DK7725線切割機(jī)線架結(jié)構(gòu)設(shè)計
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DK7725線切割機(jī)XY向裝配圖.dwg
DK7725線切割機(jī)絲架裝配圖.dwg
DK7725線切割機(jī)可調(diào)線架總裝圖.dwg
DK7725線切割機(jī)機(jī)床工作臺.dwg
DK7725線切割機(jī)線架結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書.doc
DK7725線切割機(jī)走絲機(jī)構(gòu)裝配圖.dwg
DK7725線切割機(jī)走絲部件裝配圖.dwg
絲桿零件圖.dwg
導(dǎo)輪部件.dwg
DK7725線切割機(jī)線架結(jié)構(gòu)設(shè)計
目錄
引言………………………………………………………………………………（1）
一 總體方案設(shè)計……………………………………………………………（2）
（一） 總體方案的擬定…………………………………………………………（2）
（二） 主要技術(shù)參數(shù)的確定……………………………………………………（2）
二 儲絲走絲部件結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………（3）
（一） 儲絲走絲部件運(yùn)動設(shè)計…………………………………………………（3）
1．對高速走絲機(jī)構(gòu)的要求………………………………………………………（3）
2．高速走絲機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特點…………………………………………………（4）
（二） 儲絲走絲部件主要零件強(qiáng)度計算………………………………………（10）
1．齒輪傳動比的確定……………………………………………………………（10）
2．齒輪齒數(shù)的確定………………………………………………………………（10）
3．傳動件的估算…………………………………………………………………（12）
4．齒輪模數(shù)估算…………………………………………………………………（13）
5. 齒輪模數(shù)的驗算………………………………………………………………（14）
（三） 儲絲走絲部件主要零件強(qiáng)度驗算………………………………………（16）
1．齒輪強(qiáng)度的驗算………………………………………………………………（16）
2．主軸的驗算……………………………………………………………………（19）
（四） 主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………（21）
1．軸承配置形式…………………………………………………………………（21）
2．主軸組件的調(diào)整和預(yù)緊………………………………………………………（22）
三 進(jìn)給傳動設(shè)計……………………………………………………………（22）
（一） 進(jìn)給傳動運(yùn)動設(shè)計………………………………………………………（22）
1． 脈沖當(dāng)量和傳動比的確定……………………………………………………（22）
（二）滾珠絲桿螺母副的型號選擇和滾珠絲桿的選型和校核…………………（23）
1． 滾珠絲桿螺母副的型號選擇…………………………………………………（23）
2． 滾珠絲桿的選型和校核………………………………………………………（25）
（三）步進(jìn)電機(jī)的選擇……………………………………………………………（28）
1．根據(jù)脈沖當(dāng)量和最大靜轉(zhuǎn)矩初選電機(jī)型號…………………………………(28)
2．啟動矩頻特性校核……………………………………………………………(30)
（四）進(jìn)給機(jī)構(gòu)支承設(shè)計…………………………………………………………（31）
1． 螺桿的支承形式………………………………………………………………（31）
2． 螺桿的支承方式………………………………………………………………（31）
(五)線架結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………（31）
1． 彎曲強(qiáng)度校核………………………………………………………………（32）
2． 剪切力計算……………………………………………………………………（32）
3． 強(qiáng)度驗算 …………………………………………………………………（33）
四 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………（33）
（一）高頻脈沖電源………………………………………………………………（34）
（二）數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………（34）
(三)控系統(tǒng)硬件的電路設(shè)計……………………………………………………（35）
1． 單片機(jī)設(shè)計……………………………………………………………………（36）
2． 系統(tǒng)擴(kuò)展………………………………………………………………………（38）
3． I/O 口的擴(kuò)展…………………………………………………………………（42）
4． 顯示器的接口設(shè)計……………………………………………………………（48）
5． 步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計………………………………………………………（50）
6． 光電隔離電路設(shè)計……………………………………………………………（57）
7． 部分控制程序…………………………………………………………………（58）
8． 其他接口電路設(shè)計……………………………………………………………（70）
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………（）
謝辭………………………………………………………………………………（）
前言
畢業(yè)設(shè)計可謂是大學(xué)四年對所學(xué)知識綜合的一次大的考驗也是在走向工作崗位的一次練兵，更進(jìn)一步鍛煉了自己的動手能力和團(tuán)隊的合作能力，真正做到了理論聯(lián)系實際教與學(xué)的一次有理結(jié)合。
數(shù)控電火花線切割機(jī)的設(shè)計具體的說來應(yīng)該包括走絲設(shè)計，X、Y坐標(biāo)工作臺設(shè)計，脈沖電源的設(shè)計，控制部分的設(shè)計等。按照設(shè)計的任務(wù)書，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，確定DK7732線切割機(jī)床的具體技術(shù)參數(shù)，從而在第一階段我們在衡冶進(jìn)行了實地的參觀測繪，初步確定參數(shù)，對照已有的院數(shù)控中心DK7725型線切割機(jī)更進(jìn)一步確定具體的設(shè)計參數(shù)，根據(jù)已有的參數(shù)再對機(jī)床總體方案及控制系統(tǒng)總體方案進(jìn)行確定。具體到設(shè)計時對各個方案再進(jìn)行點對點的修改。接下來就是進(jìn)行必要的設(shè)計與計算選型工作，就是將整體機(jī)床的設(shè)計又分為幾個部分各個去突破大體就是機(jī)械部分和電氣部分。再具體到各個組件或零件。
