【毕业论文】快走丝线切割机床的总体毕业设计说明书

模具制造是目前电火花线切割机床的主要作用，据统计，我国至少有的电火花线切割机床用于冲压模加工。

本题目设计种快走丝线切割机床，以满足应用要求。

基本参数如下四轴数控系统。

工作台轴全闭环控制丝轴垂直方向。

步进或伺服驱动。

工作台最大工作行程。

④丝轴垂直方向最大行程。

驱动速度。

位置控制精度。

重复精度。

本设计的目标及要求本设计任务结合科研课题，主要培养学生进行调查研究，收集分析和加工整理文献资料，正确使用设计资料进行机床产品设计计算应用软件进行计算机辅助三维设计工程制图技术文件编写的能力。

要求学生综合运用所学知识，分析和解决问题，完成设计任务。

毕业设计应完成以下工作量毕业实习，撰写毕业实习报告。

文献检索，查阅和收集资料文献检索，收集查阅文献资料篇以上，记录分析整理资料。

掌握快走丝线切割机床的工作原理使用条件存在的问题，设计方法及步骤。

线切割机床的设计计算。

应用进行线切割机床零部件和装配三维设计。

线切割机床主要零部件和装配体工程图全部图纸折合为零号图纸不少于张毕业设计说明书份万字左右，有英文题目和摘要。

整理归档毕业设计日志。

翻译与课题有关的外文资料，译文不少于字。

制作分钟内的毕业答辩多媒体课件。

快走丝线切割机床概述快走丝线切割机床技术现状具有我国特色的数控高速走丝电火花线切割加工技术自年代末研制成功以来，经过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普遍提高到以上，有的可达到，机床的加工精度为，工件的表面粗糙度为，因而可满足般模具加工和其他复杂零件制造的要求。

随着科学技术的发展，对各类产品的制造要求越来越高，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，加工精度可控制在若干微米以内。

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。

即使对形状复杂零件的加工，最高切割速度也可超过尺寸精度可达到表面粗糙度可达到多次切割。

机床的自动化程度高，加工稳定性好，已向无人化加工发展。

由于高低速走丝线切割加工采用不同的技术方案，无论是机床的结构，还是运丝系统或是加工条件都有很大的差异。

简单地对比机床的加工性能未必十分恰当，但排除价格因素，与低速走丝线切割加工技术水平相比，高速走丝线切割加工的精度功能工艺指标自动化程度等方面还有明显的差距。

随着科技的发展，对制造技术的要求越来越高，高速走丝线切割机面临相当严峻的形势，应加快发展机床新技术，运用新工艺，奋力赶上。

快走丝线切割机床加工技术的发展趋势高速走丝线切割机由于受到电极丝损耗机械部分的结构与精度进给系统的开环控制加工中工作液导电率的变化加工环境的温度变化及本身加工的特点如运丝速度快振源比较多导轮磨损大等因素影响，机床的加工精度有限。

以目前机床的现状，要在较短的时间内与低速走丝线切割机在加工精度方面进行竞争，困难是相当大的，而且研究开发的代价也会很高，机床的制造成本将大幅度提高，从现实和市场的角度来考虑都是不太适宜的。

