多功能银饰工艺雕刻机的研究与设计开题报告

开题报告题目：多功能银饰工艺雕刻机的研究与设计

毕业设计（论文）的主要内容：1、项目研究的目的、意义银饰从古至今都是不可或缺的东西，尤其是在云南这样一个少数民族众多的省份，在云南少数民族中具有非常重要的地位。银饰在云南少数民族中具有深厚的文化意义和重要性。它不仅是一种装饰品，还承载着民族的历史、信仰和传统价值观。云南的多个少数民族，如纳西族、白族和傣族等，都对银饰有着深厚的情感和文化认同。精致的银饰品必不可少的就是雕刻工艺，然而，随着现代化的发展和生活方式的改变，传统银饰雕刻技艺的传承面临一定的挑战。银饰雕刻需要精湛的技艺和丰富的经验。雕刻师需要熟练掌握各种雕刻工具的使用方法，在雕刻过程中，雕刻师需要根据设计图纸或自己的创意，将银块雕刻成各种形状和图案，这需要极高的技术水平和耐心细致的工作态度。且银是一种贵金属，质地较软，易于变形和氧化。在雕刻过程中，雕刻师需要掌握适当的力度和角度，以避免过度变形或损坏材料。随着人们对美的追求不断提高，传统的银饰款式已经不能满足现代消费者的需求。因此，雕刻师需要不断学习和探索新的设计理念和技术手段，以创作出更具创意和个性化的银饰作品。银饰雕刻是一项耗时耗力的工作。从设计到成品，需要经过多道工序和反复打磨，这需要雕刻师投入大量的时间和精力。尤其是在制作复杂的银饰作品时，更需要雕刻师付出更多的努力。传统的雕刻已经跟不上时代的发展，甚至有些限制银饰雕刻技术的发展，为更好的发展银饰雕刻技术就需要在银饰雕刻方面使用雕刻机。雕刻机采用了自动化和数字化的雕刻方式，可以大大提高银饰的雕刻效率。相比传统的手工雕刻，雕刻机可以在更短的时间内完成复杂的图案和细节处理，从而缩短生产周期，提高生产效率。其次雕刻机具有高精度的雕刻能力，可以实现对银饰表面进行精细的雕刻和处理。这种高精度的雕刻可以保证银饰的图案和细节更加清晰、逼真，提高银饰的艺术价值和观赏性。传统的手工雕刻需要雕刻师具备高超的技艺和丰富的经验，而雕刻机的使用可以降低雕刻难度，使更多的人能够参与到银饰雕刻中来。同时，雕刻机还可以减少手工雕刻中可能出现的误差和不稳定因素，提高银饰的质量和稳定性。雕刻机可以雕刻出传统手工雕刻难以实现的复杂图案和细节，从而拓展银饰的样式和范围。这不仅可以满足消费者对于个性化、多样化银饰的需求，还可以为银饰设计师提供更多的创作灵感和选择。银饰使用雕刻机的好处主要体现在提高雕刻效率、精度和稳定性，降低雕刻难度，以及拓展雕刻样式和范围等方面。这些好处不仅可以提高银饰的生产效率和质量，还可以推动银饰行业的创新和发展。2、设计综述通过调研，当前市面上雕刻机一般为立式雕刻机，包含的结构主要有床身底座、工作台、X轴进给传动系统、Y轴进给传动系统、Z轴传动系统、主轴等，实现三轴加工雕刻，为解决贵重金属碎屑收集，实现资源回收利用，降低生产成本以及操作人员安全等问题。基于机床设计的理念，我们可以进行一系列优化和改进，以更好地满足贵重金属碎屑收集和安全性的需求。机床传动系统的研究与设计机床传动方式的选择直接影响到雕刻机的性能和效率，常见的传动方式包括机械传动、液压传动和气压传动。在此选择使用机械传动，它具有结构简单、传动效率高的优点，适用于大多数雕刻机。其传动部件包括齿轮、轴承、联轴器等。齿轮的设计需要满足传动比的要求，同时要考虑齿轮的强度和耐磨性，对于高速、高精度的雕刻机，可以采用硬质合金或陶瓷材料制造齿轮，以提高齿轮的耐磨性和精度。而轴承的选择则需要根据传动的负载和转速来确定。对动系统的控制是实现雕刻机精确运动的关键。通过控制电机的转速和转向，可以实现对雕刻机各个运动部件的精确控制。同时，还可以通过加入传感器和反馈系统，实现对雕刻机运动状态的实时监测和调整。

