3d打印线材卷丝机的设计
年 月 年 月 本文主要介绍关于3D打印线材卷丝机，在考虑到线材装置的生产工艺过程复杂，而且生产装置占地空间大，若直接购买成品线材，价格又比较昂贵，成本高的情况下，所以会产生线材卷丝机的设置。在3D技术方面传统的送料结构仅能满足桌面级小型机的使用，因此打算研制一套与新型与挤出机相配合的卷丝机来提供3D打印技术相配套的供料设备，并且与时俱进的运用3D打印技术进行结构件的制作。从一般线材卷丝结构探寻一种适用于3D打印的小型卷丝机。 本文设计是一台小型的线材卷丝机，部分结构利用方便快捷的3D打印机打印。其次介绍了卷丝机的工作原理，让细丝按照细丝挤出速率的恒定速率进料。调节电压调节器将细丝缠绕在卷轴上。除此之外还介绍关于直流电机，速度控制器的考虑，涉及到简单的电路分析。但是本设计中主要还是采用SolidWorks工程制图软件对线材卷丝机进行设计，包括绕线机外板，螺纹杆零件，热熔胶等。最后设计接线图使线材卷线机能够平稳的绕线。关键词 3D打印，卷丝机，缠绕，电压调节器，进给速率
目 录
1 绪论 1
1.1 3D打印及线材卷丝机的简介 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段 4
2 3D打印线材卷丝机总体方案的设计 4
2.1 3D打印线材卷丝机的运动分析 4
2.2 3D打印线材卷丝机的基本组成 5
3 3D打印线材卷丝机的结构部分设计 5
3.1 零件分析 5
3.2 框架板 6
3.3 螺纹杆及卷线盘 8
3.4 3D打印零件 9
4 3D打印线材卷丝机控制部分设计 16
4.1 电机的选用 16
4.2 直流电机调速控制器的选用 18
4.3 标准件选用明细表 20
4.4 总装配图 22
5 总结与展望 25
5.1 总结 25
5.2 设计的主要优势 25
5.3 设计的不足 25
致谢 26
参考文献 27< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 1 绪论
1.1 3D打印及线材卷丝机的简介
3D打印，就是一种根据自己所要设计的3D模型，然后再通过3D打印设备逐层的增加材料而形成的三维产品技术，同时这种逐层堆叠技术也被称为生产基地。随着时代的进步与发展，3D打印技术越来越娴熟，并且3D打印技术已经应用到许多学科领域。最为明显的是在工业设计方面，它可以在数小时内完成一个模具的打印，这样可以节约了很多产品到市场的开发时间。和传统的制造技术相比较，3D打印技术不需要事先制造模具，只是需要利用塑料的粘合材料来进行逐层打印，这样就可以将所画出来的零件变成实物。因此3D打印技术可以节省材料，节省生产成本，最大优越化的调节零件的尺寸。3D打印结合了多重技术，主要是数字建模技术，机电控制技术，信息技术，材料科学与化学等诸多领域的尖端技术，是一种快速成型技术， 因此也被称为“第三产业革命”的核心技术。
近些年，3D打印技术已更加成熟、精确，设备价格和耗材价格均有所降低,该项技术已经成为先进机械制造领域中的一种前言话题。但是一些相对较发达的国家在机械制造领域中已经能够广泛的使用3D打印技术了，并且所在的发达国家领导高层也给予了这种技术的高度认可，但是对于我国这种发展中国家而言，此技术在机械加工制造领域中的应用与发展才刚开始。所以为了推进3D打印技术在我国机械制造方面的进步与发展，我们必须将3D打印技术与我们的实际工作相结合，从而更全面的了解该技术。
随着生产自动化水平的高速发展以及电子工业的发展，工业上对于线圈的需求量越来越大，品种也越来越多。与此同时线圈的使用已经深入到人类生活，这样就为线材绕线机制造业产生了新的机遇和挑战。我们都知道现代绕线机都是围绕数控技术，将传统制造业和机械制造加工业相互结合的新技术。因此越来越多的企业开始重视线材的储备和成本，随之开始考虑并研究各式各样的绕线机来提高企业效益。在人们的生活中，所用的电器产品多数都是需要用到一种用漆包铜线绕制成的电感线圈，从而我们就需要用到卷丝机。纺织行业多用棉纱线、人造纤维线等绕制各种适合纺织机用的纱团、绽这些都需要用一款卷丝机来卷，卷线机是生产技材的轧钢车间里必不可少的一种辅助设备。但在一般小型轧铜间生产线材多是人工操作卷取，工人劳动十分笨重，操作很不安全。