雖說設(shè)計是個人的行為，但由于自己的知識欠缺且設(shè)計的內(nèi)容跨越比較大包括電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計，很多地方肯定是難以具到，當(dāng)然有在顏竟成教授的悉心指導(dǎo)下，很多不懂的地方這正是我們要學(xué)的地方，同時在多方面有同學(xué)們的提示才得將設(shè)計順利進(jìn)行。這畢竟是一個學(xué)習(xí)階段的畢業(yè)設(shè)計很多方面都是在邊學(xué)邊用中進(jìn)行的，或者說很多方面的設(shè)計還是停留在模仿的階段比如電氣部分，控制部分都不是很成熟的設(shè)計。
第一章 總體方案設(shè)計
一、線切割機(jī)床的現(xiàn)狀簡介
我國數(shù)控線切割機(jī)床的擁有量占世界首位，技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距也逐漸縮小。尤其近年來，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和線電極電火花加工技術(shù)的結(jié)合。實現(xiàn)了各種復(fù)雜形狀的模具和零件加工的 自動化，其控制精度可達(dá)1μm，實際加工精度可達(dá)±0.01mm。表面粗糙度可達(dá)1.25~2.5μm。數(shù)控線切割機(jī)床是精密金加工線切割加工技術(shù)是線電極電火花加工技術(shù)，是電火花加工技術(shù)中的一種類型，簡稱線切割加工。圖1.1中是線切割機(jī)床加工的工作原理示意圖
圖1.1 線切割機(jī)工作原理示意圖
線切割機(jī)床采用鉬絲作為電極絲。被切割的工件為工件電極，電極絲為工具電極。脈沖電源發(fā)出連續(xù)的高頻脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上（電極絲）。在電極絲與工件之間加有足夠的、具有一定絕緣性能的工作液。當(dāng)電極絲與工件間的距離小到一定的程度時，工作液介質(zhì)被擊穿，電極絲與工件之間形成瞬時火花放電，產(chǎn)生瞬時間高溫，生成大量的熱，使工件表面的金屬局部熔化，甚至汽化；再加上工作液體介質(zhì)的沖洗作用，是得金屬被蝕除下來。這就是線切割機(jī)床的加工原理。工件在機(jī)床坐標(biāo)工作臺上，按數(shù)控裝置或微機(jī)程序控制下的預(yù)定軌跡進(jìn)行加工最后得到所需要的形狀的工件。
1.數(shù)控線切割加工的主要特點如下：
1）；線切割加工可以用于一般切削方法難以加工或者無法加工的形狀復(fù)雜的工件加工，如沖模、凸輪、樣板、外形復(fù)雜的精密零件及狹窄的縫隙。尺寸精度可以達(dá)到0.01-0.02mm，表面粗糙度值Ra可達(dá)到1.25μm。
2）；先切割加工可以用于對一般切削方法難以加工或者無法加工的金屬材料和半導(dǎo)體材料的工件進(jìn)行加工，如淬火鋼、硬質(zhì)合金鋼、高硬度金屬等，但無法實現(xiàn)對非金屬導(dǎo)電材料的加工。
參考文獻(xiàn)
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11. 樓然苗 、李光飛編。51系列單片機(jī)設(shè)計實例。北京：北京航空航天大學(xué)出版社。2002
謝 辭
本次畢業(yè)設(shè)計對大學(xué)四年的學(xué)習(xí)來說是一個最好的檢測，因為在設(shè)計的過程當(dāng)中一切你知道的你不知道的都將會從新浮現(xiàn)在你的眼前。一些新的知識點的理解和接受和對以前的所學(xué)的回顧的過程畢竟是一個漫長的過程，正因為這樣在這半年的設(shè)計過程中離不開老師和同學(xué)們的指導(dǎo)在此真心的表示感謝！
本次設(shè)計也暴露了我們不少的缺點和問題：對于所學(xué)知識還沒有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化，許多方面還是只有一個大概的認(rèn)計經(jīng)驗不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而是我得出一個結(jié)論：無論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應(yīng)該虛心向老師和前輩們學(xué)習(xí)，從而不斷完善自我，提高自我水平。
進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計過程以來顏老師雖說已年紀(jì)大了腿腳不方便但是他還帶著我們進(jìn)入冶金工廠搞實地的測繪，在我所設(shè)計的這一課題來說這里很多方面都是薄弱的環(huán)節(jié)或者是沒有接觸過的新事物。比如在單片機(jī)方面存儲器的擴(kuò)展芯片的選擇各引腳的具體功能等等。只好在五月初顏老師又給我們補(bǔ)這方面的課，對于我們一再不了解的地方只要你問老師都細(xì)心為你解答。另外也要值得感謝的是數(shù)控室的何老師在我們?nèi)⒂^數(shù)控線切割機(jī)床時只要是你對所見不懂的地方你主動去問他都為你熱心指導(dǎo)。
切割機(jī)線架結(jié)構(gòu)設(shè)計 目錄 引言 ??????????????????????????????（ 1） 一 總體方案設(shè)計 ???????????????????????（ 2） （一） 總體方案的擬定??????????????????????（ 2） （二） 主要技術(shù)參數(shù)的確定????????????????????（ 2） 二 儲絲走絲部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 ??????????????????（ 3） （一） 儲絲走絲部件運(yùn)動設(shè)計?????????????????? ?（ 3） 1．對高速走絲機(jī)構(gòu)的要求?????????????????????（ 3） 2．高速走絲機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特點???????????????????（ 4） （二） 儲絲走絲部件主要零件強(qiáng)度計算???????????????（ 10） 1．齒輪傳動比的確定???????????????????????（ 10） 2．齒輪齒數(shù)的確定????????????????????????（ 10） 3．傳動件的估算?????????????????????????（ 12） 4．齒輪模數(shù)估算????????????????????? ????（ 13） 5. 齒輪模數(shù)的驗算????????????????????????（ 14） （三） 儲絲走絲部件主要零件強(qiáng)度驗算???????????????（ 16） 1．齒輪強(qiáng)度的驗算????????????????????????（ 16） 2．主軸的驗算??????????????????????????（ 19） （四） 主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計?????????????????????（ 21） 1．軸承配置形式?????????????????????????（ 21） 2．主軸組件的調(diào)整和預(yù)緊?????????????? ???????（ 22） 三 進(jìn)給傳動設(shè)計 ???????????????????????（ 22） （一） 進(jìn)給傳動運(yùn)動設(shè)計?????????????????????