泛用镭射刻印机治具设计和组装
目录
一、引言 1
二、泛用镭射刻印机的设计思路和方案的确定 1
（一）设计遇到的问题 1
（二）方案的确定 1
三、镭射刻印机治具设计过程中主要需要考虑的几个问题 2
（一）加工表面粗糙度 2
（二）加工精度 2
（三）工作时的安全问题 3
（四）避免相同材料配成滑动摩擦副 3
（五）螺纹联接结构设计 4
（六）机械避位、限位 4
（七）设计尽可能多的使用市场上的标准化零件 5
四、镭射刻印机治具的本体部分 6
（一）镭射刻印机治具的本体装配图纸设计 6
（二）镭射刻印机治具的本体装配过程 9
五、镭射刻印机治具的治具部分 13
（一）镭射刻印机治具部分图纸设计 13
（二）镭射刻印机治具部分安装 15
六、装配过程中遇到的问题 17
（一）标准件的替换 17
（二）定位销衬套套安装过程注意点 18
（三）定位销孔和定位销的配合 18
七、设备的调试 18
总结 20
参考文献 21
致谢 22
一、引言
随着工业上对雕刻机的使用越来越广泛，镭射雕刻机以其应答速度快、功能全、性能好品质优、操作方便，从刻印到加工、可以对应广大的需求等特点，使得市场需求越来越高。企业提出要求设计一套可以广泛使用的镭射刻印机支架及治具，要求如下：
1、比市场上面的镭射刻印机设备节省了成本。
2、一台刻印机本体支架，可以配上两种型号的镭射刻印机，并且方便拆卸更换。
3、治具可以配合两种型号的镭射刻印机工作。
4、治具要求满足经常遇到的几种刻印需求，且方便拆卸更换。
经过各方面的考虑，以及企业提出的要求，一共设计了一台镭射刻印机的本体支架，九种刻印机的支撑架，以及十四种治具，符合了企业可以遇到的各种工作需求。
由于镭射刻印机支架及治具的多样性，使得本体支架和刻印机支架，以及治具有很多种组合方法，可以满足企业的各种刻印需
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3、治具可以配合两种型号的镭射刻印机工作。
4、治具要求满足经常遇到的几种刻印需求，且方便拆卸更换。
经过各方面的考虑，以及企业提出的要求，一共设计了一台镭射刻印机的本体支架，九种刻印机的支撑架，以及十四种治具，符合了企业可以遇到的各种工作需求。
由于镭射刻印机支架及治具的多样性，使得本体支架和刻印机支架，以及治具有很多种组合方法，可以满足企业的各种刻印需求，节省了企业制作坐台机器的成本和人工成本。使每一台刻印机都得到广泛的利用，所以我把这台机器的名字命名为“泛用镭射刻印机” 。
泛用镭射刻印机在设计过程中，要完成各种结构的确定，设计计算，校核计算，产生部件装配图和总装配图。根据零件的载荷与设计准则，通过软件进行零件三维建模，确定各个零部件的基本尺寸。再根据零部件的基本尺寸和机构的结构关系，在软件上完成零件的装配、仿真。再综合考虑零件的装配、调整、润滑、加工工艺等的基础上，完成所有零件的结构与尺寸设计。根据总装配草图确定的零件结构及尺寸，完成总装配图与零件工作图设计。
二、泛用镭射刻印机的设计思路和方案的确定
（一）设计遇到的问题
1、确认有没有需要移动工作的部件，有的话是选择直线运动还是其他的运动方式。
2、确认是否有需要经常拆卸的部位，确认那种方案合适。
3、是否有支撑结构，使用那种结构支撑。
4、材料的选择、厚度的选择。
5、建模软件的选择，制图软件的选择。
（二）方案的确定
1、本套设备只有保护罩需要移动，为了节约成本，选择开了导向槽给它移动导向。
2、本套设备需要经常拆卸的部分比较多，最终确认用定位销配合定位销衬套的方式，减小磨损消耗、节约成本。
