【導(dǎo)讀】且是導(dǎo)電的原材料的加工上。電火花線切割加工最常見(jiàn)的應(yīng)用是在。壓模、擠壓模、粉末冶金的鑄模和標(biāo)準(zhǔn)摸板的裝配工中。電極來(lái)進(jìn)行加工的工件。電火花線切割加工技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)，專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用。此次設(shè)計(jì)包括機(jī)床的總體布局設(shè)計(jì)，橫向進(jìn)給、縱向進(jìn)給設(shè)計(jì)，其中還包括齒輪的強(qiáng)度計(jì)算，滾珠絲桿較核，軸承壽命的驗(yàn)算。

　　

【正文】 整和預(yù)緊 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊是采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ対L動(dòng)體和內(nèi)外套圈之間產(chǎn)生一定的預(yù)變形。預(yù)緊的目的是增加軸承的剛度，提高旋轉(zhuǎn)精度，延長(zhǎng)軸承壽命。 按預(yù)載荷的方向可分為軸向預(yù)緊和徑向預(yù)緊。 而角接觸球軸承主要是軸向預(yù)緊，這可明顯提高軸向剛度。 27 第 4 章 進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì) 進(jìn)給傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)比的確定 設(shè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比為 i，若為一級(jí)傳動(dòng)，則1221 zznni ?? ， 11,zn 為主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)， 22,zn 為從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)。若為多級(jí)傳動(dòng)，則 i 為總傳動(dòng)比。 對(duì)于步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)脈沖當(dāng)量 )/( 脈沖mmp? 確定，并且滾珠絲桿導(dǎo)程 0L （ mm）和電機(jī)步距角 ]/)[(( 脈沖?b? 都也以初步選定后，則可用下式計(jì)算主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)比 [10 ] PObLi ?? ?? 360 = ? ? =1 滾珠絲桿螺母副選型和校核 滾珠絲桿螺母副的型號(hào)選擇 1. 最大工作載荷計(jì)算 滾珠絲桿上的工作載荷 )(NFm 是指滾珠絲桿副在驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)時(shí)滾珠絲桿所承受的軸向力，也叫做牽引力。它包括滾珠絲桿的走刀抗力及與移動(dòng)體中立和作用于道軌上的其它切削分力相關(guān)的摩擦力，可用下列實(shí)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。 對(duì)于矩形道軌 )( GFFfKFF cVLm ???? 28 式中： LF —— 工作臺(tái)進(jìn)給方向載荷 vF —— 工作臺(tái)垂直載荷 CF —— 工作臺(tái)橫向載荷 G—— 移動(dòng)部件的重力 K—— 考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù) F—— 考慮顛覆力矩影響的摩擦系數(shù) 對(duì)于滾動(dòng)導(dǎo)軌； f=～ 由于電火花線切割是電極絲放電進(jìn)行加工，可以認(rèn)為 CVL FFF ., 近似為零 所以； fGFm? 取 1000, ?? Gf Kg（估算） mF =fG=1000 ? =5 2. 最大動(dòng)載荷 C 的計(jì)算及主要尺寸初選 滾珠絲桿應(yīng)根據(jù)斷定動(dòng)載荷 aC 選用，最大動(dòng)載荷計(jì)算原理與滾動(dòng)軸承相同 [11 ]。 滾珠絲桿的最大動(dòng)載荷應(yīng)用下式計(jì)算： 063 /1000,10/60, LvnntLFfLC mm ??? 式中： L—— 工作壽命，單位 10r6 n—— 絲桿轉(zhuǎn)速， 單位 r/min v—— 最大切削力條件下進(jìn)給速度，單位m/min 0L —— 絲桿基本導(dǎo)程，單位 mm t —— 頜 定 使 用 壽 命 ， 單 位 h ，可取t=15000h mf —— 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，無(wú)沖擊取 1～ ，一般情況 ～ 所以 mmFfLC 3? 29 = ?? = n=1000v/ 0L =1000 100 =20r/min L=60nt/ 610 =610 2436 5102060 ???? =（ 610 ） r/min C= mmFfL3 = 1 ?? =33 滾珠絲桿的選 型和校核 滾珠絲桿已由專門(mén)工廠制造，因此，不用我們自己設(shè)計(jì)制造，只要根據(jù)使用工況選擇某種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，在根據(jù)載荷、轉(zhuǎn)速等條件選定合適的尺寸型號(hào)并向有關(guān)廠家訂購(gòu)。此次設(shè)計(jì)中，滾珠絲桿被三次選用，故在這里只選取其中最重要的主軸傳動(dòng)中的滾珠絲桿加以設(shè)計(jì)和校核。其步驟如下： 首先對(duì)于一些參數(shù)說(shuō)明如下： 軸向變載荷 iF（ N），其中 i 表示第 i 個(gè)工作載荷， i = 4?n； 第 i 個(gè)載荷對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 in （ r/min） 第 i 個(gè)載荷對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間 it （ h）； 30 絲桿副最大移動(dòng)速度 min)/(max mmv ； 絲桿預(yù)期壽命 )(hLb ； 1. 