铝型材框架式3D打印与CNC两用设备结构

当初搭这套结构的时候，最先踩的坑是铝型材切割的毛刺没处理干净，角码嵌进去的时候卡了快半小时，后来特意把所有型材端面的倒角都在模型里预留了0.2mm的余量，就是怕实际加工的时候切削飞边导致装配错位。之前做过类似的小型数控结构，总是出现Z轴悬臂下垂的问题，这次特意把立柱的安装位置往框架中心挪了12mm，横梁的导轨安装面也做了加厚处理，不用额外加加强筋就能保证运动到极限位置的时候，主轴端的跳动量控制在0.05mm以内。

做这套结构的初衷就是想搞一套能切换功能的机架，不用单独做两套框架占地方，所有的安装孔位都是按市面上能直接买到的标准件来配的，同步轮的安装座、滑块的固定孔、甚至走线槽的卡扣位置，都没做非标定制的尺寸，就是怕爱好者自己做的时候找不到适配的零件。之前跨软件转档的时候，出现过型材槽道的曲面破面问题，后来把所有的铝型材截面都重新做了实体拉伸，没有用导入的外部型材库文件，避免转格式之后出现缺面、尺寸偏移的问题，导到其他工程软件里也能直接编辑特征，不用重新修复几何体。

图纸标注的时候最费时间的是导轨平行度的公差要求，两根Y轴导轨的安装面如果高差超过0.1mm，运动的时候就会出现卡顿，所以特意在安装面的位置标注了平面度要求，没有把公差放得太松，也没卡到机加工都做不出来的精度，普通的台式钻床就能完成所有孔位的加工，不需要上CNC加工中心，自己在家用小型设备就能做出来。之前考虑过把框架做成封闭式的，后来权衡了组装难度和成本，还是放弃了钣金外罩的设计，留足了后期加装 enclosure 的空间，用户可以根据自己的需求加装保温罩或者防尘罩，不用改动原有框架的结构。

X轴的拖链安装位置改了三次，最开始放在横梁侧面，运动的时候会和打印头的管线干涉，后来挪到了横梁上方，又发现会影响Z轴的上升行程，最后调整到了横梁的后侧，既不会干涉运动部件，也能把所有的电机线、信号线都收纳进去，不会出现管线缠绕的问题。所有的紧固件都用的是标准内六角螺栓，没有用特殊规格的螺丝，组装的时候只需要一套内六角扳手就能完成全部装配，不用准备一堆特殊工具。当初做实训项目的时候见过不少学生搭的设备，要么是电机座没做减震垫，运行的时候抖得厉害，要么是传动带的张紧结构没留调整余量，用一段时间皮带松了就没法调，这次在每个同步轮的安装座上都做了长圆孔调整位，不用拆其他零件就能调整皮带张紧度，电机和安装板之间也预留了橡胶减震垫的安装槽，能有效降低运行时的共振。

这套结构没有做多余的装饰性设计，所有的特征都是为了装配和使用服务的，没有为了好看加没用的倒角或者曲面，毕竟是功能性的设备框架，稳定性和易装配性才是最优先的。