（ 22） 1． 脈沖當(dāng)量和傳動比的確定????????????????????（ 22） （二）滾珠絲桿螺母副的型號選擇和滾珠絲桿的選型和校核???????（ 23） 1． 滾珠絲桿螺母副的型號選擇???????????????????（ 23） 2． 滾珠絲桿的選型和校核?????????????????????（ 25） （三）步進(jìn)電機(jī)的選擇????? ??????????????????（ 28） 1．根據(jù)脈沖當(dāng)量和最大靜轉(zhuǎn)矩初選電機(jī)型號????????????? (28) 2．啟動矩頻特性校核??????????????????????? (30) （四）進(jìn)給機(jī)構(gòu)支承設(shè)計??????????????????????（ 31） 1． 螺桿的支承形式????????????????????????（ 31） 2． 螺桿的支承方式????????????????????????（ 31） (五 )線架結(jié)構(gòu)設(shè)計 ????????????????????????（ 31） 1． 彎曲強(qiáng)度校核 ????????????????????????（ 32） 2． 剪切力計算 ??????????????????????????（ 32） 3． 強(qiáng)度驗算 ?????????????????????????（ 33） 四 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計 ???????????????????????（ 33） （一）高頻脈沖電源????????????????????????（ 34） （二）數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計?????????????????????（ 34）(三 )控系統(tǒng)硬件的電路設(shè)計??????????????????? ?（ 35） 1． 單片機(jī)設(shè)計??????????????????????????（ 36） 2． 系統(tǒng)擴(kuò)展???????????????????????????（ 38） 3． I/O 口的擴(kuò)展?????????????????????????（ 42） 4． 顯示器的接口設(shè)計???????????????????????（ 48） 5． 步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計?????????????????????（ 50） 6． 光電隔離電路設(shè)計???????????????????????（ 57） 7． 部分控制程序????? ????????????????????（ 58） 8． 其他接口電路設(shè)計???????????????????????（ 70） 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????（） 謝辭 ??????????????????????????????（） 前言 畢業(yè)設(shè)計可謂是大學(xué)四年對所學(xué)知識綜合的一次大的考驗也是在走向工作崗位的一次練兵，更進(jìn)一步鍛煉了自己的動手能力和團(tuán)隊的合作能力，真正做到了理論聯(lián)系實際教與學(xué)的一次有理結(jié)合。 數(shù)控電火花線切割機(jī)的設(shè)計具體的說來應(yīng)該包括走絲設(shè)計， X、 Y 坐標(biāo) 工作臺設(shè)計，脈沖電源的設(shè)計，控制部分的設(shè)計等。按照設(shè)計的任務(wù)書，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，確定 切割機(jī)床的具體技術(shù)參數(shù)，從而在第一階段我們在衡冶進(jìn)行了實地的參觀測繪，初步確定參數(shù)，對照已有的院數(shù)控中心 線切割機(jī)更進(jìn)一步確定具體的設(shè)計參數(shù)，根據(jù)已有的參數(shù)再對機(jī)床總體方案及控制系統(tǒng)總體方案進(jìn)行確定。具體到設(shè)計時對各個方案再進(jìn)行點對點的修改。接下來就是進(jìn)行必要的設(shè)計與計算選型工作，就是將整體機(jī)床的設(shè)計又分為幾個部分各個去突破大體就是機(jī)械部分和電氣部分。再具體到各個組 件或零件。 雖說設(shè)計是個人的行為，但由于自己的知識欠缺且設(shè)計的內(nèi)容跨越比較大包括電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計，很多地方肯定是難以具到，當(dāng)然有在顏竟成教授的悉心指導(dǎo)下，很多不懂的地方這正是我們要學(xué)的地方，同時在多方面有同學(xué)們的提示才得將設(shè)計順利進(jìn)行。這畢竟是一個學(xué)習(xí)階段的畢業(yè)設(shè)計很多方面都是在邊學(xué)邊用中進(jìn)行的，或者說很多方面的設(shè)計還是停留在模仿的階段比如電氣部分，控制部分都不是很成熟的設(shè)計。 第一章 總體方案設(shè)計 一、線切割機(jī)床的現(xiàn)狀簡介 我國數(shù)控線切割機(jī)床的擁有量占世界首位，技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距也逐漸縮小。尤其近年來，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和線電極電火花加工技術(shù)的結(jié)合。實現(xiàn)了各種復(fù)雜形狀的模具和零件加工的 自動化，其控制精度可達(dá) 1μ m，實際加工精度可達(dá)± 面粗糙度可達(dá) m。數(shù)控線切割機(jī)床是精密金加工線切割加工技術(shù)是線電極電火花加工技術(shù)，是電火花加工技術(shù)中的一種類型，簡稱線切割加工。圖 是線切割機(jī)床加工的工作原理示意圖 脈沖電源圖紙 程序鍵盤數(shù)控裝置介質(zhì)液泵步進(jìn)電機(jī)儲絲筒圖 線切割機(jī)工作原理示意圖 線切割機(jī)床采用鉬絲作為電極絲。被切割的工件為工件電極，電極絲為工具電極。脈沖電源發(fā)出連續(xù)的高頻脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上（電極絲）。在電極絲與工件之間加有足夠的、具有一定絕緣性能的工作液。當(dāng)電極絲與工件間的距離小到一定的程度時，工作液介質(zhì)被擊穿，電極絲與工件之間形成瞬時火花放電，產(chǎn)生瞬時間高溫，生成大量的熱，使工件表面的金屬局部熔化，甚至汽化；再加上工作液體介質(zhì)的沖洗作用，是得金屬被蝕除下來。這就是線切割機(jī)床的加工原理。工件在機(jī)床坐標(biāo)工作臺上，按數(shù)控裝置或微機(jī)程 序控制下的預(yù)定軌跡進(jìn)行加工最后得到所需要的形狀的工件。 1）； 線切割加工可以用于一般切削方法難以加工或者無法加工的形狀復(fù)雜的工件加工，如沖模、凸輪、樣板、外形復(fù)雜的精密零件及狹窄的縫隙。尺寸精度可以達(dá)到 面粗糙度值 達(dá)到 m。 2）； 先切割加工可以用于對一般切削方法難以加工或者無法加工的金屬材料和半導(dǎo)體材料的工件進(jìn)行加工，如淬火鋼、硬質(zhì)合金鋼、高硬度金屬等，但無法實現(xiàn)對非金屬導(dǎo)電材料的加工。 