走絲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).docx

走絲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)如圖所示，包含電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、儲(chǔ)絲筒、同步帶及大小帶輪、螺母、絲杠、滑板等結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)絲筒組件示意圖儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選用1）儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速一般分為兩種1，1400r/min和3000r/min，本設(shè)計(jì)采用1400r/min。2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)最大輸出功率發(fā)生在電動(dòng)機(jī)換向時(shí)，滾筒換向、大小帶輪換向、整個(gè)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)移動(dòng)方向瞬時(shí)改變，均消耗較大的功率，同時(shí)還要克服各滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、螺母絲杠副損耗、克服所需功率、所需功率等。儲(chǔ)絲筒對(duì)儲(chǔ)絲筒的技術(shù)要求：在儲(chǔ)絲筒高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的軸向移動(dòng)，以保證不同直徑的電極絲能在儲(chǔ)絲筒上整齊排繞；為了保證電極絲運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)跳動(dòng)現(xiàn)象，要求儲(chǔ)絲筒的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)精度要高，徑向跳動(dòng)要??；儲(chǔ)絲筒具有正反向旋轉(zhuǎn)功能，電極絲的走絲速度在612m/s范圍內(nèi)可調(diào)或恒速運(yùn)轉(zhuǎn)；儲(chǔ)絲筒是電極絲穩(wěn)定移動(dòng)和整齊排繞的關(guān)鍵部件之一，一般用45號(hào)鋼、不銹鋼、鋁合金材料制造2，本次設(shè)計(jì)采用45號(hào)鋼。為減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，筒壁應(yīng)盡量薄，按機(jī)床規(guī)格不同，選用范圍為1.55mm，本機(jī)床定位為中小型機(jī)床，壁厚選用=3mm。用鋼制作儲(chǔ)絲筒時(shí)，直徑一般采用120mm；用鋁合金材料制作儲(chǔ)絲筒時(shí)，直徑在120160mm之間。要求儲(chǔ)絲筒外表面粗糙度0.8,儲(chǔ)絲筒組件要做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，延長(zhǎng)軸承使用壽命。機(jī)床走絲速度定位為8m/s，滾筒與電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1400r/min。故其大徑為D=60=60814003.14=0.1091,圓整取D=110mm。則其小徑d=D-2=110-23=104mm儲(chǔ)絲筒長(zhǎng)度，由于是中小型機(jī)床，選用L=400mm。查相關(guān)資料可知，碳鋼的密度=7.8103/3故儲(chǔ)絲筒的質(zhì)量m=v=7.8103(11021042)1060.44=3.15儲(chǔ)絲筒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=m2=24=3.15(110103)24=0.0096.2由于在換向過(guò)程中，電極絲速度是變化的，從一個(gè)方向的8m/s逐漸減小到0再加速至另一個(gè)方向的8m/s。當(dāng)電動(dòng)機(jī)換向時(shí)，電極絲與工件間停止放電。故為了提高加工效率，應(yīng)縮短電動(dòng)機(jī)的換向時(shí)間。這里取換向時(shí)間t=1s。非換向過(guò)程，儲(chǔ)絲筒角速度=260=23.14140060=146.5/換向時(shí)儲(chǔ)絲筒角加速度=146.5(146.5)1=293/2則換向時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩T=J=0.0096293=2.81Nm換向時(shí)所需的功率筒=T=2.81146.5=412.1W整個(gè)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)移動(dòng)方向改變時(shí)需要的功率假設(shè)本機(jī)床適用直徑0.25mm以下的電極絲，則儲(chǔ)絲筒每轉(zhuǎn)一圈，滑板軸向移動(dòng)0.25mm以上。每分鐘儲(chǔ)絲筒轉(zhuǎn)1400轉(zhuǎn)，則每秒滑板軸向移動(dòng)1400600.25=5.83mm，即滑板移動(dòng)速度為5.83mm/s。整個(gè)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)在1秒內(nèi)速度從一個(gè)方向的5.83mm/s逐漸減小到0再增加到另一個(gè)方向的5.83mm/s。加速度a=5.83(5.83)1=11.66/2儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌多采用燕尾形滑動(dòng)導(dǎo)軌和三角形、矩形組合式導(dǎo)軌3。