机床床身结构的研究与设计雕刻机机床床身结构的研究与设计是确保整个雕刻机稳定性和精度的核心环节。床身作为雕刻机的支撑和基础，需要承受来自各个方向的力量和振动，因此其结构设计和材料选择都至关重要。床身结构设计应满足刚性、热稳定性以及抗振性等要求，且银饰雕刻机所使用的机床床身结构需要满足高精度、高稳定性以适应银饰雕刻的特殊要求。在此可以使用桥式床身，其结构类似桥梁，由左右两侧的立柱和横梁构成桥架，工作头沿桥架前后移动。桥式床身具有承载能力好、稳定性高、精度高等优点。适用于需要高精度和高稳定性的雕刻机，如精密雕刻机。考虑到机床的加工精度、稳定性、承载能力、成本等因素，床身材料可使用复合材料，复合材料床身结合了多种材料的优点，如高强度、高刚性和低重量，可以提供良好的刚性和稳定性，同时减轻机器的整体重量。机床转台的研究与设计设计的转台用于雕刻机工作台上加工曲面零件，则需要满足易于安装、拆卸、定位准确以及能够承受雕刻过程中的切削力等要求。转台结构应该简单紧凑，方便安装和拆卸，可采用中心固定方式，即转台通过中心轴与工作台连接，并通过锁紧装置实现固定。转台表面应平整，以确保雕刻精度。定位机构可以采用销孔定位或者螺纹定位等方式。销孔定位通过在工作台和转台上设置相互配合的销和孔来实现定位；螺纹定位则通过螺纹连接实现转台与工作台的固定。为扩展雕刻机的应用范围，雕刻机可以通过更换不同的主轴头，实现激光雕刻、冲压雕刻，3d打印等，对主轴部件的接口的设计思考主轴部件的接口设计需要满足灵活性、兼容性、稳定性和易于更换的要求。轴部件的接口设计应遵循一定标准，以确保不同主轴头之间的互换性和兼容性。这样可以简化更换过程，减少用时和成本。主轴部件可采用模块化设计，将主轴头、驱动器、控制器等集成在一个模块中。每个模块都具有独立的接口，方便用户进行更换和升级。模块化设计不仅可以提高主轴部件的可靠性，还可以降低维护成本。鉴于以上的调研，对雕刻机的零部件进行建模，建模的零部件主要包含机架（包括横梁、支臂、底座和工作平台等）、主轴头、运动系统（包含丝杠、滑块、导轨、轴承以及轴承座等）等，这些部件是雕刻机不可缺少的部位，且每个部件根据功能要求有不同的设计要求，在建立模型的时候就需要考虑，避免后期大幅度更改，降低时间成本。设计（论文）的技术路线及预期目标：1.技术路线调研：通过知网和本校图书馆等进行调研，通过对现有雕刻机的调试，试切等了解雕刻机的工作原理，收集技术资料，了解和掌握机床的基本设计原理和方法。研究：通过对技术资料的分析与总结，了解银饰加工的技术和方法，掌握银饰工艺品的的加工路线，为雕刻机的设计做好技术计算，利用改良型创新方法，完成银饰雕刻机的改良创新。设计：在研究计算的基础上，对雕刻机的零部件进行选型，并利用Solidworks参数化设计的思路，针对于典型的零部件进行参数化建模。利用参数化设计的思路，不断优化，完成雕刻机的模型建立，并利用Solidworks的Composer模块完成其运动学分析。成本规划：在市场调研的基础上，做好产品的成本分析，并对机床成本进行初步的分析总结，初步了解标准件成本计算、非标件的制造成本分析。撰写说明书及论文：所有的建模、组装、安全操作书、图纸以再来进行说明书以及论文的撰写，简明扼要又结构合理并且将所要表达的表达清晰。答辩：根据自己的设计研究内容，做好PPT，然后进行展示，答辩。2.预期目标基于雕刻机的了解，完成通用部件及专用部件的参数化建模，使其符合预期功能运行，完成雕刻机的调试运行，并形成标准作业流程及其安全规范，完善结构并出具相关图纸。课题进度计划1.