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【hga025手机版】工作台设计方案及分析

来源:http://www.workrewired.com 作者:机械设备 人气:131 发布时间:2020-03-24
摘要:中速走丝电火花线切割机床的结构大致包含以下几点:走 丝 机 构 和 工作台 进给系统 的 设 计及 其 控 制 部 分 的 设 计等 等。首先要对 机 床的原理特征和每 个零部件的结 构 进行

中速走丝电火花线切割机床的结构大致包含以下几点:走 丝 机 构 和 工作台 进 给系统 的 设 计及 其 控 制 部 分 的 设 计等 等。首先要对 机 床的原理特 征和每 个零部件的结 构 进行详细了解,进而确 定好线切割机 床的结 构参 数及其零件选型。第二,根 据确定的参 数来确定机床的整体方案,当然,这个设 计的方案要随着不同的实际情况进行必要的整改。零件选型的过 程中要切实 根 据实际情况计算得出。最后是对中速走 丝电火花 线切 割机 床控制 部 分 的设 计与开发。中速走 丝机 床要求 的 精度并不是太高,因此 在保证精度 足够的前 提下 可以适当地简化结 构设 计,降低成 本。另外,国内外很多的此类 车床大多采用了开环控制并取得了很 好的 效果。因此,该控制系统决定选用”开环控制、步进伺服”的方式。

hga025手机版,工作台设计方案及分析2.1.数控电火花线切割机床的机构组成及其作用图2.1是电火花线切割机床结构图。 图2.1 电火花线切割机床机构图可知电火花线切割机床主要由坐标工作台、高速走丝机构、床身、工作液系统、脉冲电源和控制器等部分组成。其中X, Y坐标工作台是用来装夹被加工工件,X轴、Y轴由控制器发出进给信号,分别控制两步进电动机,运行预定的轨迹。2.1.1 高速走丝机构高速走丝机构主要由储丝筒组合件上、下拖板、齿轮副、丝杠副、换向装置和绝缘件等部分组成。高速走丝机构主要用来带动电极丝按一定的线速度移动,并将电极丝整齐地排绕在储丝筒上。2.1.2 电极丝的运动系统丝架导轮机构与走丝机构组成了电极丝的运动系统。丝架的主要功用是在电极丝按给定的线速度运动时,对电极丝起支撑作用,使电极丝工作部分与工做台平面保持一定的几何角度。导轮位于丝架悬臂的端部,丝架通过导轮对电极丝起支撑作用。丝架按功能可分为固定式、升降式和偏移式三种类型;按结构可分为悬臂式和龙门式。2.1.3 工作液循环与过滤系统工作液系统用以在电火花线切割加工过程中,供给有一定绝缘性质的工作介质一一工作液,以冷却电极丝和工件,排除电蚀产物等,这样才能保证火花放电持续进行。一般线切割机床的工作液系统包括:工作液箱、工作液泵、流量控制阀、进液管、回液管及过滤网等。其中工作液地清洁程度对加工地稳定性起着重要的作用。2.1.4 电火花线切割脉冲电源电火花线切割脉冲电源通常又叫高频电源,是数控电火花线切割机床的主要组成部分,是影响线切割加工工艺指标的主要因素之一。线切割脉冲电源的基本组成线切割脉冲电源是由脉冲发生器、推动级、功放及直流电源四部分组成。2.2 坐标工作台的组成 坐标工作台主要由拖板、导轨、丝杠运动副、齿轮副或蜗轮传动副四部分组成。1.拖板 拖板主要由下拖板、中拖板、上拖板和工作台四部分组成。通常下拖板与床身固定连接;中拖板置于下拖板之上,运动方向为坐标Y方向;上拖板置于中拖板之上,运动方向为坐标X方向;工作台通过绝缘体与上拖板相连接。其中,上、中拖板一端呈悬臂形式,以放置拖动电机。2.导轨 坐标工作台的纵、横拖板是沿着导轨往复移动的。因此,对导轨的精度、刚度和耐磨性有较高的要求。此外,导轨应使拖板运动灵活、平稳。线切割机床常选用滚动导轨。因为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,而且润滑方法也简单。缺点是接触面之间不易保持油膜,抗振能力较差。滚动导轨有滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨等几种形式。3.丝杠传动副 丝杠传动副的作用是将传动电机的旋转运动变为拖板的直线位移运动。要使丝杠副传动精确,丝杠与螺母应当精确,应保证在6级精度或高于6级精度。4.齿轮副 步进电机与丝杠间传动通常是采用齿轮副来实现。由于齿侧间隙、轴和轴承之间的间隙及传动链中的弹性变形的影响,当步进电机主轴上的主动齿轮改变传动方向时,会出现传动空程。为了减少和消除齿轮传动空程,应当采用以下措施:采用尽量少的齿轮减速级数,力求从结构上减少齿轮传动精度的误差。采用齿轮副中心距可调整结构,通过改变步进电机的固定位置实现。将被动齿轮或介轮沿轴向剖分为双轮的形式。装配时应保证两齿轮廓分别与主动齿轮廓的两侧面接触,当步进电机变换旋转方向时,丝杠上都能迅速得到相应反映。2.3.主要参数:查阅国家标准《电火花线切割机床参数》,暂定设计型号为:DK7763,该型号的电火花线切割机床的主要参数为:工作台:横向行程630mm;纵向行程800mm;切削工件最大厚度500mm;切割工件总重量960kg;步进电机步距角1.5度;粗糙度2.5 Ra/μm。 2.4.方案确定:2.4.1床身的结构 采用滑枕式 这种结构形式类似金属切割机床中的牛头刨床。它的结构简单、制造比较容易,适用于中、大型电火花成型加工机床。其他可选用的结构有:悬臂式 这种结构的特点是,装夹和找正电极与工件相互位置方便。但它的悬臂和立柱上的导轨磨损不均匀,刚度和精度都较低。这种解雇形式,一般应用与精度要求布告的中型电火花成型加工机床。框形立柱式 这种结构的主轴头安装在立柱导轨上,可做上下座标移动。工作台亦可做纵、横向的座标移动。它的优点是刚性好、导轨受压均匀,比较易于制造和装配,维修也比较容易。目前在中小型电火花成型加工机床中广泛应用。台式 这种结构的床身和立柱连为一体,刚度和精度都可满足要求 ,而且结构紧凑、占地面积小,适用于小型电火花成型加工机床。龙门式 这种结构立柱做成龙门式,类似金属切割机