型號(hào)選擇 （ 1）根據(jù)使用和結(jié)構(gòu)要求 選擇滾道截面形狀，查得螺母的循環(huán)方式和預(yù)緊方式； （ 2）計(jì)算滾珠絲桿副的主要參數(shù) ①根據(jù)使用工作條件，查得載荷系數(shù) df =，系數(shù) js =； ②計(jì)算當(dāng)量轉(zhuǎn)速 dn dn = 2)( minmax nn ? =2021 r/min ③計(jì)算當(dāng)量載荷 dF 3)2( m inm a x FFFd ?? =2333N ④初步確定導(dǎo)程 hP maxmax nVPh ? = 400010000 = 取 5?hP mm ⑤計(jì)算絲桿預(yù)期工作轉(zhuǎn)速 nL dn nL 60? =120210 ⑥計(jì)算絲桿所需的頜定載荷 aC39。 31 31239。 10 ndda LFfC ??? ? =1 2333 10 312 120210?? =1151N （ 3) 選擇絲桿型號(hào) ①根據(jù)初選的 hP 和計(jì)算的 aC39。 ，選取導(dǎo)程為 5mm，頜定載荷大于aC39。 的絲桿。所選絲桿型號(hào)為 。其為外循環(huán)雙管式、雙螺母墊片預(yù)緊、導(dǎo)珠管埋入式系列滾珠絲桿。 ②臨界轉(zhuǎn)速校核 =122 321610cld? =12226 630 ?? =5970r/min 而最大工作轉(zhuǎn)速 maxn =4000 =4776 校核合格。 ③滾珠絲桿的預(yù)緊 預(yù)緊力（ pF ）一般取當(dāng)量載荷的三分之一或頜定動(dòng)載荷的十分之一。即： dp FF ??31 =778N 其相應(yīng)的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 32 10)1(2 ???? ??? hpp PFT 32 = 32 10)( 4778 ????? ?? = m 步進(jìn)電機(jī)的選用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)，是一種把電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成與脈沖數(shù)成正比的角位移或直線位移的執(zhí)行元件。具有以下四個(gè)特點(diǎn)：①轉(zhuǎn)速（或線速度）與脈沖 頻率成正比；②在負(fù)載能力允許的范圍內(nèi)，不因電源電壓、負(fù)載、環(huán)境條件的波動(dòng)而變化；③速度可調(diào)，能夠快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；④定位精度高、同步運(yùn)行特性好。 數(shù)控電火花成型機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)要求電動(dòng)機(jī)定位精度高，速度調(diào)節(jié)方便快速，受環(huán)境影響小，且額定功率小，并且可用于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。而 BF 系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具備以上的所有條件，我們選用的型號(hào)為 90BF004 的電動(dòng)機(jī)作為主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源。 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的支承設(shè)計(jì) 絲桿的支承形式 滾珠絲桿的支承和支承方式將影響絲桿副的剛度，因此，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求高時(shí) 應(yīng)審慎的加以選擇。常見(jiàn)的支承形式有以下幾種： (1)絲桿一端安裝兩個(gè)深溝球軸承或者角接觸軸承或者圓錐滾子軸承的稱為固定支承。 (2)安裝一個(gè)深溝球軸承或者角接觸球軸承或者圓錐滾子軸承的稱為鉸支。 因此絲桿的支承方式有兩端固定；一端固定，一端鉸支；一端固定，一端自由等幾種；本設(shè)計(jì)采用的是兩端固定的支承。 絲桿的支承方式 絲桿的支承方式有以下四種： 1. 雙推自由支承 33 將兩個(gè)方向相反的推力球軸承和兩個(gè)深溝球軸承裝在一端，另一端自由。 特點(diǎn)：適用于短絲桿或絲桿行程較短的場(chǎng)合。 2. 雙推支承 將兩個(gè)方向相反的推力球軸承和兩個(gè)深溝球軸承裝在一端，另一端裝一個(gè)或兩個(gè)深溝球軸承。 特點(diǎn)：絲桿水平安裝時(shí)，可減少或避免因自重產(chǎn)生的彎曲或高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，自由端的晃動(dòng)，適用于長(zhǎng)螺桿。 3. 單推單推或雙推單推 兩端各安裝一個(gè)方向相反的推力球軸承和一個(gè)深溝球軸承或一端裝兩個(gè)方向相反的推力球軸承和兩個(gè)深溝球軸承，另一端裝一個(gè)推力球軸承。 特點(diǎn)：可預(yù)拉伸螺桿，以減少或消除螺桿水平安裝時(shí)，因自重產(chǎn)生的彎曲，當(dāng)軸承預(yù)緊力大于螺桿載荷的 1/3 時(shí)，螺桿拉壓剛度可提高四倍，且不會(huì)承受壓力，無(wú)失穩(wěn)現(xiàn)象。 4. 雙推雙推 兩端各安裝兩個(gè)方向相反的推力球軸承和兩個(gè)深溝球軸承。 特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)與單推單推式相同，當(dāng)超過(guò)預(yù)計(jì)溫度時(shí)，不會(huì)因螺桿伸長(zhǎng)使軸承產(chǎn)生間隙。 缺點(diǎn)：調(diào)整較復(fù)雜。 