1.2 国内外研究现状
众所周知，中国是世界上最大的发展中国家，所以对于卷丝机的生产的需求量也是很大的，但是由于存在技术水平的差距，在关键的技术上我国始终未能达到与国外的厂家有相竞争的能力。虽然在经历了2008和2009年的全球经济衰退的危机，但是随着经济水平的回暖，在2010年卷丝机产业逐渐恢复并快速发展，这样才使得中国的许多绕线机厂家的生产订单量大量的增加，同时原本已经将要面临半倒闭的中小型卷线机企业又开始看到了经济的曙光，从而又再次产生了卷丝机制造的行列中。但是不可忽视的是，目前我国内的卷丝机产业的发展前景依旧非常严峻，其原因主要是来自于国内外许多著名品牌的竞争压力及国内低配置生产效率的低下，从而现如今卷丝机产业的技术发展面临新的面貌，同时国内外产品的多次合作以及技术的交流努力使得国产卷丝机的技术与进口卷丝机的技术差距正在逐渐缩小，但是我国先进优秀的技术人员依旧需要靠自己的努力来研发卷丝机的核心技术，从而解决关键部位技术性难题。
1.2.1 国外研究现状
全球的现代化工业里，机械化、自动化的制造生产线早已是重点的问题。所以，多元化的卷丝机大量地运用在其各类物流工作与生产流水线中。工程师们已基本地实现了之中的化工等持续性的生产过程自动化。然而，在生产制造中，装配与加工等工序是不持续的。
卷丝机是在自动化以及机械化制造流水线中发展起来的一个绕线自动化装置。在制造现代化流水线里，广泛地运用卷丝机绕线。在经历了工业革命时期，在西德意大利，卷丝机的绕线功能设备已经逐渐从电器的自动控制发展成微机控制。同时在遇到故障时能够检测出来。在发达国家，他们自己所发明的绕线机已经基本上实现了自动化和智能化。尤其是德国他们所生产的绕线机主轴转速已经达到4000r/min，这个速度的绕制水平已经远远超越国际。除此之外在亚洲国家，对于日本的卷丝机的技术领域以及发展水平也是远远领先的。如图11所示，它拥有独立简单的编程操作系统，具有高精密的绕线水平，在卷线过程中对环境的污染小，降低噪音，最重要的具有独立的散热系统，不会使设备在生产过程中因为摩擦而产生损耗或者故障。
图11 国外线材卷丝机
1.2.2 国内研究现状
1978以来，我国实施了改革开放,在面临改革开放的新潮。我国国内的卷丝机从原来的机械齿轮手摇式到现如今的自动化线材卷丝机。对于自动化的线材卷丝机主要包括控制系统，传动系统，运动控制，传感器等。现如今随着卷丝机大幅度的生产使用，这让国内的卷丝机技术更加高效率高产量。
目 录
1 绪论 1
1.1 3D打印及线材卷丝机的简介 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段 4
2 3D打印线材卷丝机总体方案的设计 4
2.1 3D打印线材卷丝机的运动分析 4
2.2 3D打印线材卷丝机的基本组成 5
3 3D打印线材卷丝机的结构部分设计 5
3.1 零件分析 5
3.2 框架板 6
3.3 螺纹杆及卷线盘 8
3.4 3D打印零件 9
4 3D打印线材卷丝机控制部分设计 16
4.1 电机的选用 16
4.2 直流电机调速控制器的选用 18
4.3 标准件选用明细表 20
4.4 总装配图 22
5 总结与展望 25
5.1 总结 25
5.2 设计的主要优势 25
5.3 设计的不足 25
致谢 26
参考文献 27< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 1 绪论
1.1 3D打印及线材卷丝机的简介
3D打印，就是一种根据自己所要设计的3D模型，然后再通过3D打印设备逐层的增加材料而形成的三维产品技术，同时这种逐层堆叠技术也被称为生产基地。随着时代的进步与发展，3D打印技术越来越娴熟，并且3D打印技术已经应用到许多学科领域。最为明显的是在工业设计方面，它可以在数小时内完成一个模具的打印，这样可以节约了很多产品到市场的开发时间。和传统的制造技术相比较，3D打印技术不需要事先制造模具，只是需要利用塑料的粘合材料来进行逐层打印，这样就可以将所画出来的零件变成实物。因此3D打印技术可以节省材料，节省生产成本，最大优越化的调节零件的尺寸。3D打印结合了多重技术，主要是数字建模技术，机电控制技术，信息技术，材料科学与化学等诸多领域的尖端技术，是一种快速成型技术， 因此也被称为“第三产业革命”的核心技术。
