開題報告-數(shù)控電火花線切割機(jī)床設(shè)計

1課題研究目的和意義近幾年由于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快，國內(nèi)對機(jī)床的需求量每年都在以兩位數(shù)增長，中國正在成為拉動世界機(jī)床生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)。從2002年到2004年，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量每年以約50%的速度遞增，2004年底產(chǎn)量突破5萬臺；但其中以低檔產(chǎn)品（如線切割機(jī)）居多，約占總量的70%，高檔產(chǎn)品只占1%～2%，年中國機(jī)床消費量為67.3億美元，2004年為94.6億美元，占世界當(dāng)年生產(chǎn)量的1/5。中國在生產(chǎn)和消費上已成為機(jī)床大國，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是機(jī)床制造的強(qiáng)國。數(shù)控機(jī)床總的發(fā)展趨勢具體可歸納為下列8個方面：（1）加工精度持續(xù)提高（2）切削速度和效率不斷提高（3）形成高效的復(fù)合加工機(jī)床技術(shù)

（4）專用數(shù)控機(jī)床正不斷涌現(xiàn)（5）智能化和集成化成為數(shù)字化制造的重要支撐技術(shù)（6）發(fā)展適應(yīng)敏捷制造和網(wǎng)絡(luò)劃分布式的制造系統(tǒng)（7）向大型化和微小化兩極發(fā)展（8）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展促進(jìn)了配套功能部件完善數(shù)控電火花線切割機(jī)床是一種高效率的精密加工機(jī)床，它適合加工普通機(jī)床難以加工的各種復(fù)雜以及高精度工件。在機(jī)械、汽車、航空航天、電子儀器、軍工、輕工、家用電器等行業(yè)發(fā)揮著重要的作用。本論文將主要探討機(jī)床機(jī)械部分的設(shè)計。包括總體設(shè)計、坐標(biāo)工作臺設(shè)計、走絲機(jī)構(gòu)設(shè)計、絲架設(shè)計等。在比較幾種方案的基礎(chǔ)上研究出機(jī)床設(shè)計的最佳方案，優(yōu)化加工條件以提高機(jī)床的加工性能。2文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）提起電火花線切割加工，國人首先想到的是高速走絲電火花線切割加工。高速走絲電火花線切割機(jī)作為我國獨創(chuàng)技術(shù)的機(jī)種，已成為我國數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的機(jī)種之一。據(jù)估計目前全國有數(shù)萬臺高速走絲電火花線切割機(jī)正在模具制造和零件加工中發(fā)揮著重要的作用。近年來，高速走絲電火花線切割加工的發(fā)展雖然不盡人意，但還是取得了可喜的成績。首先在機(jī)床數(shù)量上有了很大的突破，取得了廣泛的基礎(chǔ)，當(dāng)然其中有一些這樣或那樣的問題，但總體是向前發(fā)展了。機(jī)床產(chǎn)量由過去的年產(chǎn)量2—3千臺上升到1萬多臺，其次在性能價格比上亦有了很大的提高。具體來說，主要反映在以下幾個方面：（1）大錐度切割技術(shù)發(fā)展迅速，并逐步完善、成熟。（2）大厚度切割不斷進(jìn)步，其他工藝水平同步提高。（3）多次切割工藝的探索取得了一定的進(jìn)展。（4）工藝指標(biāo)及工藝水平得到了提高。（5）機(jī)床結(jié)構(gòu)取得了新的進(jìn)展，不再是單一音叉結(jié)構(gòu)，無論在外觀造型、整體形象及性能都了有較大改善。（6）控制系統(tǒng)不斷推陳出新，完善成熟?？傮w看來，高速走絲線切割加工因其機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可維護(hù)性好，使用費用低、占地面積小、價格低廉，故其性能價格比較好，適合國內(nèi)的大多數(shù)需求，在中低檔模具和零件加工中適用性好，尤其在大厚度、變厚度加工中更顯優(yōu)勢。然而與低速走絲電火花線切割加工技術(shù)相比，高速走絲電火花線切割加工技術(shù)發(fā)展緩慢，加工品質(zhì)較差。對此國內(nèi)的研究所，生產(chǎn)企業(yè)等早在十多年前就紛紛研究生產(chǎn)低速走絲電火花線切割機(jī)。經(jīng)過多年努力，近兩年有所突破。2000年國產(chǎn)最大的低速走絲線切割機(jī)床生產(chǎn)單位年銷售量僅為幾十臺（約占全國市場的九分之一），而到2002年其年銷售量已達(dá)一百多臺（約占全國市場的五分之一），并且這些產(chǎn)品通過合資引進(jìn)了技術(shù)，使產(chǎn)品水平跨越了一個臺階，達(dá)到了國際20世紀(jì)90年代初的水平。譬如切割速度可達(dá)200多平方毫米/min，加工精度達(dá)5微米，粗糙度Ra達(dá)零點幾個微米，其價格僅為50萬元左右人民幣（約為同類進(jìn)口機(jī)床的二分之一），取得了良好的開端，具有廣闊的前景。國內(nèi)低速走絲線切割機(jī)床的年市場量已從2000年的300臺左右上升到2002年700臺左右，隨著模具行業(yè)的迅速發(fā)展和水平不斷提高，精密零件的加工需求增加，低速走絲線切割機(jī)床及使用耗材價格迅速下降，加之人們對低速走絲線切割加工認(rèn)識的逐步深入，預(yù)計低速走絲線切割機(jī)的年銷量將不斷擴(kuò)大，國產(chǎn)低速走絲線切割機(jī)的占有率也將進(jìn)一步上升，并且有望出口國際市場。