因此，高速走丝线切割机的发展策略是扬长避短，以发展中低档机床为主，使机床向适当加工精度良好的加工稳定性和容易操作的方向发展，来满足不断发展的生产需要。

目前市场上高速走丝线切割机最大的优势在于拥有良好的性能价格比，机床的进步发展必须以此为基本出发点，不能过分强调机床加工精度，而忽视机床性能价格比的因素。

如违背这原则，机床制造商和用户都难以接受。

为在较短的时间内，使高速走丝线切割机的加工性能有较大的提高，在今后的发展中应优先注意以下方面的研究。

基于的数控系统的开发数控系统是数控机床的核心部分，其控制性能不仅直接影响机床加工的质量和稳定性，而且也是扩大机床加工范围实现复杂加工的重要手段。

目前，各国都非常重视数控技术的研究，将其作为实现制造技术突破性发展的个重点。

数控系统技术当前发展的个重要趋势是开放式数控系统。

其含义是数控系统的开发者在个统的体系结构下开发自己的产品，该体系结构是个广泛认可且透明的规范。

这种结构对电加工机床数控系统的重要性已非常明确了。

高速走丝线切割机要进止灰尘及杂质进入滚珠丝杠副，使用润滑剂来提高其耐磨性及传动效率等。

珠丝杠副的防护装置珠丝杠副常用的防护装置有可拉长缩短的螺旋弹簧刚套管波纹管以及防护套等。

防护套的形式有折叠式密封套伸缩套管和伸缩挡板。

其材料有耐油塑料人造革等。

滚珠丝杠副的密封珠丝杠副常用的密封圈主要有接触式和非接触式两种。

接触式密封圈材料般聚四氟乙烯或尼龙。

滚珠丝杠副的润滑滚珠丝杠副常用的润滑剂有润滑油和润滑脂两类。

润滑脂般在装配时放进滚珠螺母滚道内定期润滑，而使用润滑油时应注意经常通过注油孔注油。

般滚珠丝杠副的润滑剂用锂基润滑脂高温或温升要求严格时用汽轮机油，采用循环润滑和其他润滑方式。

电机的选择快走丝线切割机床对电机的要求快走丝线切割机床共有三个电机。

其中两个为拖板方向进给控制。

个为走丝装置的控制。

对电机要求如下性能密度大即功率密度和比功率大，电动机的功率密度。

电动机的比功率。

式中电动机的额定转矩，电动机转子的转动惯量，快速性好，即加速转矩大，频响特性好位置控制精度高调速范围宽低速运行平稳无爬行现象分辨力高振动噪声小适应起停频繁的工作要求可靠性高寿命长。

各类型电机的比较及选型目前，在机床伺服驱动系统中常用的驱动电机主要有直流伺服电动机交流伺服电动机步进电动机等。

步进电动机步进电机或称脉冲电动机，其功用是将脉冲电信号变换成相应角位移或直线位移。

这种电动机每输入个脉冲电信号，输出轴便转过个固定的角度，即向前迈进步。

步进电动机广泛应用于数控机床绘图机轧钢机钟表工业及自动记录仪表等方面。

优点位移量与输入电脉冲数有严格的对应关系，步距误差不会积累。

稳定运行时的转速与控制脉冲的频率有严格的对应关系。

控制性能好，在定的频率下，能按照脉冲的要求快速起停和反转。

改变控制脉冲频率，电动机的转速就随着变化，并可在很宽的范围内平滑调节。

控制系统简单，工作可靠，成本低。

缺点其控制精度要受到步距角的限制。

步进电动机般分为三类永久磁铁型可变磁阻型和混合型。

直流伺服电动机直流伺服电动机是通过电刷和换向器产生的整流作用，使磁场磁动势和电枢电流磁动势正交，从而产生转矩。

其电枢大多为永久磁铁。

直流伺服电动机有以下特点优点停电时可制动控制器简单小容量的成本低功率速率高响应能力指标可以实现高精度控制。

缺点需对整流子维护不能在高速大力矩下工作产生磨耗有粉尘。

直流伺服电动机般分为有槽铁心电枢型无槽平滑型铁心电枢型与无铁心型。

交流伺服电动机交流伺服电动机有以下特点优点耐环境性好，无需维修可高速大力矩工作大容量下效率良好结构坚固可以实现高精度控制。

缺点在小容量下工作效率低温度特性差停电时不能制动控制器较复杂。

交流伺服电动机般分为两类同步型和感应型通过以上比较，本机床三个电机均选用交流伺服电动机。

关于电机选择的计算初步选定型电动机惯量计算与加速度计算负载及机械传动装置总的转动惯量为电机的转动惯量为全部转动惯量为满足惯量匹配原则，即加速能力验算式中，为系统增益，可以查手册，般取。

