數(shù)控電火花線切割機(jī)床坐標(biāo)工作臺進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
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- 數(shù)控電火花線切割機(jī)床坐標(biāo)工作臺進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
目 錄
1 緒論...................................................................1
1.1 電火花加工的產(chǎn)生和加工原理......................................... 1
1.1.1電火花加工的來源...............................................1
1.1.2電火花加工的物理本質(zhì)和工作原理................................ 1
1.2 電火花加工的現(xiàn)狀及發(fā)展..............................................4
1.2.1電火花線切割加工的現(xiàn)狀.........................................4
1.2.2電火花線切割機(jī)的發(fā)展策略.......................................5
1.2.3設(shè)計過程......................................................6
2 工作臺設(shè)計方案及其分析.................................................7
2.1 數(shù)控電火花線切割機(jī)床的機(jī)構(gòu)組成及其作用.............................7
2.2 坐標(biāo)工作臺的組成...................................................8
2.3 主要參數(shù)...........................................................9
2.4 方案確定...........................................................9
2.4.1 床身結(jié)構(gòu)....................................................9
2.4.2 X-Y工作臺..................................................9
2.5 坐標(biāo)工作臺的的傳動精度對工藝指標(biāo)的影響...........................11
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計..............................................................12
3.1 工作臺外形尺寸及重量計算..........................................12
3.2 滾珠絲杠副的設(shè)計計算..............................................13
3.3 導(dǎo)軌的確定........................................................15
3.4 步進(jìn)電機(jī)的選用....................................................17
3.5 軸承的設(shè)計計算....................................................18
3.6 X向齒輪副的選用..................................................19
3.7 Y向齒輪副的選用..................................................25
結(jié)論.....................................................................30
致謝.....................................................................31
參考文獻(xiàn).................................................................32
2.1.數(shù)控電火花線切割機(jī)床的機(jī)構(gòu)組成及其作用
圖2.1是電火花線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)圖。
圖2.1 電火花線切割機(jī)床機(jī)構(gòu)圖
可知電火花線切割機(jī)床主要由坐標(biāo)工作臺、高速走絲機(jī)構(gòu)、床身、工作液系統(tǒng)、脈沖電源和控制器等部分組成。其中X, Y坐標(biāo)工作臺是用來裝夾被加工工件,X軸、Y軸由控制器發(fā)出進(jìn)給信號,分別控制兩步進(jìn)電動機(jī),運(yùn)行預(yù)定的軌跡。
2.1.1 高速走絲機(jī)構(gòu)
高速走絲機(jī)構(gòu)主要由儲絲筒組合件上、下拖板、齒輪副、絲杠副、換向裝置和絕緣件等部分組成。高速走絲機(jī)構(gòu)主要用來帶動電極絲按一定的線速度移動,并將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上。
2.1.2 電極絲的運(yùn)動系統(tǒng)
絲架導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)與走絲機(jī)構(gòu)組成了電極絲的運(yùn)動系統(tǒng)。絲架的主要功用是在電極絲按給定的線速度運(yùn)動時,對電極絲起支撐作用,使電極絲工作部分與工做臺平面保持一定的幾何角度。導(dǎo)輪位于絲架懸臂的端部,絲架通過導(dǎo)輪對電極絲起支撐作用。絲架按功能可分為固定式、升降式和偏移式三種類型;按結(jié)構(gòu)可分為懸臂式和龍門式。
2.1.3 工作液循環(huán)與過濾系統(tǒng)
工作液系統(tǒng)用以在電火花線切割加工過程中,供給有一定絕緣性質(zhì)的工作介質(zhì)一一工作液,以冷卻電極絲和工件,排除電蝕產(chǎn)物等,這樣才能保證火花放電持續(xù)進(jìn)行。一般線切割機(jī)床的工作液系統(tǒng)包括:工作液箱、工作液泵、流量控制閥、進(jìn)液管、回液管及過濾網(wǎng)等。其中工作液地清潔程度對加工地穩(wěn)定性起著重要的作用。
2.1.4 電火花線切割脈沖電源
電火花線切割脈沖電源通常又叫高頻電源,是數(shù)控電火花線切割機(jī)床的主要組成部分,是影響線切割加工工藝指標(biāo)的主要因素之一。線切割脈沖電源的基本組成線切割脈沖電源是由脈沖發(fā)生器、推動級、功放及直流電源四部分組成。
2.2 坐標(biāo)工作臺的組成
坐標(biāo)工作臺主要由拖板、導(dǎo)軌、絲杠運(yùn)動副、齒輪副或蝸輪傳動副四部分組成。
1.拖板
拖板主要由下拖板、中拖板、上拖板和工作臺四部分組成。通常下拖板與床身固定連接;中拖板置于下拖板之上,運(yùn)動方向?yàn)樽鴺?biāo)Y方向;上拖板置于中拖板之上,運(yùn)動方向?yàn)樽鴺?biāo)X方向;工作臺通過絕緣體與上拖板相連接。其中,上、中拖板一端呈懸臂形式,以放置拖動電機(jī)。
2.導(dǎo)軌
坐標(biāo)工作臺的縱、橫拖板是沿著導(dǎo)軌往復(fù)移動的。因此,對導(dǎo)軌的精度、剛度和耐磨性有較高的要求。此外,導(dǎo)軌應(yīng)使拖板運(yùn)動靈活、平穩(wěn)。線切割機(jī)床常選用滾動導(dǎo)軌。因?yàn)闈L動導(dǎo)軌可以減少導(dǎo)軌間的摩擦阻力,便于工作臺實(shí)現(xiàn)精確和微量移動,而且潤滑方法也簡單。缺點(diǎn)是接觸面之間不易保持油膜,抗振能力較差。滾動導(dǎo)軌有滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌等幾種形式。
3.絲杠傳動副
絲杠傳動副的作用是將傳動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橥习宓闹本位移運(yùn)動。要使絲杠副傳動精確,絲杠與螺母應(yīng)當(dāng)精確,應(yīng)保證在6級精度或高于6級精度。
4.齒輪副
步進(jìn)電機(jī)與絲杠間傳動通常是采用齒輪副來實(shí)現(xiàn)。由于齒側(cè)間隙、軸和軸承之間的間隙及傳動鏈中的彈性變形的影響,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)主軸上的主動齒輪改變傳動方向時,會出現(xiàn)傳動空程。為了減少和消除齒輪傳動空程,應(yīng)當(dāng)采用以下措施:
(1)采用盡量少的齒輪減速級數(shù),力求從結(jié)構(gòu)上減少齒輪傳動精度的誤差。
(2)采用齒輪副中心距可調(diào)整結(jié)構(gòu),通過改變步進(jìn)電機(jī)的固定位置實(shí)現(xiàn)。
(3)將被動齒輪或介輪沿軸向剖分為雙輪的形式。裝配時應(yīng)保證兩齒輪廓分別與主動齒輪廓的兩側(cè)面接觸,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)變換旋轉(zhuǎn)方向時,絲杠上都能迅速得到相應(yīng)反映。
2.3.主要參數(shù):
查閱國家標(biāo)準(zhǔn)《電火花線切割機(jī)床參數(shù)》(GB 7925-87),暫定設(shè)計型號為:DK7763,該型號的電火花線切割機(jī)床的主要參數(shù)為:
工作臺:橫向行程630mm;縱向行程800mm;切削工件最大厚度500mm;切割工件總重量960kg;步進(jìn)電機(jī)步距角1.5度;粗糙度<2.5 Ra/μm。
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