燕尾形滑動(dòng)導(dǎo)軌，如圖1所示該導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整方便。旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿帶動(dòng)塞鐵，可以改變導(dǎo)軌副的配合間隙。但該結(jié)構(gòu)制造和檢驗(yàn)比較復(fù)雜，剛性較差，傳動(dòng)中摩擦損失也較大。三角形、矩形組合式導(dǎo)軌，如圖2所示導(dǎo)軌的配合間隙有螺釘和墊片組成的調(diào)整環(huán)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)。由于儲(chǔ)絲筒走絲機(jī)構(gòu)的上托板一邊裝有走絲電動(dòng)機(jī)，儲(chǔ)絲筒軸向兩邊負(fù)荷差較大。為保證上托板能平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，應(yīng)把下托板設(shè)計(jì)得較長(zhǎng)，以使走絲機(jī)構(gòu)工作時(shí)，上托板部分可以始終不滑出下托板，從而保證托板的剛度、機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性即運(yùn)動(dòng)精度。圖1燕尾形導(dǎo)軌圖2三角形、矩形組合式導(dǎo)軌三角形導(dǎo)軌磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，導(dǎo)向精度高，它的截面角度由載荷大小及導(dǎo)向要求而定，一般為90，為增加承載面積，減小比壓，在導(dǎo)軌高度不變的條件下，采用較大的頂角（110120），為提高導(dǎo)向性，采用較小的頂角（60）；矩形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方、檢驗(yàn)、修理方便，導(dǎo)軌面較寬，承載力較大，剛度高。采用三角形、矩形組合式導(dǎo)軌，具有二者的優(yōu)點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用該結(jié)構(gòu)?；迮c導(dǎo)軌材料常用灰口鑄鐵，它具有成本低，工藝性好，熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。在潤(rùn)滑和防護(hù)良好的情況下，具有一定的耐磨性。常用的是HT200HT400，硬度以HB=180200較為合適。適當(dāng)增加鑄鐵中含碳量和含磷量，減少含硅量，可提高導(dǎo)軌的耐磨性。為提高鑄鐵導(dǎo)軌的耐磨性，常對(duì)導(dǎo)軌表面進(jìn)行淬火處理。還應(yīng)有潤(rùn)滑措施，潤(rùn)滑油能使導(dǎo)軌間形成一層極薄的油膜，阻止或減少導(dǎo)軌面直接接觸，減小摩擦和磨損，以延長(zhǎng)導(dǎo)軌的使用壽命。同時(shí)，對(duì)低速運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑可以防止爬行；對(duì)高速運(yùn)動(dòng)，可減少摩擦熱，減少熱變形。查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)得，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.15。三角形導(dǎo)軌截面角度選為90,假設(shè)整個(gè)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)重量200Kg。槽面摩擦力4F=sin其中，為當(dāng)量摩擦角，為三角形截面角度一半，Q為物體重量。平面摩擦力F=f若導(dǎo)軌只是三角形導(dǎo)軌，F(xiàn)=sin=0.15sin452009.8=415.8N若導(dǎo)軌只是矩形導(dǎo)軌，F(xiàn)=f=0.152009.8=294N則三角形、矩形組合式導(dǎo)軌滑動(dòng)摩擦力294NF415.8N與。壓板與墊片之間的摩擦力、滑板與導(dǎo)軌之間一定的預(yù)緊力（相對(duì)于儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)自重較小），實(shí)際上摩擦阻力比計(jì)算所得大。后續(xù)計(jì)算中取F=415.81.5=623N。在換向過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律有ma=驅(qū)F，則驅(qū)=ma+F=20011.66103+623=625則在換向過(guò)程中，用來(lái)驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)的最大功率：P=驅(qū)=6255.83103=3.6W螺母絲杠副絲杠傳動(dòng)副是有絲杠和螺母組成。絲杠傳動(dòng)副的作用是將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛宓闹本€運(yùn)動(dòng)。要使絲杠副的傳動(dòng)精確，絲杠和螺母必須是高精度，電火花線切割機(jī)床絲杠副的制作精度應(yīng)保證6級(jí)或高于6級(jí)地精度。若絲杠副的精度太低，造成儲(chǔ)絲筒軸向移動(dòng)不穩(wěn)定，可能使電極絲排繞不整齊而發(fā)生斷絲等情況。該處螺母絲杠副螺旋傳動(dòng)屬于傳導(dǎo)螺旋，即以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大的軸向力，能夠?qū)?