3）； 線切割加工直接利用線電極電火花進(jìn)行加工 ，可以方便的調(diào)整加參數(shù)，如調(diào)節(jié)脈沖寬度、脈沖間隔、加工電流等，提高線切割加工精度，也可通過調(diào)節(jié)實現(xiàn)加工過程的自動化控制。 4）； 線切割加工的效率低，成本較高，不適合于加工形狀簡單的批量零件。 二、 線切割機(jī)床的總體方案的擬定 線切割機(jī)床具體加工過程為：加工者根據(jù)圖紙中的工件尺寸，編制成一定的程序，并且通過鍵盤或光電機(jī)等輸入設(shè)備將程序輸入到控制器中去。在控制系統(tǒng)接受到輸入的程序后，將其存入存儲器中。點火花先切割機(jī)在收到命令后，就開始運(yùn)行程序，通過微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算。每運(yùn)算一次，發(fā)出一個進(jìn)給脈沖，然后經(jīng)過 功放驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，使機(jī)床工作臺按預(yù)定的軌跡進(jìn)行加工。運(yùn)絲系統(tǒng)由運(yùn)絲電機(jī)傳動給儲絲筒，通過行程開關(guān)使儲絲筒作往復(fù)運(yùn)動，從而使得鉬絲運(yùn)動。鉬絲經(jīng)過機(jī)架上的導(dǎo)輪與工件相接近，小到一定的距離。乳化液泵即工作液將線切割機(jī)專用乳化液通過噴嘴噴入工作切口上，高頻脈沖電源產(chǎn)生的連續(xù)高頻脈沖被分別加到鉬絲與工件之間的間隙進(jìn)行檢測，檢測信號的大小送入變頻電路，再由變頻電路產(chǎn)生的頻率大小來控制微機(jī)的進(jìn)給速度。當(dāng)間隔增大時就加快進(jìn)給速度，當(dāng)間隙減小時，就減慢進(jìn)給速度，以保持均衡的放電間隙，從而也維持了一定的加工電流。 1）； 電火花 線切割機(jī)床屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定的加工精度的前提下，應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，降低成本。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)應(yīng)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。 2）； 為了保證進(jìn)給伺服系精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲桿螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙。齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)統(tǒng)的傳動。 3）； 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機(jī)控制系統(tǒng)中除了 包括擴(kuò)展程序存儲器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器， I/括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器；包括光隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。此外 ，系統(tǒng)中還應(yīng)該包括脈沖發(fā)生電路和其它輔助電路 4）； 電火花線切割機(jī)床具有定位、縱向和橫向的直線插補(bǔ)功能；還能要求暫停，進(jìn)行循環(huán)加工等。因此，數(shù)控系統(tǒng)選取連續(xù)控制系統(tǒng)。 5）； 縱向和橫向進(jìn)給是兩套獨立的傳動鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副、絲桿螺母副組成，傳動比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的。 6）； 采用滾動道軌可以減少道軌見的摩擦阻力，便于工作臺實現(xiàn)精確和微量移動，且潤滑方法簡單。 7）； 根據(jù)電火花線切割機(jī)床最大的加工尺寸，加工精度，控制速度和經(jīng)濟(jì)性要求，一般采用 8 位微機(jī)。在 8 位微機(jī)中， 列單片機(jī)具有集成度高 ，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，抗干擾能力強(qiáng)，具有很高的性能價格比。因此，可以選擇 在上述的基礎(chǔ)上，有條件的還可以進(jìn)一步實現(xiàn)鉬絲的角度調(diào)節(jié)，使加工過程更加細(xì)致。 三、具體各部件的組成介紹 線切割機(jī)床主要由機(jī)械系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)組成。其主體結(jié)構(gòu)由床身、坐標(biāo)工作臺、線架、運(yùn)絲裝置、工作液箱、機(jī)床電器、夾具、保護(hù)罩及機(jī)床附件等部分組成。 1）；機(jī)械系統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng)主要由床身。坐標(biāo)工作臺、線架及運(yùn)絲裝置等組成。 機(jī)床床身是箱形結(jié)構(gòu)的鑄件，是安裝坐標(biāo)工作臺、線架 及運(yùn)絲裝置的基礎(chǔ)，要有較好的剛性，以保證機(jī)床的加工精度。床身既能起支撐和連接坐標(biāo)工作臺、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)和線架等部件的作用，又起安裝機(jī)床電器、存放工作液的作用。 坐標(biāo)工作臺主要由工作臺上拖板、中拖板、下拖板、絲趕和齒輪變速箱等部件組成。拖板的縱向和橫向運(yùn)動是采用“一 V 一平”滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。如下圖所示 圖 切割機(jī)坐標(biāo)工作臺 圖 是線切割機(jī)坐標(biāo)工作臺的結(jié)構(gòu)。坐標(biāo)工作臺用于安裝并且?guī)庸ぜ诠ぷ髋_平 面內(nèi)作 x、 y 兩個方向的移動。坐標(biāo)工作臺分為上下兩層，分別與 x、y 軸絲杠相連。由兩個步進(jìn)電機(jī)通過兩對消隙齒輪及絲杠轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)兩個方向的運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)每接收到微機(jī)發(fā)出的一個脈沖信號，其輸出軸就轉(zhuǎn)動一個步距角。通過消隙齒輪變速帶動絲杠轉(zhuǎn)動，使工作臺在相對應(yīng)的方向上移動 標(biāo)工作臺的有效行程就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動絲杠的轉(zhuǎn)動對應(yīng)的移動距離。絲杠前端采用兩只角接觸軸承來消除間隙，可調(diào)整予緊力，使間隙接近零，具有轉(zhuǎn)動靈活、精度高、壽命長等優(yōu)點而被采用。由于控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制，機(jī)床加工精度主要由坐標(biāo)工作臺的運(yùn)動精 度來確定。 線架安裝在儲絲筒與工作臺之間。