工作台能达到的最大加速度为式中，为电机的最大转矩。

可见加速能力符合设计要求。

转矩匹配对数控机床，由于动态响应特性要求较高，所以，电机力矩主要是用来产生加速度的。

满足转矩匹配要求。

故此种电机符合设计需要和要求。

三维图纸设计制作及工程图设计丝杆螺母的三维建模对于丝杆螺母，需要在螺母前套用个丝杆螺母连接块，以方便拖板与丝杆的固定，连接块与螺母用螺栓联结，与拖板用螺钉联结。

如图所示。

图丝杆螺母建模凸缘联轴器的三维建模图凸缘联轴器建模如图，凸缘联轴器建模分为两个对称部分，中间用螺钉联结。

方向拖板的装配体三维建模方向分为上下两个拖板，中间用导轨滑块联结，分别用丝杆螺母和手轮来控制运动方向，上拖板上面做工作台，用支撑柱搭建。

具体建模成果如图所示。

图方向拖板装配体建模方向线架的装配体三维建模方向用丝杆螺母控制上线架的移动，可自锁的小导轨和滑块的装置对线架进行承重。

如此可实现方向的自由运动。

具体建模成果如图图方向装配建模总装配装配体的装配般有两种方式自下而上设计方法和自上而下设计方法。

自下而上设计法是比较传统的方法。

在自下而上设计中，先生成零件并将其插入装配体，然后根据设计要求配合零件。

当您使用以前生成的不在线的零件时，自下而上的设计方案是首选的方法。

自下而上设计法的另个优点是因为零部件是设计的，与自上而下设计法相比，它们的相互关系及重建行为更为简单。

使用自下而上设计法可以让您专注于单个零件的设计工作。

当您不需要建立控制零件大小和尺寸的参考关系时相对于其它零件，则此方法较为适用。

自上而下设计法从装配体中开始设计工作，这是两种设计方法的不同之处。

您可以使用个零件的几何体来帮助定义另个零件，或生成组装零件后才添加的加工特征。

您可以将布局草图作为设计的开端，定义固定的零件位置基准面等，然后参考这些定义来设计零件。

本设计采用了自下而上的装配方法，从基座开始，装配了机箱盖板线架轨道导轨拖板丝杆丝杆螺母电机等系列零件。

主机体装配完毕之后再进行运丝装置的装配，其方法遵照自下而上的标准。

总装配三维图如图和所示。

图快走丝线切割机床总装配图快走丝线切割机床总装配工程图的设计制作用可以方便地生成工程图。

导入模板后，对材料明细表进行编辑以及对图纸的各个视图进行剖视，力图将各零件表达完整。

所有零件均相关于原有零件体，所有注释和标注均与每个零件或图纸属性相关。

图为总装配体工程图图为走丝装置装配体工程图。

图总装配体工程图图绕丝装置装配体工程图总结与体会能顺利完成这次毕业设计，我获益良多。

首先从专业知识上面，我首次接触这款软件，初期应用起来非常困难棘手，经过长时间的学习及练习，已经基本上掌握了此软件的操作方法和部分应用技巧。

对机床结构设计方面，开始也是完全不清楚，经过去实地考察和摸索以及通过老师指导，对机械设计的步骤和方法有了更多认识，对快走丝线切割机床的结构和原理有了定了解，而且举反三，对其他类似机床结构都有了定认识，理论联合实际，实践出真知，对课堂所学知识有了更为细致的理解和巩固。

特别是计算部分，细节的计算让我重新复习了从大到大四所学的知识，可谓受益匪浅。

思想认识方面，我彻底明白了不专心致志是无法做出成绩完成任务这道理，在设计开始之初我并没有全身心投入进设计氛围，导致进度缓慢，从而受到雷玉勇教授的批评，在认识到自身