近些年，3D打印技术已更加成熟、精确，设备价格和耗材价格均有所降低,该项技术已经成为先进机械制造领域中的一种前言话题。但是一些相对较发达的国家在机械制造领域中已经能够广泛的使用3D打印技术了，并且所在的发达国家领导高层也给予了这种技术的高度认可，但是对于我国这种发展中国家而言，此技术在机械加工制造领域中的应用与发展才刚开始。所以为了推进3D打印技术在我国机械制造方面的进步与发展，我们必须将3D打印技术与我们的实际工作相结合，从而更全面的了解该技术。
随着生产自动化水平的高速发展以及电子工业的发展，工业上对于线圈的需求量越来越大，品种也越来越多。与此同时线圈的使用已经深入到人类生活，这样就为线材绕线机制造业产生了新的机遇和挑战。我们都知道现代绕线机都是围绕数控技术，将传统制造业和机械制造加工业相互结合的新技术。因此越来越多的企业开始重视线材的储备和成本，随之开始考虑并研究各式各样的绕线机来提高企业效益。在人们的生活中，所用的电器产品多数都是需要用到一种用漆包铜线绕制成的电感线圈，从而我们就需要用到卷丝机。纺织行业多用棉纱线、人造纤维线等绕制各种适合纺织机用的纱团、绽这些都需要用一款卷丝机来卷，卷线机是生产技材的轧钢车间里必不可少的一种辅助设备。但在一般小型轧铜间生产线材多是人工操作卷取，工人劳动十分笨重，操作很不安全。
1.2 国内外研究现状
众所周知，中国是世界上最大的发展中国家，所以对于卷丝机的生产的需求量也是很大的，但是由于存在技术水平的差距，在关键的技术上我国始终未能达到与国外的厂家有相竞争的能力。虽然在经历了2008和2009年的全球经济衰退的危机，但是随着经济水平的回暖，在2010年卷丝机产业逐渐恢复并快速发展，这样才使得中国的许多绕线机厂家的生产订单量大量的增加，同时原本已经将要面临半倒闭的中小型卷线机企业又开始看到了经济的曙光，从而又再次产生了卷丝机制造的行列中。但是不可忽视的是，目前我国内的卷丝机产业的发展前景依旧非常严峻，其原因主要是来自于国内外许多著名品牌的竞争压力及国内低配置生产效率的低下，从而现如今卷丝机产业的技术发展面临新的面貌，同时国内外产品的多次合作以及技术的交流努力使得国产卷丝机的技术与进口卷丝机的技术差距正在逐渐缩小，但是我国先进优秀的技术人员依旧需要靠自己的努力来研发卷丝机的核心技术，从而解决关键部位技术性难题。
1.2.1 国外研究现状
全球的现代化工业里，机械化、自动化的制造生产线早已是重点的问题。所以，多元化的卷丝机大量地运用在其各类物流工作与生产流水线中。工程师们已基本地实现了之中的化工等持续性的生产过程自动化。然而，在生产制造中，装配与加工等工序是不持续的。
卷丝机是在自动化以及机械化制造流水线中发展起来的一个绕线自动化装置。在制造现代化流水线里，广泛地运用卷丝机绕线。在经历了工业革命时期，在西德意大利，卷丝机的绕线功能设备已经逐渐从电器的自动控制发展成微机控制。同时在遇到故障时能够检测出来。在发达国家，他们自己所发明的绕线机已经基本上实现了自动化和智能化。尤其是德国他们所生产的绕线机主轴转速已经达到4000r/min，这个速度的绕制水平已经远远超越国际。除此之外在亚洲国家，对于日本的卷丝机的技术领域以及发展水平也是远远领先的。如图11所示，它拥有独立简单的编程操作系统，具有高精密的绕线水平，在卷线过程中对环境的污染小，降低噪音，最重要的具有独立的散热系统，不会使设备在生产过程中因为摩擦而产生损耗或者故障。
图11 国外线材卷丝机
1.2.2 国内研究现状
1978以来，我国实施了改革开放,在面临改革开放的新潮。我国国内的卷丝机从原来的机械齿轮手摇式到现如今的自动化线材卷丝机。对于自动化的线材卷丝机主要包括控制系统，传动系统，运动控制，传感器等。现如今随着卷丝机大幅度的生产使用，这让国内的卷丝机技术更加高效率高产量。
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