线切割三维手动工作台设计毕业论文.doc

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成都工业学院（论文）

成都工业学院

毕业设计（论文）

设计（论文）题目：

线切割三维手动工作台

系部名称：

机电工程系

学生姓名：

专业：

数控技术

班级：

学号：

指导教师：

答辩组负责人：

2014年5月

摘要

本次我设计的是线切割三维手动工作台，毋庸置疑我设计的就是通过手动来实现零件加工的。

现在的线切割机床大部分都已经实现了自动化，与自动化的线切割机床相比，手动机床制造成本很低，结构比较简单，在而且也更加节约能源。

现在的线切割机床加工灵活性较差，加工斜面和曲面的时候不够精确，为生产过程中造成很大的麻烦。

而本次设计的线切割机床适应能力强，能进行两坐标旋转。

将工作台的移动代替电极丝的移动，加工更方便精度更高，特别适合曲面和斜面的加工，为加工带来了很多便利。

这个工作台能实现两轴联动，能提高线切割机床的工件加工能力，极大的弥补了线切割加工机床在生产过程中的局限性与不足。

使得在加工过程中，减少加工过程所使用的时间，提高了生产效率。

关键词：

手动

工作台

两坐标

联动

Ⅰ

Abstract

ThistimeIdesignediscuttingthree-dimensionaltablemanually,needlesstosayIdesignisachievedthroughmanualmachining.Arewire-cuttingmachineismostlyalreadyautomated,comparedwithautomaticwirecuttingmachine,manualmachinetoolmanufacturingcostsarelow,thestructureisrelativelysimple,butalsomoreenergyefficient.WireEDMmachiningismuchlessflexiblenow,processingofbevelandtheimprecisionofthesurface,causingalotoftroublefortheproductionprocess.Wirecuttingmachineofthisdesignadaptability,twocoordinatescanrotate.Tomovethebenchinsteadofthewiremoves,processmoreconvenientandhigheraccuracy,particularlysuitableformachiningofcurvedandbevel,bringalotofconvenienceforprocessing.Workbenchtoachieveitstwoaxes,canenhancethemachiningwireEDMmachinecapabilities,greatwedmmachinetooltomakeupforthelimitationsanddeficienciesintheproductionprocess.Duringprocessing,reduceprocessingtimeusedbytheprocess,andimprovesproductionefficiency.

Keywords:

