电火花机床机械结构设计摘要滚珠丝杆之间的转矩传递时，我们选择了同步带传动。它综合了带传动和链传动的优点。同步带通常是以钢丝绳或玻璃纤维绳等为抗拉层氯丁橡胶或聚氨酯橡胶为基体工作面上带齿的环状带，如下图所示。工作时，带的凸齿与带轮外缘上的齿槽进行啮合传动。由于抗拉层承载后变形小，能保持同步带的周节不变，所以带与带轮之间没有相对滑动，从而也保证了同步传动来实现电动机与滚珠丝杆之间的转矩传递。下面我们将进行同步带的尺寸设计计算设计功率由机械设计手册二表.查得.根据和，由机械设计手册二图选取带型为型，节距.。小带轮齿数根据带型和小带轮转速,查表得小带轮齿数，此处取。图.小带齿轮小带轮节圆直径由表.查得其外径大带轮齿数大带轮节圆直径由表.查得其外径带速初定轴间距取带长及其齿数由表.查得应该选用带长代号为的型同步带，其节线长为.，节线长上的齿数。实际轴间距，此结构的轴间距可调整小带轮啮合齿数基本额定功率由表.查得.，.所需带宽由表.查得型带.。由表.查得应选带宽代号为的型带，.。带轮结构和尺寸传动选用的同步带为小带轮大带轮，综上计算，可根据上列参数决定带轮的结构和全部尺寸。.滚珠丝杆副设计根据主轴升降设计方案，需要选择传动机构滚珠丝杆及螺母。滚珠丝杆副是由螺杆螺母滚珠和密封等零件组成的高精度机械传动部件，由于滚珠丝杆副的螺杆和螺母之间有滚珠在做滚动运动，所以有较高的运动效率。其机械效率般为，而滑动丝杆机械效率为，与滑动丝杆相比较，它的驱动扭矩也在滑动丝杆的以下。另外，它也能把直线运动转变为旋转运动。而且还有运动灵敏，低速时无爬行，使用期限长等特点。根据丝杆和螺母的运动情况，其基本传动形式有四种，如下图所示螺母固定丝杆传动并移动丝杆传动，螺母移动螺母移动，丝杆传动丝杆固定螺母传动并移动。这里，我们选择丝杆传动螺母移动的传动方式。图.丝杆和螺母的传动形式在主轴中的传动方式下图和图即反映出滚珠丝杆与滑动丝杆传动效率以及滚珠丝杆传动中传动效率与摩擦系数导程角的关系。图.传动效率关系图结构形式根据滚珠丝杆传动原理，选择滚珠循环方式为为螺旋槽式。由于滚珠丝杆为螺母传递。所以需进行轴向间隙消除，常用的间隙调整和加预紧力方法有垫片式调整螺纹式间隙调整差齿调整间隙。精度和表面光洁度的选择目前，滚珠丝杆副的精度标准及应用范围我们可以从下表中得到表.精度等级精度等级应用范围代号名称普通级普通机床标准级般数控机床精密级精密数控机床超精级精密数控机床等根据电火花机床机床标准，我们选择级精度。滚珠丝杆副各零部件选材及其热处理方式，参考机床设计手册二，滚珠丝杆材料为或，热处理及硬度为或滚珠螺母材料为，硬度为内循环用反向器，材料为，热处理及硬度为离子氮化外循环用反向器材料为。综合上述，根据最大电极重量以及上述等因数，选择直径为的丝杆为电火花成型机床主轴传动丝杆，又根据滚珠丝杆副的公称轴径与基本导程的组合，滚珠丝杆可以选择导程为。从机床设计手册二中我们可以选出相应的型号为的.滚珠丝杆。滚珠丝杆的计算校核根据滚珠丝杆的选择方法我们可以通过校核额定动载荷或者静载荷强度来确定。根据额定动载荷计算公式又计算当量转速丝杆预期工作转速计算丝杆所需的额定载荷综合上公式计算得满足强度要求。由于滚珠杆的摩擦系数小，不能自锁，具有逆向传动功能。在用于传动垂直移动时，必须防止传动中止后，由于主轴的自重而产生逆向传动，由部件重力使滚珠丝杆产生逆转的力矩为其中为重力，为导程，逆传动效率，般可认为与正向传动效率相等。由上可知，要防止中断后逆转，只需增加个大于或等于的反向力矩即可。这里我们采用的方法是直接选用不能逆传动的步进电动机。电火花机床机械结构设计摘要体现了它的优势。以上说明，与电火花成型机床不是谁替代谁的问题，而是相辅相成互相发展的问题。同时也说明，在强手林立的市场竞争中，虽然有着强有力的竞争对手，但仍然有着良好的发展前途。基于上面的分析，我们这次选择了电火花成型机床设计，希望对原有电火花成型机床有定的改进。.拟解决的关键问题和研究方法本机床采用十字工作台，根据模具制造工艺装备及应用采用刚度好的材料并对摩擦表面进行硬化处理，因而能保证加工工件工作液稳定性，避免由于移动重物产生惯性工作液发生震荡而造成的不稳定性，且不会因工作台面荷重而影响加工精度，轴移动采用滑枕式结构，移动稳定可靠，确保加工精度。根据数控加工技术第六章数控机床的结构篇，采用滚珠丝杆作为传动元件，使之能实现微进给无侧隙刚性高高速进给。为减少工具电极的损耗，查电火花加工技术表脉冲电源的波形与特点，采用梳形波脉冲电源。研究方法文献调查法查阅有关电火花成型机的文献，了解电火花成型机的加工原理，主要组成部分和他的发展历史和现状。