電火花線切割機床中走絲走絲系統(tǒng)的設(shè)計【7張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】
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北京科技大學(xué)天津?qū)W院本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)選題報告
目 錄
1文獻綜述 2
1.1電火花切割機的概念及分類 2
1.1.1電火花切割機的概念 2
1.1.2電火花切割機的分類 3
1.2國外電火花線切割機的發(fā)展 4
1.3國內(nèi)電火花線切割機的發(fā)展 5
2中走絲線切割機背景及開展研究的意義 8
2.1中走絲線切割機的背景 8
2.2中走絲線切割機開展研究的意義 9
2.2.1中走絲機的機床精度與工藝效果 9
2.2.2 中走絲機的應(yīng)用成本低 10
3研究方法、內(nèi)容 及預(yù)期目的 12
3.1研究方法、內(nèi)容 12
3.1.1新型走絲系統(tǒng)的原理 12
3.1.2主要零部件設(shè)計 13
3.2研究預(yù)期及目 14
4 進度安排 14
參 考 文 獻 15
指導(dǎo)教師意見 16
1文獻綜述
1.1電火花切割機的概念及分類
1.1.1電火花切割機的概念
1960年，蘇聯(lián)首先研制出靠模線切割機床。中國1961年也研制出類似的機床。早期的線切割機床采用電氣靠?？刂魄懈钴壽E。當(dāng)時由于切割速度低，制造靠模比較困難，僅用于在電子工業(yè)中加工其他加工方法難以解決的窄縫等。1966年，中國研制成功采用乳化液和快速走絲機構(gòu)的高速走絲線切割機床，并相繼采用了數(shù)字控制和光電跟蹤控制技術(shù)。此后，隨著脈沖電源和數(shù)字控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及多次切割工藝的應(yīng)用，大大提高了切割速度和加工精度。工件安裝在工作臺上，工作臺通常由X軸和Y軸電動機驅(qū)動。工具電極為直徑0.02～0.3毫米的金屬絲，由走絲系統(tǒng)帶動電極絲沿其軸向移動。走絲方式有兩種：①高速走絲,速度為9～10米/秒,采用鉬絲極絲,可循環(huán)反復(fù)使用；②低速走絲,速度小10米/分,電極絲采用銅絲,只使用一次。脈沖電源加在工件與電極絲之間，一般工件接正極，電極絲接負極。工件與電極絲之間用噴嘴噴入工作液(乳化液、去離子水等)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)預(yù)先輸入的工作程序輸出相應(yīng)的信息，使工作臺作相應(yīng)的移動，工件與電極絲靠近。當(dāng)兩者接近到適當(dāng)距離時(一般為0.01～0.04毫米)便產(chǎn)生火花放電蝕除金屬。金屬被蝕除后工件與電極絲之間的距離加大，控制系統(tǒng)根據(jù)這一距離的大小和預(yù)先輸入的程序，不斷地發(fā)出進給信號，使加工過程持續(xù)進行。
電火花線切割加工除具有電火花加工的基本特點外，還有一些其他特點：①不需要制造形狀復(fù)雜的工具電極，就能加工出以直線為母線的任何二維曲面。②能切割0.05毫米左右的窄縫。③加工中并不把全部多余材料加工成為廢屑，提高了能量和材料的利用率。④在電極絲不循環(huán)使用的低速走絲電火花線切割加工中，由于電極絲不斷更新，有利于提高加工精度和減少表面粗糙度。⑤電火花線切割能達到的切割效率一般為20～60平方毫米/分，最高可達300平方毫米/分；加工精度一般為±0.01～±0.02毫米，最高可達±0.004毫米；表面粗糙度一般為Rα2.5～1.25微米,最高可達Rα0.63微米；切割厚度一般為40～60毫米，最厚可達600毫米。
1.1.2電火花切割機的分類