1.走丝机构的设计

中速走 丝机 构就 是以介于高速和低 速 之间的中速带 动电极丝进行往返运动,电极丝环绕在线盘上,走丝机构主要应该满足以下几个方面的需求。

(1)线盘在发生转动的过程中,径向和轴向发生跳动的量尽可能减小。(2)快速走丝机构的线盘在转动的过程中,必要的轴向移动可以确保电极丝在线盘 上排列整齐。(3)走丝机构本身是绝缘体,床身也是绝缘体。(4)线盘能够实现正向和反向的旋转,速度保持在7——12 m/s。(5)相应的丝杠等传动装置要加润滑油。

对于电 机的选 择,为了保证工件的加工精度,即电 极丝必须能稳定移动和整齐排绕,所以对电机的要求比较高。为了确 保 排丝位 置的准确 性以及 排 丝的 效率,电机的启动 和制动都 要保证快 速,转动速度较高;不同尺寸的钼丝,要求使用不同的 转 矩和 转 速,这需要电机 在 选择的时候保证电机的调节性能较好,基于不同的控制信号会有不同的信号反馈,从而保证每种类型的信号都能迅速而又准确地执行;考虑到走丝机构的质量小、转速要求高,故选用高转速且功率较小的电动机。

对于联轴器的选择,分析丝筒轴和电机轴的工作环境可得,走丝机构是在做往复直线 运动,并且 换向比较频繁,在换向的过程中,电机轴和丝筒轴同时对联轴器施加一个方向相反的剪切力。根据以上条件,查询《机械课程设计手册》可选用弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器由于惯性力矩小、换向较平稳且结构简单、无金属撞击声,可减小对丝筒中心轴的冲击。

对于轴承的选型,分析轴承的工作环境可知,中间轴和丝筒 工作 时只受扭 剪切力和 转力的 作用,而 在 轴向上不受力。又因为轴的转动速度很高,因此我们决定选用单列深沟球 轴承。深沟球 轴承的承载 较大,耐用,易于安装而且还适宜高速运转且无需保养。

2.电路控制部分的设计

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