毕业设计论文中速走丝电火花线切割机床设计与开发Word文档下载推荐.docx
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（4）.纵向和横向是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杆螺母副组成，传动比满足机床的要求。
（5）.为了保证进给伺服系统的精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。
齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。
（6）.采用滚动导轨可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单。
（7）.根据电火花线切割机床的最大加工尺寸，加工精度，控制速度和经济性要求，一般采用8位微机。
在8位微机中，MCS-51系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰能力强，具有很高的性能价格比。
因此，可以选择MCS-51系列单片机扩展系统。
在上述的基础上，有条件的还可以进一步实现钼丝的角度调节，使加工过程更加细致精确。
2.2主要技术参数的拟定
技术参数包括运动参数，尺寸参数和动力参数。
DK7740电火花线切割机床的主要技术参数如下：
表2.1线切割机床主要参数
工作台行程/
400500
加工表面粗糙度
0.86
切割速度/
180
加工精度
0.001
切割工件最大厚度
400
电极丝移动速度/（）
7-12
电极丝直径/
0.25
3走丝机构的设计
走丝机构的运动是由丝筒电机的正转和反转来完成的。
电机通过联轴器与丝筒连接，丝筒装有齿轮，通过过渡齿轮与丝杆上的齿轮啮合。
丝杆固定在拖板上，螺母固定在底座上，拖板与底座采用装有滚珠的V行滚动导轨连接，这样丝筒每转一周拖板直线移动相应的距离，因此机床工作前应根据零件厚薄和精度要求可在0.12和0.25之间调节。
3.1对高速走丝机构的要求
对高速走丝机构设计时的一些相关要求如下所示：
（1）高速走丝机构的储丝筒转动时，由于布丝的要求，需要进行相应的轴向移动，这样才能保证电极丝在储丝筒上的有序排列，不会相互缠绕。
（2）储丝筒的径向和轴向窜动量要求越小越好。
（3）储丝筒要能够正反向旋转，电极丝的走丝速度要求在7—12
（4）走丝机构要求和床身相互绝缘。
3.2机械部分的设计选型
3.2.1电动机的计算和选型
高速走丝机构由于有丝筒的存在，所以对电机的要求比较高。
为了保证排丝的迅速和排丝位置的准确，要求电机的启动制动要迅速、转速要高、定位精度要高；
对于不同尺寸的钼丝，需要使用不同的转速和转矩，这就要求电机转速和转矩的调节性能要好，即要能根据不同的控制信号快速达到准确的速度和位置。
根据这些要求，在《机械设计手册》当中查找，选用A02系列小功率三相异步电机，电机的型号初步选定为A027124，相关数据为：
表3.1电机参数
电机型号
额定功率/W
额定电压/V
堵转电流/A
堵转转矩/
最大转矩/
A02-7124
370
380
6.0
2.2
2.4
查询《机械设计手册》，电动机和联轴器的连接采用，长度为18普通平键。
3.2.2联轴器、轴承的计算和选型
分析电机轴和丝筒轴的工作环境，由于高速走丝机构是往复运动，换向频繁，在换向的时候联轴器受到电机轴和丝筒轴上方向相反的剪切力的作用，所以查询《机械设计手册》选用弹性柱销联轴器。
型号初选为LX2。
这个型号的联轴器的相关数据为：
表3.2联轴器的参数
型号
公称转矩/（）
许用转速/（）
轴孔直径
、、
/
轴孔长度/
LX2
560
6300
24
38
52
120
55
28
2.5
这个型号的联轴器如图所示：
图3.1联轴器外形示意图
分析轴承的工作环境，丝筒和中间轴工作时只受扭转力和剪切力的作用，在轴向上不受力，又由于轴的转速非常高，所以决定采用单列深沟球轴承，丝筒轴的两对深沟球轴承初选型号为16006型，中间轴的两对初选型号为16007型。
这两种轴承的相关参数如下：
表3.3深沟球轴承参数
轴承代号
基本尺寸
基本额定动载荷
基本额定静载荷
极限转速
脂润滑
油润滑
6006
30
13
13.2
8.30
10000
14000
6007
35
62
14
16.2
10.5
9000
12000
3.2.3齿轮传动部分的设计计算
①传动比计算
钼丝丝距（排丝距离—电机轴每转一圈带动丝杠轴向移动的距离）选择为0.24，丝杆的螺距我们选择是3，由此可以计算储丝筒和丝杆之间的齿轮的传动比是：
（3.1）
选用二级齿轮传动，由两对齿轮组成，取