電火花線切割機按走絲速度可分為高速往復(fù)走絲電火花線切割機（俗稱“快走絲”）、低速單向走絲電火花線切割機（俗稱“慢走絲”）和立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機三類。又可按工作臺形式分成單立柱十字工作臺型和雙立柱型（俗稱龍門型）。往復(fù)走絲電火花線切割機床的走絲速度為6～12m/s，是我國獨創(chuàng)的機種。自1970年9月由第三機械工業(yè)部所屬國營長風(fēng)機械總廠研制成功“數(shù)字程序自動控制線切割機床”，為該類機床國內(nèi)首創(chuàng)。1972年第三機械工業(yè)部對工廠生產(chǎn)的CKX數(shù)控線切割機床進行技術(shù)鑒定，認為已經(jīng)達到當(dāng)時國內(nèi)先進水平。1973年按照第三機械工業(yè)部的決定，編號為CKX?—1的數(shù)控線切割機床開始投入批量生產(chǎn)。1981年9月成功研制出具有錐度切割功能的DK3220型的坐標(biāo)數(shù)控機，產(chǎn)品的最大特點是具有1.5度錐度切割功能。完成了線切割機床的重大技術(shù)改進。隨著大錐度切割技術(shù)逐步完善，變錐度、上下異形的切割加工也取得了很大的進步。大厚度切割技術(shù)的突破，橫剖面及縱剖面精度有了較大提高，加工厚度可超1000mm以上。使往復(fù)走絲線切割機床更具有一定的優(yōu)勢。同時滿足了國內(nèi)外客戶的需求。這類機床的數(shù)量正以較快的速度增長，由原來年產(chǎn)量2～3千臺上升到年產(chǎn)量數(shù)萬臺，目前全國往復(fù)走絲線切割機床的存量已達20余萬臺，應(yīng)用于各類中低檔模具制造和特殊零件加工，成為我國數(shù)控機床中應(yīng)用最廣泛的機種之一。但由于往復(fù)走絲線切割機床不能對電極絲實施恒張力控制，故電極絲抖動大，在加工過程中易斷絲。由于電級絲是往復(fù)使用，所以會造成電極絲損耗，加工精度和表面質(zhì)量降低。
1.2國外電火花線切割機的發(fā)展
國外電火花線切割機床的發(fā)展,在原則上離不開三大趨勢,即高速度化,高精度化，表面自動化。未來經(jīng)濟型機床也是一個發(fā)展趨向。在高速度化方面日本走在前列,各廠家均有鼓高生產(chǎn)率在250一300mm/min的機床,例如三艾電機公司的標(biāo)準(zhǔn)型DWCH系列機床、經(jīng)濟型DWC(招系列機床生產(chǎn)率均為25Omm/min，高速型DWC汀系列機床最高生產(chǎn)率達300mm/min,80年代后,瑞士AGIE公司配備HMC電源的ACPsrint系刊機床,90年代初Charmilles公司的ROBOFIL1000系列機床最大生產(chǎn)率均達到300mm/min。目前的電火花線切割機,幾何精度與運動精度均已達到了極高的程度:全行程定位精度2一3m,重復(fù)定位精度2m,加工精度2～3m,為了保證這些精度長時間不變,各生產(chǎn)公司做了不懈的努力,采取了一系列的保護措施。AGIE公司的AC系列機床,盡管功能差異不小,但機床的機械結(jié)構(gòu)卻大體相同.與同類機床相比,其凈重量約為其他機床的二倍,重量的增加主要是考慮了機床結(jié)構(gòu)的力學(xué)和熱學(xué)性能。AG一200D機床采用框架式結(jié)構(gòu),即是為了加強走絲機構(gòu)的剛性。機床精度的變化對加工精度的影響是不言而喻的,AGIE公司采取了統(tǒng)一溫度場措施,其機床裝有兩套冷卻溫控系統(tǒng),分別控制加工區(qū)與U、V軸的溫度,及電源箱、機床與室溫的空氣冷卻。兩套系統(tǒng)通過溫度計進行調(diào)整,使溫差不超過1℃。由電極絲的滯后,在角度加工時會產(chǎn)生塌角誤差,特別在小角度與小圓弧切割時表現(xiàn)更為明顯,AGIE公司在這方面擁有稱為Piolt的專利技術(shù)。它利用一套光學(xué)系統(tǒng)測量電極絲受力后的彎曲量，由CNC系統(tǒng)進行補償,其分辨率為2μm.采樣頻率每秒15次，這樣不僅提高了角加工精度,而且使加工速度比一般的拐角對策提高60%,現(xiàn)已運用到AC20-70系列機床上。