数控技术毕业设计（论文）-线切割机工作台的改进与设计.docx

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1、毕业设计（论文）课题:线切割机工作台的改进与设计专业：数控技术班级：08数控三班学号：30姓名：指导老ffi：安徽工贸职业技术学院2010年12月原因时，发现电火花的瞬时高温可以使后部的金属熔化、辄化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法，线切割放电机也于I960年发明于苏联。当时以投影器观看轮廓面前后左右手动进给工作台面加工，其实认为加工速度虽慢,却可加工传统机械不易加工的微细形状。代表的实用例子是化织喷嘴的异形孔加工。当时使用之加工液用矿物质性油（灯油）。绝缘性高，极间距离小，加工速度低于现在械械，实用性受限.将之NC化，在脱理子水（接近蒸憎水）中加_E的机种首先由瑞士放电加工机械制造

2、厂在1969年巴黎工作母机展览会中展出，改进加工速度，确立无人运转状况的安全性“但NC纸带的制成却很费事，若不用大型计算机自动程序设计，对使用者是很大的负扎在廉价的自动程序设计装置（AUIOmaIiCPrugmmcdToo1.sAPT）出现前，普及甚缓。日本制造厂开发用小型计算机自动程序设计的线切割放电加工机廉价，加速普及。线切割放电加工的加工形状为二次元轮廓.自动程序装置广用简易形APT（APT语言比正式机型容易），简易形APT的出现为线切割放电机发展的重要因素2.1.2国内线切割机的发展线切割机床起源于20世纪70年代初，在实行市场经济以前线切割机床的发展比较缓慢，主要是因为当时中国的电子

3、工业比较落后，线切割机床的生产厂均为国有企业。虽然技术能力强，但是由于与前场脱节，加之计划经济的束缚生产出的线切割机床不仅故障率高，而且性能也很有限（只能切割50mm厚，效率为3（hnm²/min左右）但是无论如何这种线切割机床是中国特有的一种机床，它同国外的线切割机床相比虽然精度低一些，但是它的制造及使用成木是有绝对优势的，对于那些发展中国家是非常适合的，正是由于这种潜在小场的需求。在中国实行市场经济以后，全国涌现出了很多的线切割机床生产厂，于是线切割市场上出现了无序竞争，无序竞争演变成价格竞争，为了降低成木，一些技术实力差的企业降低生产标准，加之国家有关技术监督机构管理不得力，使

4、市场上的不同厂家的线切割机床质址出现巨大差异，同是线切割机床有的可以使用10年精度不衰减，有的只能使用二年，同一规格的线切割机床价格可以相差10万人民币，这确实给用户的选型造成很大困难（特别是国外用户），稍有不甚就会上当，那幺这些不合格的线切割机床为什幺还能在市场上出现？造业对线切割应用的普及，现在的线切割机床的应用已不仅仅局限在模具制造，仃大部分机械零件的粗加工也在用线切割机床，所以低档次的线切割机床也有一定市场。另一个原因就是GB792687线切割机床精度标准中明确规定：在达到本标准之前首先要达到JB267O-82金属切削机床精度检验通则B,而一些不具能力的生产厂钻国家标准的空子，他们无视

5、JB267O80国家标准，在生产过程中降低加工精度选用劣质材料，于是就出现了如前所述的12年以后将度完全丧失。从社会环境来看，中国实行市场经济的时间不长，一些小哒的线切割机床生产厂还处在原始资本的积累阶段，这些厂家往往不具备整机制造能力，只能是组装式生产，生产全过程的质量控制根本淡不上，研发、创新就更不可能，这类制造商在中国的东部地区非常之多，再加上目前中国与市场经济相配套的法律还不成熟，以及因利益驱使的地方政府保护，所以这些不具生产能力的企业还会继续生存，从目前的现状看国家对此的态度是通过市场的竞争而自然淘汰。2.2高速走丝切割机2.2.1高速走丝线切割加工技术的现状有我国特色的数控高速走丝