為了滿足不同厚度工件的要求，機(jī)床采用可變跨距結(jié)構(gòu)的線架，以確保上下導(dǎo)輪與工件的最佳距離，減小電極絲的抖動，提高加工精度。線架采用鑄件結(jié)構(gòu)，提高線架的剛性對加工精度有很大的影響。線架的下懸臂固定在立柱上，上懸臂可沿立柱導(dǎo)軌做上下升降。導(dǎo)輪置于線架懸臂的前端采用密封結(jié)構(gòu)組成裝在懸臂上。下圖為先切割機(jī)床的線架部件結(jié)構(gòu)。 圖 架部件結(jié)構(gòu) 運(yùn)絲裝置 由儲絲筒、儲絲筒拖板及傳動系統(tǒng)組成。儲絲筒由薄壁管制成，具有重量輕、慣性小、耐腐蝕等優(yōu)點。儲絲筒主軸通過。聯(lián)軸器中裝有耐油橡膠墊片，對電機(jī)換向瞬間產(chǎn)生的沖擊起到機(jī)械緩沖作用，以減少振動，從而延長傳動軸的使用壽命。如下頁圖所示，它是線切割機(jī)床運(yùn)部件結(jié)構(gòu)，儲絲筒主軸裝有兩對變速齒輪，帶動傳動絲桿，使儲絲筒與拖板作往復(fù)運(yùn)動使鉬絲有規(guī)律的等距離排列在儲絲筒上。拖板儲絲筒的頻繁換向是采用行程開關(guān)控制來實現(xiàn)的，它具有控制簡單，動作靈敏、換向噪聲小、震動輕、使用壽命長等優(yōu)點。左右撞塊間的距離可以調(diào)節(jié)，一般根據(jù)鉬絲的長短來 確定。鉬絲兩端留有一定的余量，當(dāng)行程開關(guān)失靈時，可切斷電機(jī)電源，確保機(jī)床的安全。 圖 絲部件結(jié)構(gòu) 2）；傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)由工作臺、運(yùn)絲裝置和線架所組成。傳動系統(tǒng)包括工作臺傳動系統(tǒng)、運(yùn)絲裝置傳動系統(tǒng)和電極絲運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。工作臺傳動系統(tǒng)主要是 x 軸和 y 軸方向傳動，下頁圖是工作臺傳動系統(tǒng)圖。 圖 作臺傳動系統(tǒng)示意圖 X 軸向傳動路線如下?？刂葡到y(tǒng)發(fā)出進(jìn)給脈沖， x 軸步進(jìn)電機(jī)接收到這個進(jìn)給脈沖信號，其輸出軸就轉(zhuǎn)動一個步距角，通過一對齒輪變速帶動絲杠轉(zhuǎn)動。兩齒輪嚙合變速后帶動絲杠，通過螺母帶動拖板，使工件實現(xiàn) x 軸向移動。 Y 軸向傳動路線與 x 軸類似。 運(yùn)絲裝置的傳動系統(tǒng)主要是機(jī)床行程開關(guān)。運(yùn)絲裝置機(jī)構(gòu)帶動電極絲以一定的線速度運(yùn)動，并將電極絲整齊的盤繞在儲絲筒上。行程開關(guān)控制儲絲筒的正反轉(zhuǎn) 向 。 下 圖 是 線 切 割 機(jī) 床 運(yùn) 絲 裝 置 傳 動 系 統(tǒng) 圖圖 絲裝置傳動系統(tǒng) 運(yùn)絲裝置的傳動路線是：電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器帶動儲絲筒按一定的速度運(yùn)動旋轉(zhuǎn)。同軸上一對齒輪嚙合傳動再傳給另外一對齒輪。經(jīng)兩對齒輪的變速傳動，帶動絲杠、螺母后驅(qū)動拖板移動，并使電極絲整齊地盤繞在儲絲筒上。 電極絲運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要是由儲絲筒旋轉(zhuǎn)，帶動電極絲做正反向交替運(yùn)動。排絲導(dǎo)輪保持電極絲整齊排列在儲絲筒上，經(jīng)過線架作來回高速移動（線速度為8m/s），進(jìn)行切割加工。電極絲傳動路線是由儲絲筒經(jīng)過排絲輪，再經(jīng)過導(dǎo)電輪，由上導(dǎo)輪切割工件，在經(jīng)下導(dǎo)輪 后，回儲絲筒進(jìn)行往復(fù)盤繞。 3）；機(jī)床潤滑及工作液系統(tǒng) 線切割機(jī)床有機(jī)床潤滑系統(tǒng)和工作液系統(tǒng)。 機(jī)床潤滑系統(tǒng)對線切割機(jī)床各個運(yùn)動副進(jìn)行潤滑，以保證機(jī)床各個運(yùn)動部件靈活可靠。手搖工作臺做縱橫向移動應(yīng)輕松靈活，撥動儲絲筒、導(dǎo)輪均應(yīng)旋轉(zhuǎn)自如，輕便靈活。工作臺各部位的運(yùn)動副潤滑，重點是絲杠、螺母和齒輪箱及拖板滑道等。一般要求加油時間為每周一次。運(yùn)絲部件各部位的運(yùn)動副潤滑，重點是齒輪、絲杠、螺母和拖板導(dǎo)軌等。一般要求加油時間為每周一次。 工作液系統(tǒng)由工作液、工作液箱、工作液泵和循環(huán)導(dǎo)管組成。工作液起截緣、排屑、冷卻等 作用。工作液一般采用（ 7~10） %的植物皂化或 酸鉀乳化液水溶液。工作方式由工作液泵供給工作液循環(huán)噴注的壓力進(jìn)行工作。每次脈沖放電后，工件與電極絲之間必須迅速恢復(fù)截緣狀態(tài)，這是靠工作液的絕緣作用實現(xiàn)的。工作液噴注在切口中，使得脈沖放電不能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定持續(xù)的電弧放電，否則會影響加工質(zhì)量和精度。在加工過程中，工作液的噴煮壓力會將加工過程中產(chǎn)生的金屬小顆粒迅速從電極之間沖走，保證正常加工。工作液還可以起冷卻作用，冷卻受熱的電極和工件，防止工件變形。 第二章 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 一．同步帶傳動 的設(shè)計計算 同步帶傳動設(shè)計計算的主要內(nèi)容是根據(jù)傳遞的名義功率、轉(zhuǎn)速、速度筆及工況來正確選擇同步帶的型號、帶長、帶寬及帶輪的齒數(shù)和直徑。計算步驟如下。 1. 計算設(shè)計功率 k+k1+k2)pm(式中： 同步帶傳遞的名義功率（ 電機(jī)的選擇名義功率為 知設(shè)計參數(shù)； 載荷修正系數(shù)參考機(jī)電綜合設(shè)計表 2輕負(fù)荷傳遞功率且工作時間為普通使用每日 8以 使用張緊輪修正系數(shù)見表 1，由表可取 增速傳動修正系數(shù)見表 2，此處為減速傳動所以 。 表 用張緊輪修正系數(shù) 表 速傳動修正系數(shù) 緊輪的位置 系數(shù) 增速比 系數(shù) 松邊內(nèi)側(cè) 0 0 松邊外側(cè) 邊內(nèi)側(cè) 緊邊外側(cè) 9 以 k0+k1+ ） ．選擇帶的型號 由設(shè)計功率 小帶輪轉(zhuǎn)速 下圖 選出同步帶的型號并由機(jī)械設(shè)計手冊查到對應(yīng)的節(jié)距 電極絲額定移動速度為 11m/s。 儲絲筒的直徑由前面確定為 D=146mm n×π× D=11m/s n=11/s=24r/s=1440r/ 同步帶選型圖 易知對應(yīng)點選擇小帶輪為 L 型同步帶輪對應(yīng)的節(jié)距 基準(zhǔn)寬度為 周節(jié)制梯形同步帶輪又稱標(biāo)準(zhǔn)同步帶輪梯形同步帶輪的齒廓形狀可以采用漸開線齒型前者用漸開線輪刀具范成法加工而成其齒形取決于刀具。此處采用的漸開線齒形。 M X 同步帶選型圖 z 與直徑 d 由前面所選絲杠 D=24 3儲絲筒運(yùn)絲原理即轉(zhuǎn)筒每轉(zhuǎn)一圈 儲絲筒整體向左或向右移動一個電極絲的直徑。 由電極絲的直徑 D 絲 =按照相關(guān)規(guī)定儲絲筒整體移動的距離應(yīng)該在一個電極絲直徑范圍內(nèi)且誤差不應(yīng)該超過 不會出現(xiàn)斷絲的現(xiàn)象。 即可取 S 距 =為誤差范圍以內(nèi)） 由 S 距 =i× p 絲 =以 I==× I=12× 16=192 齒 由 92 查手冊 知無可選用的帶輪且選用的話直徑將超過400不易裝配從而應(yīng)選擇另一方按。 