大学毕业设计论文-中速走丝电火花线切割机床设计与开发.doc

1 前言 毕业设计是大学四年来的一次综合练兵，是对四年的学习生活的一个总结和概括。通过毕业设计，我们可以提高自身的动手能力和团队合作能力，将我们所学的理论和实际更好地结合起来。 中速走丝电火花线切割机床的设计与开发主要概括为以下方面：走丝机构的设计，X、Y轴坐标系工作台进给系统的设计，脉冲电源的设计，控制部分的设计等等。根据设计方案，首先了解机床的工作的原理和各个部件运行的方式，确定DK7740线切割机床的具体技术参数，这些知识可以在平时大学期间的各种实习来慢慢积累，以及查阅图书馆相关的技术资料并且和实验室的DK7740电火花线切割设备进行比较最后和老师一起讨论决定。接着根据已经确定好的参数来制定机床总体方案，在后续的具体设计时对这些具体参数再根据实际情况进行修改。然后是具体的各个部分的零件的计算和设计选型。最后的一个环节是机床电路控制部分的设计和开发。 毕业设计虽然说是一个人的工作，但是由于涉及到的知识面非常广，比如电子技术、微机控制、单片机、机械设计等，所以设计的过程同时也是一个再次学习的过程。通过不断的学习将知识综合整理，这样才能较好地完成整个毕业设计。正是因为在设计过程中穿插了学习，这样难免会造成机械部分设计上的有些方面的不完善，控制部分上设计的不成熟。 2 总体方案的设计 2.1 总体方案的拟定 总体方案拟定的前提和要求： (1).电火花线切割机床属于经济型机床，所以在尽量保证一定的加工精度的前提下，应简化内部结构，降低制造的成本。因此，进给伺服系统应采用步进电机开环控制系统。 (2).电火花线切割机床具有定位、横向和纵向的直线插补功能；还能要求暂停，进行循环加工等。因此，数控系统选取连续控制系统。 (3).根据系统的功能要求，微机控制系统中除了CPU之外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器，I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器；包括光隔离电路和步进电机驱动电路。此外，系统中还应该包括脉冲发生电路和其他辅助电路。 (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/ A02-712