6、电火花线切割加工技术自60年代末研制成功以来,经过30年的不断完善和发展，现已成为制造业中不可缺少的加工手段。目前，高速走丝线切割机的切割速度已由过去的2040mmMnin普遍提高到1OOmm1Zmin以上，有的可达到26Omm2min.机床的加工精度为O.01mm.工件的表面粗糙度为Ra1.2525m,因而可满足一般模具加工和其他更杂零件制造的要求。随着科学技术的发底，对各类产品的制造要求越来越向，对线切割加工技术也提出了更高的要求。国外（欧美、日本等）研究发展的数控低速走丝电火花线切割机为适应对制造加工技术的要求，采用闭环数字交（直）流伺服控制系统，确保优良的动态性能和高定位精度，加工精度

7、可控制在若r微米以内。同时机床具有数字自适应控制电源、自动穿丝、自动卸除废料、短路自动回退等自动化技术，此外对电极丝张力和工作液压力也可进行控制。由于使用了新技术并注重计算机软件技术的更新和发展，低速走丝线切割机的工艺指标已达到了相当高的水平。轮避免根切的能力。但是，这样需要采用非标准刀具，成本将增加，一般情况不宜采用.此设计中采用2中的方法。无侧隙喷合条件及无恻隙啮合方程式(1)无侧隙啮合条件齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜，避免因轮齿摩擦发热膨胀而卡死.齿麻之间必须留有间隙,此间隙称为齿恻间隙.简称恻隙。但是.齿侧间隙的存在会产生齿间冲击，影响齿轮传动的平稳性。因此，这个间隙

8、只能很小，通常由齿轮公差来保证。对于齿轮运动设计仍按无齿侧间隙(侧隙为零)进行设计。一对齿轮啮合过程中，两节圆作纯滚动。因此，两齿轮的节圆齿距应相等.即p1=p2.为保证无齿(W间隙啮合.一齿轮的节园齿厚必须等于另一齿轮节回齿槽宽，即S1.超或幽。这样有故P=Si+S2节图)齿距等于两轮节圆怩号之和“(2)无恻隙啮合方程式节圆齿厚S”p2:D中心距a由图可得一对变位齿轮的中心距.cosa1.ar1.r2(r1+r?)r-m(z1.z3)cosa/cosacosa2对于一对标准齿轮而言，因Xi=X2=0,=a,则其中心距为I,、a-m(Z22)此中心距称为标准安装中心距，简称标准中心距.此时，两

9、轮的分度圆相切并与其节园重金,既保证无恻隙啮介又保证顶煤是标准值。顶隙可以避免啮介轮齿的顶部与根部相抵干涉，同时用作储存润滑油。2)中心距变动系数，现以ym表示变位齿轮中心距与标准中心距之差(乂称中心距变动量)，则有(cosaWa-三T-11cosa故式中y称为中心矩变动系数.齿顶高h与齿顶高变动系数y假想有一-把标准齿条刀具，它可以同时双面切削两个iE变位齿轮，其变位量分别为X和X。两轮均具有标准齿高(2h+c*)m和标准顶隙cm,从图中可以看出，两轮齿廓与刀具的直线齿廓分别在点A、B1和点AZ、B?接触，而且轮1上的点A1.和轮2上的点A?分别处在同一刀刃齿麻两侧不同位置，点B1.和B2也

10、是如此：因此，当抽去假想齿条刀具，并让两齿轮按此位置安装时，!然两轮之间具有标准齿顶隙cm,但却出现乩便间隙。为J实现无侧隙喷介.可把两轮中心靠近，直至无侧隙为止，并设中心距缩短靖为ym.显然.此时顶隙也将减小ym.不再是标准顶隙，因此为了实现无侧隙啮合的同时也保证标准顶隙，必须将两轮出顶削去aym.这样齿顶高h为=(r+.v-4y)nh2=(h4+x24y)m1称为齿高变动系数。相应全齿高为f=h2+hy,=hz+1.gz=(ht+x2-4y)m+(ht-X2+C*)？=(2h+c,t)m-m设中心即减小yn前后的中心距分别为。和,则有ym=a-a=a+(x,+x)nt-(a+yw)=(x,

11、+x2)m-y故4y=(x+x)-以上仅就正变位齿轮进行分析。但可以证明：对于外喷合传动，无论X.和X2取何值，恒为正值。变位齿轮的全齿高恒大于或等于标准齿轮的全齿将。3.2.9齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等五种。齿轮其他部分(如齿圈、轮辐、轮毅等)失效很少发生，通常按经验设计。1 .轮齿折断轮齿在工作过程中，齿根部受较大的交变弯曲应力，并且齿根圆角及切削刀痕产生应力集中。当齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限时，轮齿在受拉一侧将产生疲劳裂纹，随着裂较的逐渐扩展，导致轮齿疲劳折断。齿宽较小的直齿轮常发生整齿