為保證加工的高精度,Charmilles公司的ROBOFIL300/310機床采用高質(zhì)量的機床鑄件,滾柱軸承單程V型導(dǎo)軌,直流電機直接拖動,光柵位移全封閉。其進給系統(tǒng)設(shè)有超載保證措施,還把運動軸全部移到立柱線架上,工件不動。這就有效解決了因載荷位置變化而可能引起的變形。另外機床基座采用人造花崗石,其絕緣阻抗高,不吸水,耐腐蝕,收縮仁極小,彈性模量小而抗壓強度高,諧振頻率低,特別適合于精密機床的基座。SODICK公司線切割機的重要部件如線臂支架、工作臺面的定盤、工件支架、導(dǎo)絲機構(gòu)等均廣泛采用精密陶瓷材料制作,實現(xiàn)了高剛性及極小的熱變形。人造陶瓷由該公司陶瓷事業(yè)部開發(fā)生產(chǎn),其電絕緣性極高,能長期維持線切割放電加工所要求的高絕緣阻抗,穩(wěn)定性非常好。三菱公司的機床也有類似的結(jié)構(gòu)。由于電源小的電解作用,切割表面會產(chǎn)生變質(zhì)層,直接影響表面質(zhì)量,影響加工精度。為了解決這個問題,SODICK公司推出了BS電源,無電解作用的電源,可以提高工件表面的硬度，延長模具壽命。以上這些均有效地保證了加工的高精度?？傊?，為了保證加工的高精度，各公司無論是從機床本體的高剛性與穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、新型材料的使用、溫度的控制、拐角對策、無電解作用電源的應(yīng)用,還是從微步驅(qū)動技術(shù)浸水加工方式等方面均投入了巨大的人力物力,同時也取得了顯著的效果。在高自動化方面,32位機的使用使運算速度大大提高,控制內(nèi)容極為豐富,為用戶提供了更大的裕度。以三菱電機公司的機床為例,進給當(dāng)量由0.5m/脈沖減至0.1m/脈沖,控制軸由四軸增至六軸,程度存貯量由3.9米紙帶增至260米紙帶,程序號設(shè)定由9999條增至99999999條,等等。此外還增加了報警、起始孔計算、漢字顯示、自動繪制正在加工的圖形、微小連接等20個功能。另外如AGIE公司的AGIEPICK自動卸料機械手,AAGIEjet自動預(yù)孔加工裝量等附件的配備都使機床自動化更趨完善。目前,國外線切割機還有向“不降低加工性能,降低造價”方向發(fā)展的趨勢,如日本兄弟公司的HS-3600型、FANUC公司的a-oa型、SODICK公司的A-300W型等機床,在這方面都有突出成就。
1.3國內(nèi)電火花線切割機的發(fā)展
國外電火花線切割機各生產(chǎn)公司為提高本公司產(chǎn)品的高品質(zhì)不遣余力,對國內(nèi)同行產(chǎn)生了巨大的促進作用,近幾年來,我國電火花線切割機也取得了迅速發(fā)展。在結(jié)構(gòu)方面,國內(nèi)廠家均已普遍重視機床的機械剛度,已開始采用高強度耐磨鑄鐵,經(jīng)過二次低溫回火,消除內(nèi)應(yīng)力,提高機床剛度。有些機床還采用了低床身設(shè)計,跨距可調(diào)整線架,改進調(diào)節(jié)方式,提高了調(diào)節(jié)精度和線架自身的剛性,同時也使操作更為方便。不少廠家開發(fā)了四聯(lián)桿裝置,不但上、下導(dǎo)輪可聯(lián)動,而且可同步偏擺,使電極絲始終保持在導(dǎo)輪槽對稱平面內(nèi),不發(fā)生單側(cè)刮擦,從而擴大了切割錐度的范圍。其切點變化引起的加工誤差,由計算機軟件予以補償,同步偏擺也使切割大錐度時,噴水方向始終與電極絲走向一致,例如成都無線電專用設(shè)備廠`的DK7725-CT15O,新火花公司的SPKW250H等,切割錐度都已達16-20。許多廠家也不再強調(diào)電極絲的單一的高速,絲速降低雖然會降低加工速度,但可使振動減弱,機械壽命延長,換向無效工時減少,綜合效益未必低于單一的高絲速?？