為了將同步帶輪的直徑減小可采用二級傳動由傳動比的計算： 表 帶輪最少許用齒數(shù) 小帶輪轉(zhuǎn)速 帶型號 r/ L H X 帶輪最少許用齒數(shù) ＜ 900 0 12 14 22 900-＜ 1200 12 12 10 12 16 24 1200-＜ 1800 14 14 12 14 18 26 1800-＜ 3600 16 16 12 16 20 30 3600-＜ 4800 18 18 15 18 22 采用 6 8 8 2 即 2× 4=所查小帶輪與基準(zhǔn)寬度： 小帶輪直 徑 =16/二帶輪直經(jīng) =48/三帶輪直經(jīng) =18/四帶輪直徑 =72/p 根據(jù)以知中心距 A（ 要求或初選中心距 A，計算帶長 知中心距 822=193+π（ d1++πφ（ （ =2× 182× +π（ +π (180 =中 φ 1=2182=30 2+π（ d3++πφ（ （ =2× 193× +π（ +π (180 =中 φ 2=22× 193 = 按手冊查選擇最接近計算帶長 值的標(biāo)準(zhǔn)帶長（節(jié)線長）及相應(yīng)長度代號，并查出該帶的齒數(shù) 按 了使皮帶有一定的張緊力度故可選擇長度代號為 270 的L 型同步帶 其齒數(shù)為 72 齒節(jié)線長 限偏差± 的確定 根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)帶長求出實際中心距 A。 A≈ M+ ?/)]([8/1 2122 ?b/8(2b/8(2(2× 160－ 16－ 72)=2=(2× 160－ 48－ 18)=以 1/8[2－ 16)/ π ] ≈ 545 1/8[8－ 18)/ π ] ≈ z1/值很大時，還有一個精確中心距計算公式。但是，通常同步帶傳動中心距是可以調(diào)整的，以邊獲得同步帶傳動必須 有的適當(dāng)?shù)膹埦o力。 寬的選擇準(zhǔn)則是限制作用在同步帶寬上的拉力，以保證同步帶的強(qiáng)度和使用壽命，工作是不發(fā)生失效。 1）； 根據(jù)帶型、小帶輪齒數(shù) 轉(zhuǎn)速由手冊查的對應(yīng)的同步帶的基準(zhǔn)寬度 基準(zhǔn)額定功率 p。（ 查得帶型為 小帶輪齒數(shù)為 16齒 且轉(zhuǎn)速為 1440r/另一小帶輪齒數(shù)為 18 齒 轉(zhuǎn)速為 320r/ 對應(yīng)同步帶的基準(zhǔn)寬度 p。 = 2）； 計算同步帶傳動的嚙合齒數(shù) 1/2－ 2π 2 A)× ( =6/2－ 16/2π 2 545× (72－ 16)] =7＞ 6 3/2－ 2π 2 A)× ( =8/2－ 16/2ππ 545× (48－ 18)] =8＞ 6 3)； 計算嚙合齒數(shù)系數(shù) 當(dāng) 6 時， ；當(dāng) 6 時 － 6－ 故 4） ； 確定帶寬系數(shù) w=（ bs/ 當(dāng)帶寬 未確定，可由該式建立帶寬 基準(zhǔn)帶寬 關(guān)系 5）； 確定額定功率 p p≈ (≈ )； 選擇帶寬 據(jù)設(shè)計要求，同步帶傳動的設(shè)計功率應(yīng)小與所選型的額定功率 P，即 P。根據(jù)此條件，導(dǎo)出帶寬 計算公式。同步帶帶寬值 1/=× 1/ 根據(jù)表 4，選擇標(biāo)準(zhǔn)帶寬 代號，并且要考慮到標(biāo)準(zhǔn)帶寬 應(yīng)大于計算帶寬值。 表 L H 型標(biāo)準(zhǔn)帶寬 bs/L L H 代號 帶寬 代號 帶寬 代號 帶寬 代號 帶寬 代號 帶寬 025 050 1 075 200 200 50. 031 075 100 300 300 37 100 150 400 400 此處選擇 L 型標(biāo)準(zhǔn)帶寬 代號為 075 帶寬為 同步帶一對。 二．滾珠絲杠螺母副的選型和校核 滾珠絲杠螺母副有專門工廠制造，當(dāng)類 別、型號選定和校核后，可以外購。滾珠絲杠副的類別主要從三個方面考慮：循環(huán)方式、循環(huán)列數(shù)與圈數(shù)、預(yù)緊方式。 鋼珠在絲杠與螺母之間的滾動是一個循環(huán)閉路。根據(jù)回珠方式，可分為兩類：內(nèi)循環(huán)，回珠器處在螺母之內(nèi)。外循環(huán)，插管式回珠器位于螺母之外。 鋼珠每一個循環(huán)閉路內(nèi)所含導(dǎo)程數(shù)稱為圈數(shù)。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個螺母有 2 列， 3 列， 4 列， 5 列等幾種，每列只有一圈。外循環(huán)每列有 ， 等幾種，剩下的半圈作回珠。外循環(huán)滾珠絲杠的每個螺母有 1 列 列 ， 2 列 ， 2 列 等種類較多。 為 了消除間隙和提高滾珠絲杠副的剛度，可以預(yù)加載荷，使它在過盈的條件下工作，稱為預(yù)緊。常用的滾珠絲杠副預(yù)緊方法有：雙螺母墊片式預(yù)緊、雙螺母螺紋式預(yù)緊、雙螺母齒差式預(yù)緊等。預(yù)緊后的剛度可提高到為無預(yù)緊時的 2倍。但是，預(yù)加載荷過大，將使壽命下降和摩擦力矩加大。通常，滾珠絲杠在出廠時，就已經(jīng)由制造廠調(diào)好預(yù)加載荷，并且預(yù)加載荷往往與絲杠副的額定動載荷有一定的比例關(guān)系。預(yù)緊方式見下頁表。 1）； 滾珠絲杠副的參數(shù) 稱直徑 稱直徑即滾珠絲杠的名義直徑， 大，承載能力越大。數(shù)控機(jī)床常用的 進(jìn)給絲杠的公稱直徑 φ 30φ 80 本導(dǎo)程 杠相對于螺母旋轉(zhuǎn) 2π ，螺母的軸向位移。與進(jìn)給系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的要求有關(guān)。 精度等級。滾珠絲杠副按其使用范圍及要求可分為 7 個精度等級。 表 珠絲杠副的預(yù)緊方式 類別 調(diào)整方法 特點 調(diào)整墊片厚度，使螺母 結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，剛度 產(chǎn)生軸向位移 高；但調(diào)整不便，滾道有 磨 墊片式 損時，不能隨時消除間隙和 和預(yù)緊。適用于高剛度重載 荷。 螺紋式 調(diào)整端部的圓螺母使螺母 結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整 產(chǎn)生軸向位移 方便但準(zhǔn)確性差，且易松動 用于剛度要求不高或需隨 時調(diào)節(jié)預(yù)緊力的傳動 齒差式 兩螺母在凸緣上有外齒分別 能夠精確的調(diào)整預(yù)緊力， 緊固在螺母座兩端的內(nèi)齒圈 但結(jié)構(gòu)尺寸較大，裝配 嚙合。 調(diào)整較復(fù)雜，宜用于高精 度的傳動機(jī)構(gòu)。 滾珠絲杠上的工作載荷 N）是指滾珠絲杠副在驅(qū)動工作臺時滾珠絲杠所乘受的軸向力，也叫做進(jìn)給牽引力。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削力相關(guān)的摩擦力。 以下經(jīng)驗公式。 矩形導(dǎo)軌 c+G） 燕尾導(dǎo)軌 ） 三角形或綜合導(dǎo)軌 ） 式中： v,別為工作臺進(jìn)給方向載荷、垂直載荷和橫向載荷（ N）； G 為移動部件的重力； K 和 別為考慮顛覆力矩的影響的實驗系數(shù)和導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)隨導(dǎo)軌型式不同而不同。 