【正文】 生的高溫由于來不及擴(kuò)散，使局部金屬材料熔化甚至少量金屬氣化，同時(shí)在工件和電極之間的部分絕緣工作液也產(chǎn)生氣化，氣化后的金屬蒸汽和工作液迅速膨脹并產(chǎn)生爆炸，使得熔化和氣化后的金屬材料從金屬表面拋離出來而達(dá)到切割的目的。如果間隙小于或大于這個(gè)距離，都不能進(jìn)行火花放電。（2）在切割工件時(shí)，必須在絕緣工作液中進(jìn)行。用絕緣性工作液主要有以下幾個(gè)作用：利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電；排除間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物；起冷卻電極的作用。（4）被加工材料必須導(dǎo)電。 數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn)⑴ 接利用線狀的電極絲作為電極，不需要像電火花成型加工的成型工具電極，可節(jié)約電極設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。⑶ 利用電蝕原理加工，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用力很小，因而工件的變形很小，電極絲、夾具不需要太高的強(qiáng)度。在加工中作為刀具的電極絲無須刃磨，可以節(jié)省輔助時(shí)間和刀具費(fèi)用。⑹ 電極絲是不斷移動(dòng)的，單位長(zhǎng)度損耗少，特別是慢走絲線切割加工時(shí)，電極絲一次性使用，故加工精度高（可達(dá)177。 數(shù)控電火花線切割的應(yīng)用范圍電火花線切割加工由于具有諸多優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：（1）廣泛應(yīng)用于沖壓模具的加工。（3）加工鑲拼型腔模、拉絲模、粉末冶金模、波紋板成型模。（5）加工硬質(zhì)合金和切割薄片材料。（7）加工半導(dǎo)體材料以及稀有、貴重金屬材料的割斷。 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的特點(diǎn) 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類1）．?dāng)?shù)控電火花線切割加工簡(jiǎn)述電火花線切割加工是電火花加工的一個(gè)分支，是一種直接利用電能和熱能進(jìn)行加工的工藝方法，它用一根移動(dòng)著的導(dǎo)線（電極絲）作為工具電極對(duì)工件進(jìn)行切割，故稱線切割加工。2）．?dāng)?shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類（1）按走絲速度分：可分為慢速走絲方式和高速走絲方式線切割機(jī)床。（3）按脈沖電源形式分：可分為ＲＣ電源、晶體管電源、分組脈沖電源及自適應(yīng)控制電源線切割機(jī)床。6 / 641)．控制臺(tái)控制臺(tái)中裝有控制系統(tǒng)和自動(dòng)編程系統(tǒng)，能在控制臺(tái)中進(jìn)行自動(dòng)編程和對(duì)機(jī)床坐標(biāo)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)字控制。圖 61 為快走絲線切割機(jī)床主機(jī)示意圖。（2）運(yùn)絲機(jī)構(gòu) 它用來控制電極絲與工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它的功能主要是對(duì)電極絲起支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺(tái)平面保持一定的幾何角度，以滿足各種工件（如帶錐工件）加工的需要。8 / 642 機(jī)床主要參數(shù)的確定 本機(jī)床利用電極絲作為工具，在控制機(jī)控制下，按規(guī)定軌跡對(duì)工件進(jìn)行切割加工。廣泛用于電子儀器，精密機(jī)械，輕工，軍工等部門。確定儲(chǔ)絲筒直徑，選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1400r/min.由 可知106Dnv???當(dāng) 時(shí)得：7/???當(dāng) 時(shí)得：12/vs???所以選擇儲(chǔ)絲筒直徑應(yīng)在 ~ 之間為了滿足加工要求，設(shè)計(jì)時(shí)儲(chǔ)絲筒的直徑假設(shè) D=130mm,則走絲速度為V=。從儲(chǔ)絲筒到絲杠經(jīng)過兩級(jí)直齒圓柱齒輪變速，由于機(jī)構(gòu)傳動(dòng)載荷較小，故為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，加工方便，兩級(jí)齒輪的傳動(dòng)比取值相等，記為 ，則 ，由于 ，即i12i?12sip??2is?可得 i=。 