12、折断。齿宽较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏苴一端，导致局部折断。斜齿轮及人字齿轮的接触线是倾斜的，也容易产生局部折断。轮齿受到短期过载或冲击栽荷的作用，会发生过载折断。采用正变位齿轮，烟大齿根过渡圆角半径,提高齿轮制造精度和安装精度，采用表面强化处理(如喷丸、碾压)等，都可以提高轮齿的抗折断能力。2 .齿面点蚀齿轮工作时，在循环变化的接触应力、齿面摩擦力及润滑剂的反豆作用下，轮齿表面或次表层出现疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，导致齿面金属剥落形成麻点状凹坑，这种现象称为齿面疲劳点蚀。齿面疲劳点蚀首先出现在齿面节线偏齿根侧。这是因为节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不宜形成，摩擦力较大；且节线处同

13、时参与啮合的轮齿对数少，接触应力大。点蚀的发展，会产生振动和噪声，以至不能正常工作而失效。软齿面(W350HBS)的新齿轮，开始会出现少量点蚀，但随着齿面的跑合，点蚀可能不再继续扩展，这种点蚀称为收敛性点蚀。硬齿面(350HBS)齿轮，不会出现局限性点蚀，一旦出现点蚀就会继续发展，称为扩展性点蚀。对于涧滑良好的闭式齿轮传动，点蚀是主要失效形式。而在开式传动中，由于齿面磨损较快，一般不会出现点蚀。提高街面硬度，降低齿面粗糙度值，合理选择润滑油的粘度及采用正变位齿轮传动等，都可以提高齿面抗点蚀能力。3 .齿面磨损由于粗糙齿面的摩擦或有砂粒、金属屑等磨料落入齿面之间，都会引起齿面磨损。磨损引起齿廓变

14、形和齿厚减薄，产生振动和噪声，甚至因轮齿过薄而断裂。磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度,降低齿面粗糙度值，注意保持润滑油清洁等，都有利于减轻齿面磨损。4 .齿面胶合高速重载齿轮传动，因齿面间压力大、相时滑动速度大，在哂合处摩擦发热多，产生瞬间高温，使油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互粘着，而后随齿面相对运动，又将粘接金属撕落，使齿面形成条状沟痕，产生齿面热胶合。低速重载齿轮传动(v4ms),由于啮合处局部压力很高齿，使油膜破裂而粘若，产生齿面冷胶合。齿面胶合会引起振动和噪声，导致失效。采用正变位齿轮、减小模数及降低齿高以减小滑动速度，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度

15、值，采用抗股合能力强的齿轮材料，在润滑油中加入极压添加剂等，都可以提高抗胶合能力。5 .齿面塑性变形用较软齿面材料制造的齿轮，在承受重载的传动中，由于惟擦力的作用，齿面表层材料沿摩擦力的方向发生塑性变形。主动轮齿面节线处产生凹坑,从动轮齿面节线处产生凸起。提高齿面硬度和润滑油粘度，可以减轻或防止齿面塑性变形的产生。6 .3丝杆、螺母的设计滚珠丝杠、直线导乳的现状及技术动向中国作为世界上最大的机床消费国，制造业已经发展成为一个支柱产业。由于汽车工业的发展，对机床的速度和效率都提出了新的更高的要求。据了解，目前中国机床的数控化率发展很快。U本机床的数控化率从开始的40%提高到目前90%的水平，大约花了15年的时间，从中国现在发展的速度来看，如要达到目前日本的水平，估计不需要花费这么多的时间，提高数控机床功能部件的性能和顺信已经成为中国机床工业发展的当务之急。为实现其高性能，中国生产的机床在骄动上使用高精度滚珠丝扛的比率有了很大的提高。目前机床采用的滚珠丝扛，有价格较低的国产的，也有精度较高的日本和欧洲等进口产品。使用进口产品往往是在那些对加工速度、精度、寿命及秘定性方面有较高要求的机床.随着机床速度的提高，导轨的使川也由滑动向滚动转化。在中国，由于机床速度较低及制造成本上的原因，滑动寻