hand-machine

workingsurfaceoftable

twocoordinates

linkage

Ⅱ

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章绪论 1

1.1简要概述 1

1.2线切割机床的发展历程 1

1.3线切割机床的组成 2

1.3.1机械部分 2

1.3.2电气部分 3

1.3.3工作液系统部分 3

1.4线切割的加工原理 3

1.5线切割机床的分类 4

1.5.1往复走丝电火花线切割机床 4

1.5.2低速走丝线切割机床 5

1.5.3单向走丝电火花 5

1.5.4立式自旋转电火花线切割机床 5

第二章刻度盘的设计 7

2.1设计背景 7

2.2量具的主要功能 7

2.3量具的分类 7

2.4维护和保养工作 7

2.5量具的设计 8

第三章齿轮的设计 8

3.1齿轮传动的特点和类型 8

3.1.1齿轮传动的特点 8

3.1.2齿轮传动的类型 9

3.2内啮合齿轮设计 9

3.2.1选择齿轮材料及精度等级 9

3.2.2齿数传动比齿宽系数 9

3.2.3齿轮几何尺寸的计算 9

3.2.4计算齿轮的中心距 9

3.3外啮合齿轮设计 10

3.3.1选择齿轮材料及精度等级 10

3.3.2齿数传动比齿宽系数 10

3.3.3齿轮几何尺寸的计算 10

3.3.4计算齿轮的中心距 10

第四章轴及轴上零件的设计 10

4.1轴 10

4.1.1轴的类型及功用 10

4.1.2轴的结构设计 11

4.1.3提高轴的强度的常用措施 12

4.1.4轴的结构工艺性 12

4.1.5轴的设计步骤 13

4.1.6轴的结构设计 13

4.2轴承 14

4.2.1轴承的概念 15

4.2.2轴承的类型 15

4.2.2轴承的选择 19

4.3键的选择 19

4.3.1键的作用 19

4.3.2键的分类 19

4.3.3各类键的特点 19

4.3.4键的选择 21

第五章绘制二维装配图 21

5.1简介 21

5.2AutoCAD的应用 21

5.3AutoCAD的特点 21

5.4绘制工作台总装图 22

第六章建立三维实体模型 26

6.1三维模型介绍 26

6.1.1概述 26

6.1.2三维模型的分类 26

6.2UG的介绍 27

6.2.1简介 27

6.2.2UG的主要功能 27

6.3建立UG模型 29

6.4UG模型的装配 32

6.5装配仿真 42

6.6运动仿真 44

参考文献 49

第一章绪论

1.1简要概述

　线切割机床（WirecutElectricalDischargeMachining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。

线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。

其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。

在这个阶段，两板间形成电流。

导致粒子间发

生无数次碰撞，形成一个

等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。

线切割机主板（916EM）

　　然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。

然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。

电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机（ReciprocatingtypeHighSpeedWirecutElectricalDischargeMachining俗称“线切割机床”）、低速单向走丝电火花线切割机（LowSpeedone-waywalkWirecutElectricalDischargeMachining俗称“慢走丝”）和立式自旋转电火花线切割机（VerticalWireElectricalDischargeMachiningmachinetoolWithRotationWire）三类。

又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型（俗称龙门型）。

1.2线切割机床的发展历程

控制系统自20世纪60年代后期至70年代中期，我国高速走丝线切割机床的数控系统专用工控机，采用晶体管分立元件组成门电路，再由门电路组成寄存器、输入控制器、运算器、输出控制器等，加工程序则通过扳键开关手工输入，或通过光电阅读机从穿孔纸带读入，采用辉光数码管和氖灯显示计数长度以及X、Y坐标值（二进制）。

进入20世纪70年代后期，数控系统已过渡到以中、大规模集成电路芯片为主的电路。

基本原理和结构虽然未改变，但功能得到加强，可靠性也提高了。

它的输入仍然有手工输入（扳键或按键）和纸带输入（电报机头）两种方式，指示有荧光数码管和发光二极管形式。

该类产品一直到80年代末都在使用。

随着单板微型计算机（将CPU、RAM、ROM、输入输出接口装在一块印制电路板上的计算机，简称单板机）的出现，高速走丝线切割机控制器大量使用以Z-80为微机处理器的单板机，真正实现了功能强、价格的目标。

对于简易数控系统来说，这是一个辉煌的时期，在其它相关行业的发展促进下，使数控高速电火花线切割机得到了迅速的普及。

　　到20世纪90年代，数控系统以8051系列单片机的控制器都具有图形缩放、齿隙补偿、短路回退、断丝保护、停电记忆、自动对中、加工结束自动停机等功能，并有锥度切割功能。

带显示器的编程、控制一体机也已开始使用，只是所编制的程序，不能直接传输到其它控制台上，但有配备打印机、纸带穿孔机等外部设备，而且也只能控制单台机床。

随着计算机的迅速发展和普及，采用台式微型计算机（包括工控机），能够控制分别独立工作的几台机床。

在允许数量范围内，增加机床只需增加控制卡。

各机床的工作状态，可通过切换画面分别监视。

这样不仅节约了控制系统的成本，又利用了计算机强大的数据存取能力。

自动编程系统功能在不断增强，编程方式也多种多样，有指令输入、作图法、扫描法、CAD文档转换等，还可通过U盘、网络等接口、通信进行数据交换。

避免了手工输入程序、绘图低效率和带来的差错。

　　快走丝线切割技术的发展已走向明朗化，在保持往复走丝线切割优点的基础上，不断的探索和研究，把新的理论、新的方法，应用到新的系统中。

新一代控制系统将会更稳定、更实用、更简单、更方便。

1.3线切割机床的组成

数控线切割机床由机械、电气和工作液系统三大部分组成。

1.3.1机械部分

线切割机床机械部分是基础，其精度直接影响到机床的工作精度，也影响到电气性能的充分发挥。

机械系统由机床床身、坐标工作台、运丝机构、线架机构、锥度机构、润滑系统等组成。

机床床身通常为箱式结构，是提供各部件的安装平台，而且与机床精度密切相关。

坐标工作台通常由十字拖板、滚动导轨、丝