熳呓z機床電極絲張力,直接影響到放電加工穩(wěn)定性及切割精度,杭州無線電專用設(shè)備廠、蘇州三光公司、北京電加工機床廠、新火花公司等均采用了三導(dǎo)輪重錘式緊絲器,可初步改善電極絲逐漸變松馳和絲筒上下不同處絲有松有緊的現(xiàn)象,提高了放電加工的穩(wěn)定性及切割精度。對于塊走絲時絲的振動,可用加裝電極絲定位限幅器的方法來隔離和緩解。例如深圳福斯特公司的DK7725機床,使用V型快及紅寶石圓棒組成定位限幅器,電極絲從中通過,該裝置在進行多次切割時尤為重要。北京市電加工研究所的DK7732C機床,采用金剛石三塊式可開合結(jié)構(gòu)的定位限幅器,在工作時每塊聚晶金剛石保持與電極絲虛接觸,起到定位限幅作用。實驗證明,使用該裝置后,切割正八方棱柱體,對邊尺寸精度由平均0.012mm提高到0.008mm,而且切割大厚度工件時不易斷絲,但不能適用于大錐度的切割。上海第八機床廠作為電火花線切割機的專業(yè)生產(chǎn)廠家,近幾年來在新技術(shù)的應(yīng)用、新產(chǎn)品的開發(fā)上也做了不懈的努力,取得如下一系列成績。1990年研制成功DK7732電火花線切割機,其控制柜中采用XK-80A-AA微型計算機線切割機床控制系統(tǒng),它由專用單板計算機、接口板、直流穩(wěn)壓電源、專用鍵盤、操作控制鍵盤及屏幕顯示器CRT組成,帶有電報機頭一臺,步進電機驅(qū)動電源,可進行完整的中文人機對話、自動偏程。它還具有鑰絲校直、顯示切割軌跡和坐標(biāo)、間隙補償、縮放切割、自動定中心、短路回退、自動回原點、斷電保護、檢查和修改指令、旋轉(zhuǎn)角度等功能。其高頻脈沖電源為上海市科技攻關(guān)獲獎項目,各項加工工藝指標(biāo)均達到了當(dāng)時國內(nèi)先進水平。機床采用可調(diào)升降式線架,并帶有鑰絲張緊機構(gòu),切割厚度為200mm。DK7732電火花線切割機性能優(yōu)異,操作方便,榮獲1990年匕海市優(yōu)秀新產(chǎn)品三等獎，1991年大批量投產(chǎn)。1991年開發(fā)了DK7725機床,其控制柜采用DK7732的控制柜SBJCUT-4；機床采用可調(diào)開檔高線架結(jié)構(gòu),切割厚度大；直線滾動導(dǎo)軌和精密絲杠保證了高精度傳動；大理石工作臺面絕緣性好,剛性高,熱變形小,使加工更穩(wěn)定,加工精度更高。1992年底開始研制新的控制柜SBJCUT-6,它采用了先進的工BM-PC386微機控制系統(tǒng),CRT彩顯可進行人機中文對話,使用操作極為方便,還具有鑰絲校直,動態(tài)跟蹤圖形顯示、局部視圖具有智能自動聚焦特點,全自動鑰絲短路回退,動畫顯示X、Y、U、V四座標(biāo)值,間隙補償,旋轉(zhuǎn)任意角度正、反序切割,縮放切割等等功能。其自動編程采用了榮獲93中國高新技術(shù)、新產(chǎn)品博覽會銀質(zhì)獎的YH繪圖式線切割自動編程系統(tǒng),只要按圖紙標(biāo)注尺寸輸入,即可自動編程,徹底摒棄了傳統(tǒng)編程系統(tǒng)中順圓、逆圓、拐點、相切、相交、走向等需硬記的規(guī)則；只用鼠標(biāo)器就可完成全部編程,實現(xiàn)了所見即所得；圖形顯示賞心悅目,全中文提示,具有自動尖角平滑,非圓擬合,齒輪生成,大圓弧處理,跳步模自動生成,加工面積自動計算,三維造型等功能。配用SBJCUT-6控制柜的DK7732-1電火花線切割機榮獲了1993年上海市優(yōu)秀新產(chǎn)品三等獎。1994年整個機床行業(yè)處于不景氣狀態(tài),功能優(yōu)異價格高的機床受到了冷落,在江浙一帶廣大的模具之鄉(xiāng)迫切需要的是價廉而主要功能具備的經(jīng)濟型電火花機床。鑒于此種實際情況,上海第八機床廠開始了經(jīng)濟型電火花線切割機DK7725A的研制,床身采用了新結(jié)構(gòu),提高了剛性,降低了成本,控制部分采用單片機,機床電氣實現(xiàn)無聲換向,一切以主要功能齊全、價低廉、高可靠性為宗旨,終于在九月份研制成功,樣機已被用戶訂購。因其價格低于其它同類產(chǎn)品,深信今年市場上必有它的一席之地。就國外電火花線切割機制造廠家而言,目前已進人了一個比較穩(wěn)定的成長期,線切割的加工速度在目前這種加工方式和條件下再要大幅度提高是較困難的,但可以預(yù)見現(xiàn)時的加工精度、速度、光潔度以及操作性能、機床的功能等都不會就此止步。堅信國內(nèi)外差距必將縮小,經(jīng)過一代人甚至幾代人的努力,我們定能趕超上去,在全球范圍內(nèi)共創(chuàng)電火花加工工業(yè)輝煌的明天。