電動(dòng)機(jī)的選擇確定運(yùn)絲機(jī)構(gòu)所需的功率 ，運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的工作原理是電動(dòng)機(jī)通過彈P?10 / 64性連軸器帶動(dòng)長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)軸中間裝有儲(chǔ)絲筒另一端是齒輪傳動(dòng)，通過齒輪副傳遞到第二根軸，第二根軸同樣通過齒輪副將運(yùn)動(dòng)傳遞到絲杠，將螺母固定到工作臺(tái)上面，絲杠與螺母配合，從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。?1?——滾動(dòng)軸承的效率, =。3 3——齒輪傳動(dòng)的效率, =。1．各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算第Ⅰ軸轉(zhuǎn)速 140/minnr?第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速 127/?第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 23408./式中 n——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ——第Ⅰ軸到第Ⅱ軸傳動(dòng)比1i ——第Ⅱ軸第Ⅲ軸傳動(dòng)比22．各軸功率計(jì)算12 / 64第Ⅰ軸功率 4 W??????第Ⅱ軸功率 2221346..3?第Ⅲ軸功率 ..5pW?????式中 ——電動(dòng)機(jī)的效率, ＝。2 2——滑動(dòng)軸承的效率, =。4 4?——連軸器的效率， ＝；5 53．各軸扭矩計(jì)算第Ⅰ軸扭矩 ????第Ⅱ軸扭矩 22 3950596407pn????第Ⅲ軸扭矩 ????將以上計(jì)算數(shù)據(jù)列表13 / 64軸 號(hào)轉(zhuǎn) 速n(/mi)r輸出功率 P（W） 輸出扭矩T()Nm?傳動(dòng) 比 i效率 ?Ⅰ軸 140246．4 1680 1 0．66Ⅱ軸 7230 5396 3．44 0．93Ⅲ軸 ．5 3．44 0．9314 / 643 齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算為防止走絲電動(dòng)機(jī)換向裝置失靈，導(dǎo)致絲杠副和齒輪副損壞，在齒輪副中，可選用尼龍輪代替部分金屬齒輪。塑料齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核與金屬齒輪不同，所以沒有標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，根據(jù)裝置所需傳動(dòng)比和加工要求合理設(shè)計(jì)或選擇其他產(chǎn)品，通過校核檢查其性能。但齒形系數(shù)一般使用節(jié)點(diǎn)附近的值。雖說劉易斯公式是在假定所有的負(fù)荷都施加在一個(gè)齒尖上來計(jì)算齒根強(qiáng)度的，但實(shí)際上嚙合的輪齒不止一個(gè)，壓力角為 20 度的標(biāo)準(zhǔn)齒正齒輪的嚙合率在 1 和 2 之間。換言之，在一對(duì)齒開始嚙合的瞬間，另一對(duì)齒已在前一個(gè)法向節(jié)距處嚙合，因此在隨后的 個(gè)法向節(jié)距內(nèi)有兩對(duì)齒嚙合，而在此后的 個(gè)法向節(jié)距內(nèi)只有一對(duì)齒嚙合。此外，如果壓力角變小，則嚙合率增大，齒輪承受的切向負(fù)荷、傳遞扭矩根據(jù)劉易斯公式，正齒輪的輪齒上所承受的切向負(fù)荷 P 和傳遞扭矩15 / 64T 分別用（1）（2）來表示 …………（1）ymb????? …………（2）??20d其中P：輪齒上的切向負(fù)荷（N）T：扭矩（N*mm）：彎曲應(yīng)力（Mpa）b?b: 齒寬（mm）m： 模數(shù) （mm）d： 節(jié)圓直徑（mm）y＇： 節(jié)點(diǎn)附近的齒形系數(shù)“模數(shù) m 基準(zhǔn)”（見表 1—1）Z： 齒數(shù)表 31 齒形系數(shù) y′“模數(shù) m 基準(zhǔn)”（節(jié)點(diǎn)附近加載時(shí)的值）16 / 64（2）最大容許彎曲應(yīng)力 sgmltvbf CKK?????齒輪的容許彎曲應(yīng)力會(huì)因各種運(yùn)行條件以及輪齒的大小TMDuracon（模數(shù)）而變化，圖 11 中給出了從標(biāo)準(zhǔn)條件下的試驗(yàn)中得出，與各種模數(shù)相對(duì)應(yīng)的最大容許彎曲應(yīng)力，如果運(yùn)行條件與之不同，則可根據(jù)（3）式來修正17 / 64其中 ：給定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的最大容許彎曲應(yīng)力(Mpa)bf? : 從圖 11 中求出的標(biāo)準(zhǔn)條件下的 M90 最大容? TMDuracon許彎曲應(yīng)力（Mpa） :使用狀況系數(shù)（表 12）sC ：速度修正系數(shù)（圖 12）VK ：溫度修正系數(shù)。由于輪T齒的彎曲強(qiáng)度與靜態(tài)彎曲強(qiáng)度間存在良好的相關(guān)性，因此可用彎曲強(qiáng)度溫度的關(guān)系來修正。此外，圖 11 所示的曲線考慮到偏差因素。選小齒輪齒數(shù) Z1=36,大齒輪齒數(shù)Z2=uZ1=36=，取 Z2=124。