毕业设计毕业论文全套含图dk7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统

毕业设计毕业论文全套含图dk7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统内容摘要：

（ 2）前后支承用双列短圆柱磙子轴承来承受径向负荷，用安装在主轴前端的双向向心推力球轴承来承受轴向负载。 这种结构刚性较好。 （ 3）前轴承用单列向心推力球轴承，背靠背安装，由 2到 3个轴承组成一套，用以承受径向和轴向负载；后轴承用双列短圆柱磙子轴承。 这种结构适应较高转速、较重切削负载，主轴精度较好。 但所承受的轴向负载较前两种结构小。 （ 4）前后支承采用成组单列向心推力球轴承，用以承受径向和轴向负载。 这种结 构适应高转速，中等负载的数控机床。 在中、小规格的数控机床上采用这种机构较多。 本设计主轴所采用的轴承支承方式为第四种。 2．主轴组件的调整和预紧 滚动轴承的预紧是采用适当的方法是滚动体和内外套圈之间产生一定的预变形而带伏负游隙运行。 预紧的目的是增加轴承的刚度，提高旋转精度，延长轴承寿命。 按预载荷的方向可分为轴向预紧和径向预紧。 而角接触球轴承主要是轴向预紧，这可明显提高轴向刚度。 三、进给传动设计 （一）进给传动运动设计 1．脉冲当量和传动比的确定 （ 1）脉冲当量的确定 目前，常用脉冲编码器兼作位置和速度 反馈。 步进电机每转一转传感器发出一定数量的脉冲，每个脉冲代表电机一定脉冲，每个脉冲代表电机一定的转角。 步进电机是一种电脉冲控制的特种电机，对于每一个电脉冲步进电机都将产生一个恒定的步进角位移， 第 23 页 共 70 页 23 每一个脉冲或每步的转角称为步进电机的步距角 ]/[ 脉冲b ，可由选用的步进电机型号从技术数据表中查出。 因此，每脉冲代表电机一定的转角，这个转角经齿轮副和滚珠丝杆使工作台移动一定的距离。 每个脉冲所对应的执行件（如工作台 0 的移距，称为脉冲当量或分辨率，记为 p ，单位 mm/脉冲。 应根据机床或工作台进给系统所要求的定位精度来选定脉冲当量。 考虑到机床传动系统的误差存在，脉冲当量必须大于定位精度值。 此次设计的电火花成型机床定位精度的设计要求是  ，根据该精度要求可确定脉冲当量为 脉冲/ mmp 。 （ 2）传动比的确定 设传动副的饿传动比为 i ，若为一级传动，则1221 zznni  ， 11,zn 为主动齿轮的转速和齿数， 22,zn 为从动齿轮的转速和齿数。 若为多级传动，则 i 为总传动比。 对于步进电机，当脉冲当量 )/( 脉冲mmp 确定，并且滚珠丝杆导程 0L （ mm）和电机步距角 ]/)[(( 脉冲b 都也以初步选定后，则可用下式计算主轴系统的传动比 PObLi   360 =   =1 （二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核 1．滚珠丝杆螺母副的型号选择 （ 1）最大工作载荷计算 滚珠丝杆上的工作载荷 )(NFm 是指滚珠丝杆副在驱动工作台时滚珠丝杆所承受的轴向力，也叫做牵引力。 它包括滚珠丝杆的走刀抗力及与移动体中立和作用于道轨上的其 第 24 页 共 70 页 24 它切削分力相关的摩擦力，可用下列实验公式进行计算。 对于矩形道轨 )( GFFfKFF cVLm  式中： LF —— 工作台进给方向载荷 vF —— 工作台垂直载荷 CF —— 工作台横向载荷 G—— 移动部件的重力 K—— 考虑颠覆力矩影响的实验系数 F—— 考虑颠覆力矩影响的摩擦系数 对于滚动导轨； f=～ 由于电火花线切割是电极丝放电进行加工，可以认为 CVL FFF ., 近似为零 所以； fGFm 取 1000,  Gf Kg（估算） mF =fG=1000=5 (2)最大动载荷 C 的计算及主要尺寸初选 滚珠丝杆应根据断定动载荷 aC 选用，最大动载荷计算原理与滚动轴承相同。 滚珠丝杆的最大动载荷应用下式计算： 063 /1 0 0 0,10/60, LvnntLFfLC mm  式中： L—— 工作寿命，单位 10r6 n—— 丝杆转速，单位 r/min v—— 最大切削力条件下进给速度，单位 m/min 0L —— 丝杆基本导程，单位 mm 第 25 页 共 70 页 25 t—— 颌定使用寿命，单位 h，可取 t=15000h mf —— 运转状态系数，无冲击取 1～ ，一般情况 ～ 所以 mmFfLC 3 =  = n=1000v/ 0L =1000 100 =20r/min L=60nt/ 610 =610 24365102060  =（ min106 r ） C= mmFfL3 = 1  =33 根据以上计算选取 CBM3205— 5（《机械设计师手册》上） 2．