2中走絲線切割機背景及開展研究的意義
2.1中走絲線切割機的背景
隨著模具工業(yè)的發(fā)展,精密模具制造的比重愈來愈大,迫切要求電火花線切割加工不僅要速度快,而且要有尚佳的加工表面質(zhì)量和較高的加工精度。為滿足廣大用戶需要,單向(低速)走絲電火花線切割機床在20世紀(jì)60年代就采用了多次切割技術(shù),即第一次切割用較大的電規(guī)準(zhǔn)進行高速粗切割,然后逐步采用精規(guī)準(zhǔn)和精微規(guī)準(zhǔn)進行第二次、第三次甚至第四次切割修光,以獲得理想的加工表面質(zhì)量和加工精度。低速走絲電火花線切割機床采用多次切割技術(shù)的結(jié)果表明,多次切割是解決線切割加工速度與加工表面質(zhì)量矛盾、獲得較高綜合工藝效果的有效辦法。幾乎就在低速走絲電火花線切割機床推廣應(yīng)用多次切割技術(shù)的同時,有關(guān)技術(shù)人員也在高速走絲機床上進行了大量的多次切割試驗,雖取得了不少研究成果,但直至20世紀(jì)末仍無一家在生產(chǎn)中真正得到應(yīng)用。難于在商品化電火花線切割機床上實現(xiàn)多次切割的主要原因是:在電極絲高速移動的情況下,運絲系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,電極絲的空間形位變化異常,使前后二次切割的空間位置無法重疊,加上高速走絲的往返切割條紋明顯,要推廣應(yīng)用多次切割技術(shù)十分困難。
上海大量電子設(shè)備有限公司經(jīng)過幾年的努力,于2002年5月在第九屆中國國際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會上展出了能實現(xiàn)無條紋切割和多次切割的商品化TP系列高速走絲電火花線切割床。3次切割后的尺寸差Δ≤0.006 mm,加工表面粗糙度Ra≤1μm,其加工質(zhì)量明顯高于其他高速走絲電火花線切割機床,并接近于一般的低速走絲電火花線切割機床,從而引起了眾多制造商和用戶的注意。此類機床后來逐步被用戶稱之為“中走絲”機床。而所謂的“中走絲”機床,并非走絲速度介于高速走絲與低速走絲之間,而是指加工質(zhì)量介于高速走絲與低速走絲之間。嚴(yán)格來說,把那些能實現(xiàn)無條紋切割和多次切割的電火花線切割機床稱之為“中走絲”是不夠科學(xué)的。被廣大用戶稱為“中走絲”的TP系列電火花線切割機床與其他高速走絲機床的結(jié)構(gòu)基本一樣,走絲速度也是2～11 m s,走絲的形式仍為往復(fù)雙向走絲。所不同的僅僅是應(yīng)用了某些自主開發(fā)的專利技術(shù),能實現(xiàn)無條紋切割和多次切割,使電火花線切割加工質(zhì)量有顯著提高。
2.2中走絲線切割機開展研究的意義
2.2.1中走絲機的機床精度與工藝效果
根據(jù)GB/T 7926-2005電火花線切割機精度國家標(biāo)準(zhǔn)要求，TP系列中走絲電火花線切割機進行了大量的切割工藝試驗。工件為40mm厚的Cr12正八棱柱（對邊距28mm），3次切割后的加工質(zhì)量如表1所示。
序
號
檢測內(nèi)容
GB/T7926-2005
高速走絲機要求
TP-40
中走絲線（三次切割）
JB5543-1991
低速走絲機要求
1
工作臺移動直線度(mm)
0.015/500
≤0.012/500
0.011/300
2
工作臺移動垂直度（mm）
0.020/500
≤0.008/500
0.002/200
3
雙向定位精度（mm）
0.02/500
