DK7725型线切割机毕业设计（机械CAD图纸）.doc

本科机械毕业设计论文CAD图纸 401339828 目录引言………………………………………………………………………………（1）一 总体方案设计……………………………………………………………（2）（一） 总体方案的拟定…………………………………………………………（2）（二） 主要技术参数的确定……………………………………………………（2）二 储丝走丝部件结构设计………………………………………………（3）（一） 储丝走丝部件运动设计…………………………………………………（3）1．对高速走丝机构的要求………………………………………………………（3）2．高速走丝机构的结构及特点…………………………………………………（4）（二） 储丝走丝部件主要零件强度计算………………………………………（10）1．齿轮传动比的确定……………………………………………………………（10）2．齿轮齿数的确定………………………………………………………………（10）3．传动件的估算…………………………………………………………………（12）4．齿轮模数估算…………………………………………………………………（13）5. 齿轮模数的验算………………………………………………………………（14）（三） 储丝走丝部件主要零件强度验算………………………………………（16）1．齿轮强度的验算………………………………………………………………（16）2．主轴的验算……………………………………………………………………（19）（四） 主轴组件结构设计………………………………………………………（21）1．轴承配置形式…………………………………………………………………（21）2．主轴组件的调整和预紧………………………………………………………（22）三 进给传动设计……………………………………………………………（22）（一） 进给传动运动设计………………………………………………………（22）1． 脉冲当量和传动比的确定……………………………………………………（22）（二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核…………………（23）1． 滚珠丝杆螺母副的型号选择…………………………………………………（23）2． 滚珠丝杆的选型和校核………………………………………………………（25）（三）步进电机的选择……………………………………………………………（28）1．根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号…………………………………(28)2．启动矩频特性校核……………………………………………………………(30)（四）进给机构支承设计…………………………………………………………（31）1． 螺杆的支承形式………………………………………………………………（31）2． 螺杆的支承方式………………………………………………………………（31）四 数控系统设计……………………………………………………………（32）（一）高频脉冲电源………………………………………………………………（32）（二）数字控制系统设计………………………………………………………（33）(三)控系统硬件的电路设计……………………………………………………（34）1． 单片机设计……………………………………………………………………（34）2． 系统扩展………………………………………………………………………（38）3． I/O 口的扩展…………………………………………………………………（42）4． 显示器的接口设计……………………………………………………………（48）5． 步进电机控制电路设计………………………………………………………（50）6． 光电隔离电路设计……………………………………………………………（57）7． 部分控制程序…………………………………………………………………（58）8． 其他接口电路设计……………………………………………………………（70）参考文献…………………………………………………………………………（）谢辞………………………………………………………………………………（）前言毕业设计可谓是大学四年对所学知识综合的一次大的考验也是在走向工作岗位的一次练兵，更进一步锻炼了自己的动手能力和团队的合作能力，真正做到了理论联系实际教与学的一次有理结合。

数控电火花线切割机的设计具体的说来应该包括走丝设计，X、Y坐标工作台设计，脉冲电源的设计，控制部分的设计等按照设计的任务书，首先要了解该机床调查研究电火花线切割机的加工特点，确定DK7732线切割机床的具体技术参数，从而在第一阶段我们在衡冶进行了实地的参观测绘，初步确定参数，对照已有的院数控中心DK7725型线切割机更进一步确定具体的设计参数，根据已有的参数再对机床总体方案及控制系统总体方案进行确定具体到设计时对各个方案再进行点对点的修改接下来就是进行必要的设计与计算选型工作，就是将整体机床的设计又分为几个部分各个去突破大体就是机械部分和电气部分再具体到各个组件或零件虽说设计是个人的行为，但由于自己的知识欠缺且设计的内容跨越比较大包括电子技术、计算机技术、机械设计，很多地方肯定是难以具到，当然有在颜竟成教授的悉心指导下，很多不懂的地方这正是我们要学的地方，同时在多方面有同学们的提示才得将设计顺利进行这毕竟是一个学习阶段的毕业设计很多方面都是在边学边用中进行的，或者说很多方面的设计还是停留在模仿的阶段比如电气部分，控制部分都不是很成熟的设计第一章 总体方案设计一、线切割机床的现状简介我国数控线切割机床的拥有量占世界首位，技术水平与世界先进水平差距也逐渐缩小。