對于矩形導(dǎo)軌 K=1.1,尾導(dǎo)軌 K=角形或綜合導(dǎo)軌 K=滾動導(dǎo) 線切割機(jī)床坐標(biāo)工作臺 可初選擇 K= 00× 10=2000N G= 臺重＝ (200+200)× 10=4000N 所以 0+000+4000)=6000=900N c 的計算及主要尺寸初選 滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動載荷 擇用，最大動載荷計算原理與滾動軸承相同。 滾珠絲杠最大動載荷 C 可用下式計算 C= 3L 中： L 為工作壽命，單位為 1000000r,L=60000000; 由 t＝ 150000h 即額定使用壽命（ h）， n＝ 1000v/L。； v 為最大切削力條件下的進(jìn)給速度（ m／ 可取最高速度的 1/2~1/3； L。為絲杠的基本導(dǎo)程（ 計算時，可根據(jù)快進(jìn)速度 絲杠最大轉(zhuǎn)速 選一個數(shù)值（ L?！?000,待剛度驗算后再確定； t 為額定使用壽命（ h），可取 t＝ 15000h；運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，無沖擊取１～１ 般情況取 沖擊振動取 m 為滾珠絲杠工作載荷（ N）。 由 n=1000v/L。 =1000× =20 其中 v 進(jìn)給速度由機(jī)床給定參數(shù) L。為絲杠導(dǎo)程取 L。 =5=60000000 =60× 20× 15000/1000000=18000000r C=3L 318 × 900 =2830N 其中 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)取 00N 為工作載荷 初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動載荷 得小于最大動載荷 C：。 初選絲杠副尺寸規(guī)格 =2? 51‘ 為絲杠的螺旋升角 6100N 滾珠絲杠額定動載荷 2750N 滾珠絲杠額定靜載荷 由 6100>C 且 m=16100>2830= 所以符合標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)滾珠絲杠副在靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)（ n≤ 10r/工作并受載荷，那么還要考慮其另一種失效形式 —— 滾珠接觸面上的朔性變形。即考慮滾珠絲杠的額定靜載荷否充分的超過了滾珠絲杠的工作載荷 般使 m=2~3。滾珠絲杠的 由手冊查之為上 面的取值。 率的計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率η η = +φ ) 式中：λ為絲杠的螺旋生角，可根據(jù)初選型號查出為以上值； φ為摩擦角，滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù) f=其摩擦角傳動效率較高約等于 10。 滾珠絲杠副的傳動效率較高一般為 間。 由給定值η = +φ ) =51‘ /? 。 51‘ 、 +10、 ) =以其傳動效率符合給定的標(biāo)準(zhǔn)值。 滾珠絲杠的軸向變形將引起絲杠導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運(yùn)動平穩(wěn)性。滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形、絲杠與螺母之間滾道的接觸變形、絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形較小，對縱向的影響更小，可忽略不記。絲杠軸承的軸向接觸變形計算方法可參考機(jī)械設(shè)計手冊?？晒L珠絲杠支撐使用的滾動軸承種類很多一般有接觸叫為 60 度的推力角接觸球軸承，可以背靠背或面對面的組配，此處采用 角接觸球軸承以反向安裝。 因此，其實只要滾珠絲杠的支撐的剛度設(shè)計的好，軸承的軸向接觸變形在此可以不予考慮。 1 ）；滾珠絲杠的拉壓變形量δ 1 滾珠絲杠應(yīng)計算滿載時拉壓變形量 δ 1=± A(式中：δ 1 為在工作載荷 用下絲杠總長度上拉伸或壓縮的變形量（ 絲杠的工作載荷 (N);L 為滾珠絲杠在支撐間的受力長度 ( 剛 E=206000 為滾珠絲杠按內(nèi)徑確定的截面積（ “ +”號用與拉伸，“ — ”好用與壓縮。也可以從工廠的滾珠絲杠樣本的圖表中查出單位 長度軸向拉伸壓縮變形量，然后求出支撐間受力長度的變形量。 δ 1=± A(=± 900± 拉伸與壓縮在不同的受力情況下都可出現(xiàn) 其中 L=578選形確定 E=206000=π× 16× 16=）；滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量。 該變形量與滾珠列、圈數(shù)有關(guān)，即與滾珠總數(shù)量有關(guān)，與滾珠絲杠的長度無關(guān)?？蓮墓S的產(chǎn)品樣本中查出，或用下式計算 無予緊力時δ 1= 2)1/Z?（ 有予緊力時δ 2=3 （ 式中： 滾珠直徑（ Z∑滾珠總數(shù)量 Z∑ =數(shù) x 列數(shù)； Z 為一圈的滾珠數(shù)， Z=π w(外循環(huán) )， Z=（π w） 循環(huán)） 滾 珠 絲 杠 的 公 稱 直 徑 （ ； 予緊力（ ;滾珠絲杠工作載荷（ 當(dāng)滾珠絲杠有予緊力時，且予緊力為軸向工作載荷的 1/3 時，δ 2 值可減少到一半左右。 此坐標(biāo) 工作臺采用無予緊力無予緊力時 δ 1= 2 )1/?（ = 20 /1 8 6 )1 /3 5 (9 0 （ = ∑ = Z×圓數(shù)×列數(shù) =31× 3× 2=186 Z=π w=32/1 3）；滾珠絲杠副剛度的驗算 絲杠的總變形量δ =δ 1+δ 2 應(yīng)小于允許的變形量。一般δ值不應(yīng)大于機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)規(guī)定的定位精度值的一半。或者， 有絲杠精度等級查出規(guī)定長度上允許的螺距誤差，則相應(yīng)長度上的變形兩應(yīng)比它小。否則，應(yīng)考慮選用較大公稱直徑的滾珠絲杠副。 滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細(xì)長桿，若軸向工作負(fù)載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時的臨界載荷 Fk=2(N) 式中 E 為絲杠材料彈性模量，對鋼 E=104 為截面慣性矩，對絲杠圓截面 I=π 4(； L 為絲杠最大工作長度（ 考下圖與下表 圖 珠絲杠常用的支撐方式 滾珠絲杠的支撐方式系數(shù)表 方式 一端固定一端自由 一端固定一端簡支 兩端固定 兩端簡支 中第一個為一端軸向固定一端自由，常用于短絲杠和樹直安裝的絲杠。圖中第二個為一端固定一端簡支 ，常常用于較長的臥式絲杠。圖中第三個為兩端固定常用于長絲杠或高轉(zhuǎn)速、高精度、高強(qiáng)度的地方。 臨界載荷 果 于許用穩(wěn)定性安全系數(shù) [則該滾珠絲杠不會失穩(wěn)。因此，滾珠的絲杠的壓竿穩(wěn)定條件為 n k=m≥ [一般取 [,考慮到絲杠自重對水平滾珠絲杠的影響可取 [ 4 由 Fk=2(N) 其中 = I=π 4=304/60=42390 L=490 104× 42390/240100 =以 m=00＞ [所以滾珠絲杠副的壓桿穩(wěn)定性符合要求。 