滚珠丝杆的选型和校核 滚珠丝杆已由专门工厂制造，因此，不用我们自己设计制造，只要根据使用工况选择某种类型的结构，在根据载荷、转速等条件选定合适的尺寸型 号并向有关厂家订购。 此次设计中，滚珠丝杆被三次选用，故在这里只选取其中最重要的主轴传动中德望滚珠丝杆加以设计和校核。 其步骤如下： 首先对于一些参数说明如下： 轴向变载荷 iF （ N），其中 i 表示第 i 个工作载荷， i = 4„ n； 第 i 个载荷对应的转速 in （ r/min） 第 26 页 共 70 页 26 第 i 个载荷对应的工作时间 it （ h）； 丝杆副最大移动速度 min)/(max mmv ； 丝杆预期寿命 )(hLb ； （ 1）型号选择 1）根据使用和结构要求 选择滚道截面形状，查得螺母的循环方式和预紧方式； 2）计算滚珠丝杆副的主要参数 ①根据使用工作条件，查得载荷系数 df =，系数 js =； ②计算当量转速 dn dn = 2)( minmax nn  =2020 minr ③计算当量载荷 dF 3)2( m inm a x FFFd  =2333N ④初步确定导程 hP maxmax nVPh  = 400010000 = 取 mmPh 5 ⑤计算丝杆预期工作转速 nL dn nL 60 =120200 第 27 页 共 70 页 27 ⑥计算丝杆所需的颌定载荷 aC39。 31239。 10 ndda LFfC   =1 2333 10 312 120200 =1151N 3）选择丝杆型号 ①根据初选的 hP 和计算的 aC39。 ，选取导程为 5mm，颌定载荷大于 aC39。 的丝杆。 所选丝杆型号为。 其为外循环双管式、双螺母垫片预紧、导珠管埋入式系列滚珠丝杆。 ②临界转速校核 =122 321610cld =12226 630  =5970r/min 而最大工作转速 maxn =4000 =4776 校核合格。 ③滚珠丝杆的预紧 预紧力（ pF ）一般取当量载荷的三分之一或颌定动载荷的十分之一。 即： dp FF 31 =778N 其相应的预紧转矩 32 10)1(2   hpp PFT = 32 10)( 4778   = 第 28 页 共 70 页 28 (三 )步进电机的选用 步进电动机又称为脉冲电动机，是一种把电脉冲信号转换成与脉冲数成正比的角位移或直线位移的执行元件。 具有以下四个特点：①转速（或线速度）与脉冲频率成正比；②在负载能力允许的范围内，不因电源电压、负载、环境条件的波动而变化；③速度可调，能够快速启动、制动和反转；④定位精度高 、同步运行特性好。 数控电火花成型机的动力系统要求电动机定位精度高，速度调节方便快速，受环境影响小，且颌定功率小，并且可用于开环系统。 而 BF系列步进电动机为反应式步进电动机，具备以上的所有条件，我们选用的型号 90BF004 的电动机作为主运动的动力源。 选用时主要有以下几个步骤： 1．根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 （ 1）步距角 初选步进电机型号，并从手册中查到步距角 b ，由于 pbi L  3600 综合考虑，我初选了 ,1,  ib  可满足上式的要求。 （ 2）矩频特性 步进电机最大静转矩 maxjM 是指电机的定位转矩。 步进电机的名义启动转矩 mpM 与最大静转矩 maxjM 的关系是； maxjmp MM  步进电机空载启动是指电机在没有外加工作负载下的启动。 步进电机所需空载启动力矩按下式计算： 0MMMM kfkakq  第 29 页 共 70 页 29 式中： kqM —— 空载启动力矩； kaM —— 空载启动时运动部件由静止升速到最大快进速度折算到电机轴上的加速力矩； kfM —— 空载时折算到电机轴上的摩擦力矩； 0M —— 由于丝杆预紧折算到电机轴上的附加摩擦力矩； 而且初选电机型号时，应满足步进电动机所需空 载启动力矩小于步进电动机名义启动转矩，即： m a xjmpkq MMM  计算 kqM 的各项力矩如下： ①加速力矩 J = 22521 / iMRJJ   = 10 55   = mKg   mrvn p b a xm a x    2112m a x 101060 40002)(10602    tnJMkq =②空载摩擦力矩 039。    iLGfM kf 第 30 页 共 70 页 30 = mN ③附加摩擦力矩 )1(2 2020   iLFM YJ = )( 440 2  = mN 0MMMM kfkakq  =++ = mN maxjmq MM  = 25 = mN 2．启动矩频特性校核 步进电机有三种工况：启动、快速进给运动、工进运行。