第一阶段（即从2024年2月222日～3月25日）了解雕刻机基本原理和内部结构，查阅各种资料，对参数化建模直齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆、斜齿轮、锥齿轮有一个基本的了解和认识并开始运用SolidWorks进行一些基本建模。2.第二阶段（即从2024年3月26日～2024年4月20日）整合所查阅资料，完成任务书及开题报告的撰写。3.第三阶段（即从2024年4月20日～5月20日）基于零件的分析，完善雕刻机的结构以及参数化建模，并进行相关的技算。4.第四阶段（即从2024年5月20日～6月20日）完成雕刻机的调试运行使其实现相关功能，出关键部件及整体的图纸，完成毕业设计的撰写、排版、打印装袋和答辩准备工作。完成课题所需条件及落实措施：1.具备相关理论知识：机械原理、机械设计、力学等。2.建模软件：SolidWorks2019及其以上版本；3.mach3及artcam软件学习：学会使用软件，调试运行。3.成本核算：银饰雕刻机所需材料及运用于市场所盈利。参考文献、资料：[1]黄婷.民间苗侗银饰设计制作在美术课堂教学中的运用策略[J].鞋类工艺与设计,2023,3(16):117-119.DOI:10.3969/j.issn.2096-3793.2023-16-039[2]邓锦文,陈聆希.元宇宙视域下苗族银饰的传承与保护研究[J].化纤与纺织技术,2023,52(4):163-165.DOI:10.3969/j.issn.1672-500X.2023.04.054.[3]关红,程瑞佳.湘西南苗族银饰的创造性转化与创新性发展研究[J].天工,2023(13):6-8.DOI:10.3969/j.issn.2095-7556.2023.13.003.[4]唐世灏.银饰工艺产品个性化定制技术研究及应用实现[D].贵州:贵州大学,2015.[5]黄雅琪,王婉柔,杨堃泓.连南瑶族银饰的艺术分析及工艺研究[J].鞋类工艺与设计,2022,2(16):69-71.DOI:10.3969/j.issn.2096-3793.2022-16-020.[6]吴波,刘财勇.手工简易激光雕刻机设计[J].电子制作,2023,31(23):90-93.DOI:10.16589/11-3571/tn.2023.23.024.[7]陈华,杨川,张华.双头雕刻机的设计与研究[J].自动化应用,2022,(07):139-141.DOI:10.19769/j.zdhy.2022.07.043.[8]马聪玲.桌面级数控雕刻机的研制[D].陕西理工大学,2021.DOI:10.27733/ki.gsxlg.2021.000144.[9]丘建雄.便携式桌面微型数控雕刻机的研制[D].广东工业大学,2018.[10]刘薇娜,霍春燕,杨立峰.大幅面雕刻机机床床身结构研究[J].机电信息,2014,(33):147-148.DOI:10.19514/32-1628/tm.2014.33.088.[11]张铎,蔡晓君,周士达.小型数控雕刻机控制系统设计[J].新技术新工艺,2014,(04):28-31.[12]孙鹏.经济型雕刻机结构分析及优化[D].江苏:南京农业大学,2014.DOI:10.7666/d.Y2975861.[13]Khalid,M.S.,Jaleed,S.M.,Zafar,A.,Khan,S.A.,UrRehman,H.Z.,&Khan,Z.H.(2023).DesignandExperimentalVerificationofaLaserEngravingMachine.

2023InternationalConferenceonEmergingPowerTechnologies,ICEPT2023./10.1109/ICEPT58859.2023.10152428指导教师意见：