三、導(dǎo)軌的選型與計算 導(dǎo)軌的功用是是導(dǎo)向和承載。例如車床的溜板和床身導(dǎo)軌是屬于進(jìn)給導(dǎo)軌，進(jìn)給運(yùn)動導(dǎo)軌的動導(dǎo)軌與支承導(dǎo)軌之間的相對運(yùn)動速度較低。滾動導(dǎo)軌在兩導(dǎo)軌面間裝有球、滾子或滾針等滾動元件，具有滾動磨擦性質(zhì)，廣泛地用于進(jìn)給運(yùn)動導(dǎo)軌。貼塑導(dǎo)軌也具有良 好的減摩擦、抗撕傷能力強(qiáng)低速不易出現(xiàn)爬行、但是，因為塑料剛度低，會產(chǎn)生較大的彈性變形和接觸變形，局部壓強(qiáng)大是會影響運(yùn)動的精度。綜合兩種導(dǎo)軌的優(yōu)缺點，在這里 1、滾動導(dǎo)軌 1）；滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)及配置 直線運(yùn)動支撐中，有滾動體不作循環(huán)運(yùn)動的直線滾動導(dǎo)軌和滾動體做循環(huán)運(yùn)動的直線滾動導(dǎo)軌，后者叫做直線滾動導(dǎo)軌副（塊）組件。 直線滾動導(dǎo)軌副包括導(dǎo)軌條和滑塊兩部分。導(dǎo)軌通常為兩根，裝在支撐件上，每根導(dǎo)軌條上有兩個滑塊，固定在移動件上。如移動件 較長，也可在一跟導(dǎo)軌條上裝 3 個或 3 個以上滑塊。如移動件較寬，也可以用 3 根或 3 根以上的導(dǎo)軌條。如果移動件的剛度較高，則少裝為好。在兩條導(dǎo)軌中，一條為基準(zhǔn)導(dǎo)軌上有基準(zhǔn)面 A，滑塊上有基準(zhǔn)面 B ；另一條為從動導(dǎo)軌。 2）；滾動導(dǎo)軌的予緊 直線滾動導(dǎo)軌副分為整體型直線滾動導(dǎo)軌副和分離型直線滾動導(dǎo)軌副。整體型的直線滾動導(dǎo)軌副有制造廠用選配不同直線剛球的 辦法來決定間隙或予緊?？筛鶕?jù)要求的予緊訂貨，不需自己調(diào)整。分離型直線滾動導(dǎo)軌副，應(yīng)由用戶根據(jù)需要，按規(guī)定的間隙進(jìn)行調(diào)整或予緊。 3）；線滾動導(dǎo)軌副的計算 直線滾動導(dǎo)軌副 的計算與滾動軸承相仿，以在一定的載荷下行走一定的距離， 90%的支撐不發(fā)生蝕點為依據(jù)。這個載荷稱為滾動導(dǎo)軌的額定動載荷 從產(chǎn)品樣本中查到。以上海組合夾具廠兩種型號（ 線滾動導(dǎo)軌副的主要參數(shù)，其中 額定動載荷， 額定靜載荷（ 這個行走的距離稱為滾動導(dǎo)軌的距離額定壽命，它可根據(jù)滾動導(dǎo)軌的額定動載荷 于下列公式進(jìn)行計算。 滾動體為球時 L=50( 滾動體為滾子時 L=100(0/3 式中： L 為滾動導(dǎo)軌副的距 離額定壽命（ 額定動載荷（ N） ,初選滾動導(dǎo)軌型號后，可從樣本中查出； F 為每個滑塊上的工作載荷（ N）； 50工作溫度不超過 100 度時， ； 接觸系數(shù)，每根導(dǎo)軌條上裝有二個滑塊 三個滑塊時 四個滑塊時載荷 /速度系數(shù)，無沖擊振動或 v≤ 15m/ ~沖擊振動或 15m/ 由初步選定的結(jié)果查手冊知道 導(dǎo)軌的 6 4 ( =1/4× 6000N=1500N 所以 L=50(104× 1× 500× =3761果把距離額定壽命 L 換算成為小時額定壽命 × 103/260=3761× 103/2× 3× 60 =104h = 即為期望值 式中： S 為移動件行程長度（ m）； n 為移動件每分鐘往 復(fù)次數(shù)（ 從產(chǎn)品樣本中選定的滾動導(dǎo)軌副的型號，由查出的額定動載荷 計算距離額定壽命 L 或小時額定壽命 L 或 于滾動導(dǎo)軌的期望壽命定為 50子導(dǎo)軌的距離期望壽命為 100 但是如果滾動導(dǎo)軌的工作速度較低，靜載荷較大，則選擇滾動導(dǎo)軌時應(yīng)考慮相應(yīng)的額定靜載荷 小于工作載荷的 2 倍。額定靜載荷 可以從樣本中查出。 4）； 滾動導(dǎo)軌的潤滑與防護(hù) 滾動導(dǎo)軌采用潤滑脂潤滑。常用的牌號為 基潤滑脂。（ 2 號）。它的優(yōu)點是不會泄露，不需經(jīng)常加油；缺點是進(jìn) 塵屑后易磨損導(dǎo)軌。可采用專門的防護(hù)方式。 四．儲絲筒旋轉(zhuǎn)組合件的選擇 儲絲筒組合件主要是由儲絲筒、聯(lián)軸器軸承座組成 1. 儲絲筒 。 儲絲筒是電極絲穩(wěn)定移動和整齊排繞的關(guān)鍵部件之一，一般用 45 鋼制成。為減小轉(zhuǎn)動慣量，筒壁應(yīng)該盡量薄，按機(jī)床規(guī)格的不同，選用范圍為 進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)動慣量，也可選用鋁鎂合金材料制造。 儲絲筒壁厚度要均勻，工作表面要有較好的表面粗糙度，一般 m。為保證絲筒組合件動態(tài)平衡，應(yīng)嚴(yán)格控制內(nèi)孔、外圓對支撐部分的同軸度。 儲絲筒與主軸裝配后的徑向跳動量不應(yīng)大于 般裝配后，以軸的兩端中心孔定位，重磨儲絲筒外圓和與軸承配合的軸徑。 2. 聯(lián)軸器 。 走絲機(jī)構(gòu)中運(yùn)動組合件的電動機(jī)軸與儲絲筒中心軸，一般不采用整體的長軸，而是利用聯(lián)軸器將二者聯(lián)在一起。由于儲絲筒運(yùn)行時頻繁的換向，聯(lián)軸器瞬間受到正反剪切力很大，因此多用彈性聯(lián)軸器和磨擦錐式聯(lián)軸器。 1）；彈 性聯(lián)軸器見圖 。 圖 性聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，慣性力矩小，轉(zhuǎn)向較平穩(wěn)，無金屬撞擊聲，可減小對儲絲筒 中心軸的沖擊。彈性材料采用橡膠、塑料或皮革。這種聯(lián)軸器的優(yōu)點是，容許電動機(jī)軸與儲絲筒軸有不同心和不平行（大不平行為 1 度），缺點是由它聯(lián)結(jié)的兩根軸在傳遞扭矩時會有相對轉(zhuǎn)動。 彎矩 M 可用彎矩差法或多邊形法求得。對于載重 壓電陶瓷 ，可假定空 壓電陶瓷 簧上重量 布在縱梁全長上，載重 布在 壓電陶瓷 箱中，空 壓電陶瓷 時簧上負(fù)荷 4 壓電陶瓷 可取 3/0??3 由上圖得： ? ? ? ? ]22[ 2???? （ 5 )(4 s ???)(4])([ 212222 e ?????? ])([ 222221 ?? （ 5 ? ? ? ?]//2[ 1 ????? ． （ 5 a=625b=800l =2800L=42252002 ? ， 4001 ? ，600? 。 將已知量代入上式得： ? ? ? ? ] 0 543/ 0 02[ ????????????= ?? ?]?????????????x = 3/ 0 02 ?????M) 0 0]2222 ?????????])222 ?????? =部扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 相鄰兩橫梁如果都同縱梁翼緣連接 ,扭矩 T 作用于該段縱梁的中點 ,則在開口斷面梁中扇性應(yīng)力可按下式計算： ?? (5式中 扇性慣性矩； W— 扇性坐標(biāo)； 對于槽形斷面 )6(2/)3( ???? (5 由材料力學(xué)表 查得 h=80mm,b=43mm,d=t= 3680(2/)43380(4380 ?????????W 對于工字形斷面 4/? 架 扭轉(zhuǎn)時縱梁應(yīng)力 如橫梁同縱梁翼緣相連，則在節(jié)點附近，縱梁的扇性應(yīng)力 ： ?? ??(5式中 E— 彈性模量，對低碳鋼和 16Mn