②齿轮齿数的计算
取，由于齿轮齿根和轴上的键的距离不能为零，
即（3.2）
选取d=15，然后由设计手册查得：
（3.3）
=
=
将数据代入3.2式得：
取得；
又有；
所以
（3.4）
（3.5）
去第三个齿轮的齿数；
同上可求得，；
又由所以
（3.6）
（3.7）
由此可以算得齿轮1、2的中心距为
（3.8）
齿轮3、4的中心距为
（3.9）
由《机械设计课程设计手册》查得键槽连接部分的具体尺寸：
表3.4普通平键参数
轴
键
键槽
公称直径
公称尺寸b×
h
深度
毂
齿轮的其他相关数据如下：
齿顶圆：
（3.10）
齿根圆：
（3.11）
3.2.4丝杆和导轨的设计计算
由于丝杠是正反向旋转的，所以采用正反向平衡的梯形牙，丝杠选用的长度为L=450，具体的参数如下:
螺距P=3mm公称直径28mm牙顶牙底间隙0.5mm旋合长度450mm
又机构重量适中，属于中型机械，所以丝杆的直径可以选择为28mm。
表3.5丝杠螺母副相关参数
大径/mm
中径/mm
小径/mm
牙型高/mm
牙高/mm
内螺纹
28.5
26.5
25
1
--
外螺纹
24.5
1.25
由于丝杠部分要同时承受径向载荷、转矩和轴向载荷，所以选用面对面安装的圆锥滚子轴承。
这种结构的轴承，导轨选用三角形和矩形组合导轨，靠近工件的一边选三角形，矩形导轨负担重量，三角形导轨在运行时因为正反转，不同转向所受力方向不一样，这样正反转有一个面受主要力。
三角形选择60度。
3.3电路控制部分的设计
3.3.1控制原理
线路工作过程如下:
自动档按下启动按钮SB2,KM1得电,工作台前进,当到达预定行程后（可通过调整挡块位置来调整行程）,挡块1按下ST2,ST2动断触点断开,切断接触器KM1,同时ST2动合触点闭合,反向接触器KM2的电,工作台反向运行.当反向到位,挡块2压下ST1,工作台又转到正向运动,进行下一个循环.行程开关ST1为正向.反向终端保护行程开关,以防ST1.ST2失灵时,工作台从床身滑出的危险.手动用于对中和装丝。
电路图如下所示：
图3.2PLC电路图
3.3.2电器元件的选择
①继电器的选择
继电器主要是控制部分的小电流电路用于用于工作部分的大电流电路的
②接触器的选择
接触器在工作电压小于1200V的低压电器中属于控制类电器。
交流接触器主要用于在远距离和大电流的电路中连接和分断电路，本次设计采用的是TKC1交流接触器，这种型号的接触器适用于50Hz，电流在800A以下，电压在660V以下的电气电路中。
③熔断选择器的选择
熔断保护器是用于电源的隔离、线路的过流和短路保护，通过比较采用的是QCH30系列熔断式隔离器。
额定功率为50Hz，额定工作电压为400V，额定工作电流为32A。
④行程开关的选择
本次设计采用XZ-8/107型的行程开关。
3.3.3PLC接线图
①I/O分配表
表3.6I/O分配表
输入信号
输出信号
正向按钮
I0.0
正向限位ST3
I0.6
反向按钮
I0.1
反向限位ST4
I0.7
停止按钮
I0.2
正向移动
Q0.0
热继电器
I0.3
反向移动
Q0.1
正向行程ST1
I0.4
电机正转指示灯
Q0.2
反向行程ST2
I0.5
电机反转指示灯
Q0.3
②程序梯形图
图3.4PLC程序梯形图
③PLC外部接线图
图3.5PLC外部接线图
4工作台进给系统的设计
在设计工作台的结构时，为了加工的方便，工作台必须能够很好地装夹工件，而且在加工工件的过程中，钼丝以及丝架的悬臂部分在移动时不会和工作台发生碰撞，所以工作台设计时一般采用滑枕结构，丝架的上下两根悬臂梁分别在悬臂的上方和下方，钼丝从两根滑枕的中间竖直穿过。
4.1机械部分的设计计算
4.1.1滚动导轨的计算和选型
滚动导轨是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，将滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，滑动摩擦比滚动摩擦小得多。
这样做的好处是，导轨所需的驱动力变小了，从而可以用更小的驱动电机来带动；
运动的速度提高了，瞬间速度可以达到普通滑动导轨的10倍；
导轨内部各个部件的配合性非常好，运动稳定，大大提高了运动精度和定位精度，可以实现无隙运动；
提高了导轨的运动刚度。
滚动导轨的这些优点使得它在制造要求越来越高的今天是一个相当不错的选择。
在DK7740电火花线切割机床工作的导轨的结构布局是，在机床的正面和走丝机构中丝筒的往复方向平行的方向为Y方向，垂直于Y方向的为X方向。
Y方向在上，X方向在下，工作台的行程是4005
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