3設(shè)計基本內(nèi)容、擬解決的主要問題3.1設(shè)計基本內(nèi)容1、查閱各種材料，了解數(shù)控機(jī)床的工作原理。2、分析坐標(biāo)工作臺的結(jié)構(gòu)，確定設(shè)計方案。3、分析走絲機(jī)構(gòu)的工作原理，確定設(shè)計方案。4、分析絲架的工作原理，確定設(shè)計方案。3.2解決的主要問題1、走絲機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)的分析和設(shè)計。2、絲架結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計。4技術(shù)路線或研究方法4.1技術(shù)路線在圖書館或資料室等處檢索相關(guān)紙質(zhì)文獻(xiàn)等資料檢索相關(guān)電子文獻(xiàn)資料對數(shù)控機(jī)床主要部件、性能要求、執(zhí)行方案做深入了解具備相應(yīng)理論基礎(chǔ)后利用office軟件撰寫論文，進(jìn)行設(shè)計4.2研究方法明確設(shè)計依據(jù)、原則和技術(shù)要求；查閱資料，分析現(xiàn)有的數(shù)控電火花線切割機(jī)優(yōu)缺點，初步構(gòu)思整體的設(shè)計方案。構(gòu)想總體方案；參考現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的方案，通過對以往機(jī)器分析，提出設(shè)計方案，確定本設(shè)計的整體方案，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和畫出結(jié)構(gòu)草圖；對于數(shù)控電火花線切割機(jī)進(jìn)行設(shè)計并進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，完成系統(tǒng)總圖（機(jī)械圖紙）繪制。進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)主要參數(shù)的設(shè)計計算。設(shè)計重要零件結(jié)構(gòu)，完成零件圖(機(jī)械圖紙)繪制。進(jìn)行必要的剛度校核和強(qiáng)度校核等；在Pro/E進(jìn)行三維模型設(shè)計，檢查各個零部件之間以及裝配體運行是否存在干涉，繪制出重要零件的二維工程圖；能順利完成選蓋—取蓋—旋蓋—出瓶，機(jī)器動作仿真輸出動畫視頻和動力分析圖像數(shù)字文件，達(dá)到設(shè)計要求的工作性能。本設(shè)計成果以論文形式提交。5設(shè)計進(jìn)度安排2013.2.27-3.17:分配設(shè)計任務(wù)，查找文獻(xiàn)資料，明確設(shè)計內(nèi)容，完成開題報告；3.18-4.5：訂總體布局、執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計；4.6-4.13：傳動系統(tǒng)設(shè)計、工藝方案設(shè)計；4.14-4.30：運動與動力參數(shù)的設(shè)計計算、傳動零件的設(shè)計計算；5.1-5.25：執(zhí)行機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計計算、主體結(jié)構(gòu)和主要零部件結(jié)構(gòu)的完善設(shè)計、繪制總裝圖和主要零部件；5.26-6.7：編寫設(shè)計說明書；6.8-6.17：完成設(shè)計準(zhǔn)備答辯。6主要參考文獻(xiàn)[1]胡傳炘.特種加工手冊［M］.北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社：2005[2]趙丁選.光機(jī)電一體化設(shè)計使用手冊［S］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社：2006[3]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計使用手冊［S］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社：2005[4]朱孝錄.齒輪傳動設(shè)計手冊［S］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社：2008.7[5]王三民.機(jī)械原理與設(shè)計［M］.機(jī)械工業(yè)出版社：2008.[6]《機(jī)床設(shè)計手冊》編寫組［S］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社：2006.12[7]《現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊》編委會.現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊［S］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社：2005.4[8]苗淑杰等.機(jī)械設(shè)計實踐［S］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社：2003.2[9]葉云岳.直線電機(jī)技術(shù)手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社：2003[10]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計使用手冊［S］.北京化學(xué)工業(yè)出版社：2007.1[11]Vlad