电火花线切割机床设计说明书

数控线切割DK7732机床设计说明书

杨加俊刘贺贺祁繁

徐州工程学院

要图纸的请加QQ：287579959，附加说明要图纸，有全部的零件图，用solidworks打开。

目录

一、简介 (1)

二、线切割机床的加工原理 (1)

三、主要技术参数 (1)

四、机床传动系统 (2)

五、创新设计 (4)

六、机床电气系统 (4)

七、设计过程分析与计算 (6)

1.最大动载荷 (6)

2.丝杠的选择 (6)

3.滚珠丝杠副 (6)

（1）特点 (6)

(2)滚珠丝杠副的载荷计算 (7)

a.工作载荷F (7)

b、滚珠丝杠副主要技术参数的确定 (8)

①导程Ph (8)

②螺母选择 (8)

Ⅰ滚珠的工作圈数i和列数j (8)

Ⅱ法兰形状 (8)

Ⅲ丝杠螺纹长度l (9)

Ⅳ校核计算 (9)

Ⅴ导轨的选择 (10)

八、补充知识 (10)

<1>导轨主要性能指标 (10)

<2>直线导轨的选择 (11)

九、数控系统的选择 (12)

十、机床操作步骤和规程 (13)

步骤 (13)

规程 (13)

十一、主要外购件 (13)

十二、参考文献 (14)

一、简介

数控电火花线切割机床，简称线切割机床，是以运动的金属丝为工具电极，在控制系统的控制下，按预先设定的轨迹对工件进行加工。线切割机床适合加工各种模具，切割微细精密及形状复杂的零件、样板，切割钨片、硅片等。广泛应用在机械、电子电气等领域。

二、线切割机床的加工原理

(1)线切割——数控电火花线切割加工的简称。

(2)工作原理：利用移动的金属丝作工具电极，并在金属丝和工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电的腐蚀作用对工件进行切割加工的。

(3)由于它利用的是丝电极，因此，只能作轮廓切割加工。

(4)工作原理如图所示。

图1.线切割机床的加工原理

1--数控装置 2--储丝简 3--导轮 4--电极丝 5--工件 6--喷嘴 7--绝缘板 8--脉冲发生器 9--液压泵 10--水箱 11--控制步进电动机

(5)当工件与线电极间的间隙足以被脉冲电压击穿时，两者之间即产生火花放电而切割工件。

(6)通过数控装置l发出的指令，控制步进电动机11，驱动X、Y两托板移动，可加工出任意曲线轮廓的工件。

三、主要技术参数

主要技术参数见表1。

表1 主要技术参数

四、机床传动系统

机床机械部分主要由床身、工作台、运丝装置、线架、冷却系统、夹具、防水罩等部件组成。传动系统图见图1。滚动轴承、电机型号规格见表2。

表2 滚动轴承、电机型号规格

五、创新设计

在调整线架的部分，我们安装一个电机，此电机不需要多高的马力，可以调整线架的高度即可，这样可以减轻工人的劳动，方便实现真正的数控。

六、机床电气系统

机床电气原理图见图2，符合有关国家标准。机床与控制器、高频电源、步进电源的连线接口见图3。机床电气操作面板示意图见图4。机床电源为单相220V/50H，机床的三芯电源插座按标准接地，严禁供电插座的接地芯片与电源中性线相连。照明灯规格为24V/40W。机床电气器件清单见表3。

图2 机床电气原理图图3 连线接口图

图4 操作面板图

七、设计过程分析与计算

1.最大动载荷

已知机床最大切割速度为120mm/min,最大加速度为amax=1.3m/s2，导程Ph=Vmax/(i X nmax)=5mm,工作行程sw=0.42m，摩擦阻力Fe=3N, te=0.12s,tw=3.9s。最大工作重量m=700kg,则工作台施加在丝杠上的轴向力为F=m X amax =700 X 1.3 = 910N.

取丝杠滚珠寿命为20000h.则工作动载荷为：13313,3N

2.丝杠的选择：

滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。这些都取决于其具有以下几个方面的优良特性：

传动效率高、定位精度高、传动可逆性、使用寿命长、同步性能好. 滚珠丝杠副是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

3.滚珠丝杠副

（1）特点：

a、动力更省

驱动力矩仅为滑动丝杠副的1/3，具有较高的运动效率，可以更加省电。

b、高精度的保证

滚珠丝杠副都是由高水平的机械设备连贯生产出来的，制作精度更高。

c、微进给可能

滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。

d、无侧隙、刚性高

滚珠丝杠副可以加预压，由于预压力可使轴向间隙达到负值，进而得到较高的刚性。

e、高速进给

滚珠丝杠副由于运动效率高、发热小，所以可实现高速进给(运动)。

(2)滚珠丝杠副的载荷计算

a.工作载荷F

工作载荷F是指数控机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向作用力，其数值可用下列进给作用力的实验公式计算

F=Fx+f'(Fz+W)+Fr

式中：Fx、Fy、Fz—x、y、z方向上的切削分力；Fr—密封阻力；W —移动部件的重量；M—主轴上的扭矩，N·m；dz—主轴直径，mm；(3) 平均工作载荷Fm与平均转速nm

当机床工作载荷随时间变化且此间转速不同时，

式中：t1,t2,…，tn分别为滚珠丝杠在转速n1,n2,…，nn下，所受轴向载荷分别是F1,F2,…，Fn时的工作时间(min)