（2） 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩 ?????21 / 64（3） 由表 10－7（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版）選取齒寬系數(shù) 。 s???? R圖 34 小齒輪零件圖 圖 35 大齒輪零件圖 22 / 644 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 第Ⅰ軸的設(shè)計(jì)及校核1 軸上的各參數(shù)功率????轉(zhuǎn)速 14/minnr轉(zhuǎn)矩???2 求作用在齒輪上的力由齒輪設(shè)計(jì)部分知小齒輪的分度圓直徑為，1341dz???可以求得。根據(jù)表 15－3 取 A=112,于是得 ????23 / 64由于軸較長(zhǎng)，并且軸上裝有儲(chǔ)絲筒直徑較大，最小直徑處需要與連軸器相配合，另外軸上開有鍵槽，查表選取鍵的類型及其尺寸為普通平建 5520mm:BHL?選取連軸器為彈性柱銷連軸器，與軸配合的尺寸取 ，長(zhǎng)度為 。因此取 。因?yàn)檩S承僅承受徑向力的作用，但是由于軸較長(zhǎng)，并且軸的直徑較小，儲(chǔ)絲筒在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下要求平穩(wěn)，無不正常震動(dòng)。故在 ， 段Ⅲ Ⅳ Ⅶ Ⅷ24 / 64各安裝一對(duì)調(diào)心球軸承，型號(hào)為 D36204 GB276，基本尺寸為dDT＝174012mm，故 ，17dm?Ⅲ Ⅳ Ⅶ Ⅷ而 。61BHm?（4）儲(chǔ)絲筒的軸肩定位， 段對(duì)儲(chǔ)絲筒器軸肩定位的作用，Ⅴ Ⅵ因此其直徑取 。205L?Ⅴ Ⅵ（5）軸 段安放齒輪，同時(shí)在齒輪與軸承之間采用套筒進(jìn)Ⅷ Ⅸ行軸向定位，由于齒輪與箱體壁最小間距為 6mm，齒輪采用普通平鍵進(jìn)行徑向定位，鍵的尺寸為： ，615BHLm??軸上各尺寸為 ， 。14d?Ⅸ Ⅹ（7） 段為方形，其邊長(zhǎng)為 10mm，軸向長(zhǎng)度為 13mm，Ⅹ Ⅺ主要是為了裝鉬絲時(shí)用手輪攪動(dòng)方便而設(shè)計(jì)。圓角半徑見零件圖示。將這些數(shù)值代入上式課求得。12nvrGF??則在垂直面內(nèi) B，C，D 點(diǎn)處的彎矩分別為；0vbM?????。?則在水平面內(nèi) B，C，D 點(diǎn)處的彎矩。????可知 D 點(diǎn)處彎矩最大，其值為。現(xiàn)將計(jì)算出的截面 D 處的 ， 及 列于下表2vMh2載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F ??彎矩 M 3dm?14dm?總彎矩 223vhd??扭矩 T 1680N??5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度進(jìn)行校荷時(shí)，通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即28 / 64危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。因此 ，故安全。根據(jù)表 15－3 取 A=112,于是得，????軸上最小直徑處是螺紋連接，其作用是對(duì)齒輪起到軸向定位的作用則 ，長(zhǎng)度 用兩個(gè)螺母緊固。 軸上齒輪采用普通平鍵聯(lián)接固定在軸上，右端同樣采用螺母軸向定位，由于第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的齒輪同時(shí)對(duì)軸由著支撐的作用這種方案的缺點(diǎn)是軸的平穩(wěn)性能不夠好，成本較高。b. 軸與齒輪間采用滑動(dòng)軸承配合，即能滿足傳動(dòng)的要求，又節(jié)約成本，軸瓦的材料可以選用鑄造青銅，因?yàn)殍T造青銅主要用于高速，重載的軸承，同時(shí)可以承受較大的沖擊，其成分為。以下就采用此方案進(jìn)行計(jì)算確定軸的各參數(shù)。（3） 大齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度要求 ，?，則 ， 段長(zhǎng)度由裝配后確定，要保證齒輪4d?2d?Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ與箱體壁的間距 ，取 。18d?Ⅰ Ⅱ ?Ⅰ Ⅱ（5） 確定軸上圓角及倒角尺寸，參照表 15－2，各倒角及圓角見標(biāo)準(zhǔn)零件圖。22 0950539647pTNmn????從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面現(xiàn)將計(jì)算出的截面 B 處的 ， 及 列于下表vMh34 / 64載荷 水平面 H 垂直面 V力 F ??彎矩 M 614hm?3vMm?總彎矩 ??扭矩 T 2539N?? 5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度進(jìn)行校荷時(shí)，通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度。2222()795..????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 15－1