3、本设备支撑结构也比较多，用导向轴支撑精度比较高，而且方便、简洁。
4、除了限位块用的尼龙材料，其他部位都选择铝制的。节约成本，减轻总体质量。
5、我选择了solidworks软件进行的建模、装配及工程图纸的制作。
三、镭射刻印机治具设计过程中主要需要考虑的几个问题
（一）加工表面粗糙度
本套设备加工零件都是铝制品，表面全部进行了亚光黑色抗氧化处理，主要目的是防止镭射时发生的镜面反射，加工零件如图3-1、图3-2所示。
图3-1 零件0048 图3-2 零件0012
（二）加工精度
本套设备主要做的是治具，加工精度要求比较高，图纸都要求加工精度达到0.20毫米以内；关键部位图纸要求达到0.01毫米。图纸见下图3-3、图3-4。
图3-3 图纸1 图3-4 图纸2
（三）工作时的安全问题
设备只有防护罩一个地方可以打开，当一个产品加工完毕，更换另一个产品，或者更换另一套治具时，需要打开防护罩操作，这个时候就要求机器必须处于非工作状态，所以在防护罩和本体之间加了门吸，当防护罩被取下时，门吸上面带的行程开关会断开，强行让机器处于非工作状态。预防操作人员受伤，如图3-5所示。
图3-5 门吸
（四）避免相同材料配成滑动摩擦副
由于本套设备在使用过程中需要根据不同的产品，更换不同治具，经常会拆卸治具。在更换的过程中，要保证定位的精度，还要保证拆卸的方便性。这就要求两者之间的配合为过度配合，这样使得在拆卸的过程中摩擦损耗非常大，所以在设计过程中要考虑减小摩擦，或者增强接触面的强度，减小损耗。所以本设备选用了米思米出售的定位销，淬火加硬过，硬度为60度，如图3-6、图3-7，及定位销衬套，如图3-8，配合使用，配合间隙为0.02毫米。
一、引言 1
二、泛用镭射刻印机的设计思路和方案的确定 1
（一）设计遇到的问题 1
（二）方案的确定 1
三、镭射刻印机治具设计过程中主要需要考虑的几个问题 2
（一）加工表面粗糙度 2
（二）加工精度 2
（三）工作时的安全问题 3
（四）避免相同材料配成滑动摩擦副 3
（五）螺纹联接结构设计 4
（六）机械避位、限位 4
（七）设计尽可能多的使用市场上的标准化零件 5
四、镭射刻印机治具的本体部分 6
（一）镭射刻印机治具的本体装配图纸设计 6
（二）镭射刻印机治具的本体装配过程 9
五、镭射刻印机治具的治具部分 13
（一）镭射刻印机治具部分图纸设计 13
（二）镭射刻印机治具部分安装 15
六、装配过程中遇到的问题 17
（一）标准件的替换 17
（二）定位销衬套套安装过程注意点 18
（三）定位销孔和定位销的配合 18
七、设备的调试 18
总结 20
参考文献 21
致谢 22
一、引言
随着工业上对雕刻机的使用越来越广泛，镭射雕刻机以其应答速度快、功能全、性能好品质优、操作方便，从刻印到加工、可以对应广大的需求等特点，使得市场需求越来越高。企业提出要求设计一套可以广泛使用的镭射刻印机支架及治具，要求如下：
1、比市场上面的镭射刻印机设备节省了成本。
2、一台刻印机本体支架，可以配上两种型号的镭射刻印机，并且方便拆卸更换。
3、治具可以配合两种型号的镭射刻印机工作。
4、治具要求满足经常遇到的几种刻印需求，且方便拆卸更换。
经过各方面的考虑，以及企业提出的要求，一共设计了一台镭射刻印机的本体支架，九种刻印机的支撑架，以及十四种治具，符合了企业可以遇到的各种工作需求。
由于镭射刻印机支架及治具的多样性，使得本体支架和刻印机支架，以及治具有很多种组合方法，可以满足企业的各种刻印需