34 結(jié) 論 數(shù)控電火花線切割機(jī)的設(shè)計(jì)具體的說(shuō)來(lái)應(yīng)該包括機(jī)床總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)床走絲設(shè)計(jì)， X、 Y 坐標(biāo)工作臺(tái)設(shè)計(jì)等。按照設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)，首先要了解該機(jī)床，調(diào)查研究電火花線切割機(jī)的加工特點(diǎn)，確定DK7732 線切割機(jī)床的具體技術(shù)參數(shù)，從而在第一階段我進(jìn)行了實(shí)地的參觀測(cè)繪，初步確定參數(shù)，對(duì)照已有的院數(shù)控中心 DK7725 型線切割機(jī)更進(jìn)一 步確定具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)已有的參數(shù)再對(duì)機(jī)床總體方案及部件方案進(jìn)行確定。具體到設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各個(gè)方案再進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的修改。接下來(lái)就是進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)與計(jì)算選型工作，就是將整體機(jī)床的設(shè)計(jì)又分為幾個(gè)部分各個(gè)去突破大體就是機(jī)床 X， Y 向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和走絲儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)，再具體到各個(gè)組件或零件。本次設(shè)計(jì)過(guò)程可總結(jié)為，調(diào)查研究電火花線切割機(jī)的加工特點(diǎn)，確定新設(shè)計(jì)電火花線切割機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。進(jìn)行數(shù)控電火花線切割機(jī)總體方案設(shè)計(jì)。完成電火花線切割機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)是一個(gè)最 好的檢測(cè)，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中一切你知道的你不知道的都將會(huì)從新浮現(xiàn)在你的眼前。一些新的知識(shí)點(diǎn)的理解和接受和對(duì)以前的所學(xué)的回顧的過(guò)程畢竟是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，正因?yàn)檫@樣在這半年的設(shè)計(jì)過(guò)程中離不開(kāi)老師和同學(xué)們的指導(dǎo)在此真心的表示感謝！ 進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程以來(lái)得到了張文生老師的很多幫助，在我所設(shè)計(jì)的這一課題來(lái)說(shuō)這里很多方面都是薄弱的環(huán)節(jié)或者是沒(méi)有接觸過(guò)的新事物 ， 對(duì)于我們一再不了解的地方只要你問(wèn)老師都細(xì)心為你解答。另外也要值得感謝的是特加訓(xùn)練室的老師在我去參觀數(shù)控線切割機(jī)床時(shí)只要是你對(duì)所見(jiàn)不懂的地方你主動(dòng)去問(wèn)他都 為你熱心的導(dǎo)。 36 參考文獻(xiàn) 1 紀(jì)明剛，陳國(guó)定，吳立言 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京：高等教育出版社， 2021:13. 2 李文雙，于信偉，蘇發(fā) .機(jī)械制造工程學(xué) .哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2021:45. 3 孫桓，陳作模，葛文杰 .機(jī)械原理 .北京：高等教育出版社， 2021:68. 4 曹金榜 ,張玉逢 ,陳養(yǎng)田 .機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987： 911. 5 吳振彪 .機(jī)電綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo) .北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社， 2021： 1213. 6 顧熙常 ,遲建山 ,胡寶珍。金 屬切削機(jī)床（下冊(cè)）。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2021： 1416. 7 張學(xué)仁 .數(shù)控電火花線切割加工技術(shù) .黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2021:1719. 8 李忠文 .電火花機(jī)和線切割機(jī)編程與機(jī)電控制 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝備與信息工程出版中心， 2021： 2022. 9 鄧星鐘 .機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版） .湖北：華中科技大學(xué)出版社， 2021:2324. 10 何永然 ,唐增寶 ,劉安竣 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版） .湖北：華中科技大學(xué)出版社， 2021:2425. 11 周良德 ,朱泗芳 .互換性與技術(shù)測(cè)量 .湖南：湖南科學(xué)技術(shù)出版社， 2021：2526. 12 熊萬(wàn)武 .機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021： 2729.