≤0.015/500
0.012/300
4
單向重復(fù)定位精度（mm）
0.01/500
0.005/500
0.002/300
5
縱剖面上的尺寸差（mm）
0.012
≤0.003
≤0，012
6
橫剖面上的尺寸差（mm）
0.015
≤0.006
≤0.015
7
加工尺寸誤差（mm）
±0.01
±（0.005-0.008）
±0.005
8
加工表面粗糙度值Ra（mm）
≤Ra2.5
≤Ra（0.6-2.1）
≤Ra0.5
9
最大切割速度（mm2/min）
100
150
160
從中不難得出如下結(jié)論：
（1）能進行多次切割的中走絲電火花線切割機，不僅其機床制造精度比較高，而且切割來的零件尺寸公差和表面質(zhì)量都能明顯高于GB/T 7926-2005國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高速走絲機精度要求。
（2）能進行多次切割的中走絲電火花線切割機，其機床制造精度和切割工藝效果都接近于JB5543-1991標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低速走絲機精度要求。
（3）多次切割不僅能提高加工表面質(zhì)量，消除往返切割條紋。而且可以解決一次切割時的材料變形影響，有利于提高加工精度。
（4）采用全閉環(huán)（或者說雙環(huán)控制）控制后中走絲機，能實現(xiàn)齒隙補償、螺距補償及絲徑補償，提高中走絲機的機床定位精度和加工精度。
（5）能獲得較高的切割速度。在中走絲機的開發(fā)初期，人們比較關(guān)心加工精度和加工表面質(zhì)量，而忽視切割速度。那時的平均切割速度一般只有15～20mm/min；現(xiàn)在對高頻脈沖電源、跟蹤進給控制方式以及線切割工作液作了某些改進后，可以提高線切割總平均速度，試驗時的總平均切割速度已達到30mm/min以上，即第一次切割速度為150mm/min，第二次切割速度為80～90mm/min，第三次切割速度為100mm/min上下。
2.2.2 中走絲機的應(yīng)用成本低
電火花線切割加工應(yīng)用成本，包括機床設(shè)備折舊分攤成本、加工消耗、人員費用及管理成本等，如表2所示。
（1）中走絲電火花線切割機價格低。中走絲電火花線切割機的市場價大約為低速走絲電火花線切割機的五分之一，即買一臺低速走絲電火花線切割機的錢可以買5臺中走絲電火花線切割機。這樣在計算加工成本時，低速走絲電火花線切割機的設(shè)備折舊分攤成本為15～30元/h，而中走絲電火花線切割機只有3～6元/h。
（2）中走絲機加工消耗低。電火花線切割機的加工消耗，主要是電極絲、工作液（去離子水、乳化液等），其次是導(dǎo)向器件和過濾器，還有人工費和電費。低速走絲電火花線切割所用的銅絲是單向移動一次使用，按每卷5kg用20h計算，每小時需消耗17.5元；中走絲機用的鉬絲是反復(fù)使有，按上一次絲200m使用20h計，每小時需消耗僅3元。工作液的消耗相差不大，低速走絲機約1.5元/h，中走絲機約1.0元/h；低速走絲機耗電約3元/h，中走絲機為1.5元/h。其它消耗較低，所占的比重有限。在不計人工及管理費用情況下，中走絲機消耗不到6元/h，低速走絲機則超過23元/h。
3研究方法、內(nèi)容 及預(yù)期目的
3.1研究方法、內(nèi)容
3.1.1新型走絲系統(tǒng)的原理
該走絲系統(tǒng)裝置如圖2-1所示由雙儲絲筒和使儲絲筒轉(zhuǎn)動的兩個電動機組成，而且每個儲絲筒連接一個磁粉制動器,通過磁粉制動器對放絲儲絲筒施加制動力矩。當(dāng)儲絲筒處于收絲狀態(tài)時,與此儲絲筒相連接的電動機工作,提供動力轉(zhuǎn)矩,與之連接的磁粉制動器斷電,處于不工作狀態(tài)；與此同時另一個儲絲筒處于放絲狀態(tài),與它相連接的電動機斷電處于不工作狀態(tài),與此儲絲筒相連接的磁粉制動器處于通電勵磁工作狀態(tài),提供阻力轉(zhuǎn)矩,使電極絲處于張緊狀態(tài)。
