制原理及應用快速成型技術是當今世界飛速發(fā)展的制造技術之一。這種方法能簡捷、全自動地制造出歷來各種加工方法難以制作的復雜立體形狀，在加工技術領域具有劃時代的作用。光固化快速成型技術(StereoLithographyApparatus簡稱SLA)是80年代中期開發(fā)的先進制造手段，在快速成型方法中使用較為廣泛。它的突破性在于將傳統的“去除”加工法(由毛坯去除多余部分制成零件)改進為增加加工法(由材料逐層累積形成零件)。SLA以其方便、生產周期短而在鑄造、模具與塑料加工行業(yè)得到了越來越廣泛的應用。1.2.1成型原理光固化快速成型制造技術不同于傳統的材料去除制造方法，它的成型原理是：SLA將所設計零件的三維計算圖像數據轉換成一系列很薄的模型截面數據，然后在快速成型機上，用可控制的紫外線激光束，按計算機切片軟件所得到的每層薄片的二維圖形輪廓軌跡，對液態(tài)光敏樹脂進行掃描固化，形成連續(xù)的固化點，從而構成模型的一個薄截面輪廓。下一層以同樣的方法制造。該工藝從零件的最底薄層截面開始，一次一層連續(xù)進行，直到三維立體模型制成。一般每層厚度為0.0760.381mm，最后將制品從樹脂液中取出，進行最終的硬化處理，再打光、電鍍、噴涂或著色即可。圖1所示為SLA控制原理示意圖。中國地質大學長城學院2012屆畢業(yè)設計5圖1SLA控制原理要實現光固化快速成型，感光樹脂的選擇也很關鍵。它必須具有合適的粘度，固化后達到一定的強度，在固化時和固化后要有較小的收縮及扭曲變形等性能。更重要的是，為了高速、精密地制造一個零件，感光樹脂必須具有合適的光敏性能，不僅要在較低的光照能量下固化，且樹脂的固化深度也應合適。1.2.2成型過程及控制光固化快速成型的過程分為前處理、分層疊加成型及后處理三個階段，具體步驟如圖2所示。圖2SLA的工藝過程快速成型機只能接受計算機構造的三維模型，然后才能進行切片處理。因此，應在計算機上采用計算機三維輔助設計軟件，根據產品的要求設計三維模型或將已有產品的二維三視圖轉換成三維模型。制品越復雜，構制三維模型越困難。用于構造模型的計算機輔助設計軟件很關鍵，要求具有較強的三維造型功能。目前快速成型行業(yè)中常用的計算機輔助軟件系統主要有Pro/ENGINEER、AutoCAD等。其中，Pro/ENGINEER軟件因有較強的實體造型和表面造型功能，可構造非常復雜的模型，所以受到許多用戶的好評，但其價格較貴，系統較龐大，使用界面不夠友好，新用戶使用常需一段熟悉和積累經驗的過程。AutoCAD雖價格低，操作簡單，但成型復雜制品困難，設計費工費時。近年推出的SolidWorks的價格比較便宜，能基本滿足三維造型的要求，且界面友好，容易掌握，因此不少用戶對此軟件感興趣。上述計算機輔助設計軟件產生的模型文件輸出格式有多種，基中常見的有IGES(InternationalGraphicsExchangeStandard)、HPGL(HPGraphicsLanguage)、STEP(StandardfortheExchangeofProduct)、DXF、ST