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
3、治具可以配合两种型号的镭射刻印机工作。
4、治具要求满足经常遇到的几种刻印需求，且方便拆卸更换。
经过各方面的考虑，以及企业提出的要求，一共设计了一台镭射刻印机的本体支架，九种刻印机的支撑架，以及十四种治具，符合了企业可以遇到的各种工作需求。
由于镭射刻印机支架及治具的多样性，使得本体支架和刻印机支架，以及治具有很多种组合方法，可以满足企业的各种刻印需求，节省了企业制作坐台机器的成本和人工成本。使每一台刻印机都得到广泛的利用，所以我把这台机器的名字命名为“泛用镭射刻印机” 。
泛用镭射刻印机在设计过程中，要完成各种结构的确定，设计计算，校核计算，产生部件装配图和总装配图。根据零件的载荷与设计准则，通过软件进行零件三维建模，确定各个零部件的基本尺寸。再根据零部件的基本尺寸和机构的结构关系，在软件上完成零件的装配、仿真。再综合考虑零件的装配、调整、润滑、加工工艺等的基础上，完成所有零件的结构与尺寸设计。根据总装配草图确定的零件结构及尺寸，完成总装配图与零件工作图设计。
二、泛用镭射刻印机的设计思路和方案的确定
（一）设计遇到的问题
1、确认有没有需要移动工作的部件，有的话是选择直线运动还是其他的运动方式。
2、确认是否有需要经常拆卸的部位，确认那种方案合适。
3、是否有支撑结构，使用那种结构支撑。
4、材料的选择、厚度的选择。
5、建模软件的选择，制图软件的选择。
（二）方案的确定
1、本套设备只有保护罩需要移动，为了节约成本，选择开了导向槽给它移动导向。
2、本套设备需要经常拆卸的部分比较多，最终确认用定位销配合定位销衬套的方式，减小磨损消耗、节约成本。
3、本设备支撑结构也比较多，用导向轴支撑精度比较高，而且方便、简洁。
4、除了限位块用的尼龙材料，其他部位都选择铝制的。节约成本，减轻总体质量。
5、我选择了solidworks软件进行的建模、装配及工程图纸的制作。
三、镭射刻印机治具设计过程中主要需要考虑的几个问题
（一）加工表面粗糙度
本套设备加工零件都是铝制品，表面全部进行了亚光黑色抗氧化处理，主要目的是防止镭射时发生的镜面反射，加工零件如图3-1、图3-2所示。
图3-1 零件0048 图3-2 零件0012
（二）加工精度
本套设备主要做的是治具，加工精度要求比较高，图纸都要求加工精度达到0.20毫米以内；关键部位图纸要求达到0.01毫米。图纸见下图3-3、图3-4。
图3-3 图纸1 图3-4 图纸2
（三）工作时的安全问题
设备只有防护罩一个地方可以打开，当一个产品加工完毕，更换另一个产品，或者更换另一套治具时，需要打开防护罩操作，这个时候就要求机器必须处于非工作状态，所以在防护罩和本体之间加了门吸，当防护罩被取下时，门吸上面带的行程开关会断开，强行让机器处于非工作状态。预防操作人员受伤，如图3-5所示。
图3-5 门吸
（四）避免相同材料配成滑动摩擦副
由于本套设备在使用过程中需要根据不同的产品，更换不同治具，经常会拆卸治具。在更换的过程中，要保证定位的精度，还要保证拆卸的方便性。这就要求两者之间的配合为过度配合，这样使得在拆卸的过程中摩擦损耗非常大，所以在设计过程中要考虑减小摩擦，或者增强接触面的强度，减小损耗。所以本设备选用了米思米出售的定位销，淬火加硬过，硬度为60度，如图3-6、图3-7，及定位销衬套，如图3-8，配合使用，配合间隙为0.02毫米。
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