一般地，快走絲線切割機床走絲速度快，換向時間短，加工過程中存在豎向條紋，這種新型走絲系統(tǒng)，采用分層的設(shè)計，可實現(xiàn)在較小的儲絲筒上纏繞1000多米的電極絲，換向時間大大的延長了，可延遲換向條紋的產(chǎn)生。
3.1.2主要零部件設(shè)計
設(shè)計中的電機轉(zhuǎn)速為1440r/min，走絲速度為7～12m/s。
（1）儲絲筒設(shè)計
儲絲筒的作用主要是使電極絲按照一定的速度運行,并將電極絲按照一定的間距整整齊齊的排列在儲絲筒上。由于本設(shè)計采用的是雙儲絲筒的走絲系統(tǒng),為了減少機床體積,儲絲筒采用螺紋聯(lián)結(jié)的固定方式,儲絲筒只起到繞絲的作用。將儲絲筒固定在傳動主軸上。
確定儲絲筒選用的材料，絲筒半徑及絲筒長度，計算單圈繞絲長度最低值。
（2）主軸的設(shè)計
電動機的轉(zhuǎn)矩通過主軸傳遞,主軸再帶動儲絲筒做高速旋轉(zhuǎn)運動,主軸需要承受一定的轉(zhuǎn)矩,而且需要頻繁的正反轉(zhuǎn),主軸需要承受較大的剪切力和較高的強度且由于軸上要裝配的零件有聯(lián)軸器、同步帶輪和法蘭盤等等零件,所以對主軸進行設(shè)計。
確定主軸選用材料，計算主軸的剛度及強度及相關(guān)力學(xué)校核，選用軸鍵的類型，做出主軸設(shè)計圖。
（3）同步帶的設(shè)計
同步帶傳動結(jié)合了帶傳動和鏈傳動的優(yōu)點①無滑動,能保證穩(wěn)定的傳動比；②預(yù)緊力較,軸和軸承上所受的載荷?。虎蹘У暮穸刃?單位長度的質(zhì)量也小,因此線速度高。所以本文選擇同步帶作為將主軸的動力傳遞到排絲絲杠上的傳遞件。
計算同步帶齒輪模數(shù)與直徑，計算傳動比及其余相關(guān)參數(shù)。
(4) 排絲部分的設(shè)計
根據(jù)機械設(shè)計相關(guān)知識，設(shè)計排絲絲杠相關(guān)參數(shù)。并且在工作過程中排絲絲杠軸向不承受載荷，只用于傳動。
3.2研究預(yù)期及目
（1） 了解走絲裝置的工作原理；
（2） 根據(jù)走絲裝置的工作原理，擬定總體設(shè)計方案；
（3） 利用機械設(shè)計等的相關(guān)知識,對走絲機構(gòu)中主軸、儲絲筒、排線絲杠、同步帶等的關(guān)鍵部件,根據(jù)機械設(shè)計的相關(guān)知識,對這些關(guān)鍵零部件進行了初步的設(shè)計。
4 進度安排
2014下半學(xué)年
第10周:查閱國內(nèi)外關(guān)于線切割機床的情況，以及相關(guān)文獻資料。
第 11周:根據(jù)任務(wù)書要求，完善本次開題報告內(nèi)容。
第 12周:進一步收集關(guān)于線切割機床的資料，明確線切割機床的組成結(jié)構(gòu)，并完成兩篇篇外文翻譯。
第 13周:進入設(shè)計階段，完成走絲裝置的設(shè)計方案想法。
第 14周:走絲系統(tǒng)的設(shè)計。
第 15周:設(shè)計并完成走絲裝置各零部件及相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，完成走絲方案設(shè)計。
第 16周:確定走絲系統(tǒng)方案設(shè)計的可行性。
2015上半學(xué)年
第1周:繪制零件圖。
第2-4周:修改并完善零件圖。
第5-7周:繪制裝配圖。
第8-10周:修改并完善裝配圖。
第11-13周:工藝設(shè)計。
第14周:：檢查論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
第15周:畢業(yè)答辯。
參 考 文 獻
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指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字：
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