观察法通过观察实验室的电火花成型机，了解电火花成型机的主要结构，功能和工作原理。模拟法运用进行主轴系统的三维建模，并对模型进行仿真实验，擦看机构设计是否合理，并进过反复实验更改以其达到预期要求。.电火花加工特点和适用范围.适合与于难切削材料的加工。由于加工中材料的去除是靠放电时的电热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电性及其热学特性，如熔点沸点气化点比热容导热系数电阻率等，而几乎与其力学性能硬度强度等无关。这样可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬韧的工件，甚至可以加工像聚晶金刚石立方氮化硼类的超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨，因此工具电极较容易加工。.可以加工特殊及复杂形状的零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表面形状工件的加工，如复杂型腔模具加工等。数控技术的采用使得用简单的电极加工复杂形状零件也成为可能。．易于实现加工过程自动化。由于是直接利用电能加工，而电能电参数较机械量易于数字控制适应控制智能化控制和无人化操作等。．可以改进结构设计，改善结构的工艺性。例如可以将拼镶结构的硬质合金冲模，改为用电火花加工的整体结构，减少了加工工时和装配工时，延长了使用寿命。又如喷气发动机中的叶轮，采用电火花加工后可以拼镶焊接结构改为整体叶轮，既大大提高了工作可靠度，又大大减少了体积和质量。电火花加工也有其定的局限性，具体如下．只能用于加工金属等导体材料。不像切削加工那样可以加工塑料陶瓷等绝缘的非导电材料。但近年来研究表明，在定的条件下也可以加工半导体和聚晶金刚石等非导体超硬材料。．加工速度般较慢。因此通常安排工艺多采用切削来去除大部分余量，然后再进行电火花加工，以求提高生产率，但最近的研究结果表明，采用特殊水基不燃性工作液进行电火花加工，其粗糙度甚至高于切削加工。．存在电极损耗。由于电火花加工靠电热来蚀除金属，电极也会遭受损耗，而且电极损耗多集中在尖角或低面，影响成型精度。但最近的机床的产品在粗加工时已能将电极相对损耗比降至以下，在中精加工时能将损耗.以下，甚至更小。．最小角部半径有限制。般电火花加工能得到的最小角部半径等于加工间隙通常为，若电极有损耗或采用平动头加工，则角部半径还要增大。但近年来的多轴数控电火花加工机床，采用轴数控摇动加工，可以清棱清角地加工出方孔窄槽的侧壁和底面。由于电火花加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点，因此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械特别是模具制造宇航航空电子电机电器精密微细机械仪器仪表汽车轻工业等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。加工范围已达到小至几十微米的小轴孔缝，大到几米的超大型模具和零件。二电火花成型机床总体结构设计.电火花成型机的结构形式电火花成型加工机床结构有多种形式，根据不同加工对象，常见的结构有形结构龙门式结构牛头滑枕式结构摇臂式结构和台式结构。图.形结构床身立柱主轴头工作台形结构如图.所示。加工时，工作台实现轴和轴伺服进给运动，主轴头实现轴伺服进给运动。此类机床的结构特点是床身立柱主轴头工作台构成字形。这种结构的优点是结构简单，制造容易，具有较好的精度和刚性，操作者可以从前左右三面充分靠近工作台。缺点是工件装卸不方便，每次安装检测工件都必须开门放油，然后再关门上油。形结构较适合中小型机床，国内机床大部分采用此种结构形式。图.牛头滑枕式结构床身立柱滑座主轴头工作液槽牛头滑枕式结构如图.所示。这种结构形式类似金属切削机床中的牛头刨床。工作台固定不动或实现方向移动，主轴头通过滑枕实现方向移动或,方向的移动。这种结构的优点是装卸检测工件十分方便，此结构为设计安装可升降式工作液槽提供方便当可升降工作液槽下降时，工件完全暴露出来，可以方便地对工件进行安装检测，完毕后只需将工作液槽升起即可重新加工，提高了工作效率。缺点是结构较复杂，制造成本较高。牛头滑枕式结构比较适合数控化程度较高的机床。因为型结构具有结构简单，制造容易，具有较好的精度和刚性，且造价相对牛头式机床更加低廉等优点，故本设计采用型结构。.电火花成型机结构设计根据对电火花成型机