尤其近年来，计算机技术的应用和线电极电火花加工技术的结合实现了各种复杂形状的模具和零件加工的 自动化，其控制精度可达1μm，实际加工精度可达±0.01mm表面粗糙度可达1.25~2.5μm数控线切割机床是精密金加工线切割加工技术是线电极电火花加工技术，是电火花加工技术中的一种类型，简称线切割加工图1.1中是线切割机床加工的工作原理示意图 图1.1 线切割机工作原理示意图线切割机床采用钼丝作为电极丝被切割的工件为工件电极，电极丝为工具电极脉冲电源发出连续的高频脉冲电压，加到工件电极和工具电极上（电极丝）在电极丝与工件之间加有足够的、具有一定绝缘性能的工作液当电极丝与工件间的距离小到一定的程度时，工作液介质被击穿，电极丝与工件之间形成瞬时火花放电，产生瞬时间高温，生成大量的热，使工件表面的金属局部熔化，甚至汽化；再加上工作液体介质的冲洗作用，是得金属被蚀除下来这就是线切割机床的加工原理工件在机床坐标工作台上，按数控装置或微机程序控制下的预定轨迹进行加工最后得到所需要的形状的工件1.数控线切割加工的主要特点如下：1）；线切割加工可以用于一般切削方法难以加工或者无法加工的形状复杂的工件加工，如冲模、凸轮、样板、外形复杂的精密零件及狭窄的缝隙。

尺寸精度可以达到0.01-0.02mm，表面粗糙度值Ra可达到1.25μm2）；先切割加工可以用于对一般切削方法难以加工或者无法加工的金属材料和半导体材料的工件进行加工，如淬火钢、硬质合金钢、高硬度金属等，但无法实现对非金属导电材料的加工3）；线切割加工直接利用线电极电火花进行加工，可以方便的调整加参数，如调节脉冲宽度、脉冲间隔、加工电流等，提高线切割加工精度，也可通过调节实现加工过程的自动化控制4）；线切割加工的效率低，成本较高，不适合于加工形状简单的批量零件二、 线切割机床的总体方案的拟定线切割机床具体加工过程为：加工者根据图纸中的工件尺寸，编制成一定的程序，并且通过键盘或光电机等输入设备将程序输入到控制器中去在控制系统接受到输入的程序后，将其存入存储器中点火花先切割机在收到命令后，就开始运行程序，通过微机控制系统进行插补运算每运算一次，发出一个进给脉冲，然后经过功放驱动步进电机，使机床工作台按预定的轨迹进行加工运丝系统由运丝电机传动给储丝筒，通过行程开关使储丝筒作往复运动，从而使得钼丝运动钼丝经过机架上的导轮与工件相接近，小到一定的距离乳化液泵即工作液将线切割机专用乳化液通过喷嘴喷入工作切口上，高频脉冲电源产生的连续高频脉冲被分别加到钼丝与工件之间的间隙进行检测，检测信号的大小送入变频电路，再由变频电路产生的频率大小来控制微机的进给速度。

当间隔增大时就加快进给速度，当间隙减小时，就减慢进给速度，以保持均衡的放电间隙，从而也维持了一定的加工电流1）；电火花线切割机床属于经济型数控机床，在保证一定的加工精度的前提下，应简化结构，降低成本因此，进给伺服系统应采用步进电机开环控制系统2）；为了保证进给伺服系精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杆螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构统的传动3）；根据系统的功能要求，微机控制系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器，I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器；包括光隔离电路和步进电机驱动电路此外，系统中还应该包括脉冲发生电路和其它辅助电路4）；电火花线切割机床具有定位、纵向和横向的直线插补功能；还能要求暂停，进行循环加工等因此，数控系统选取连续控制系统 5）；纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杆螺母副组成，传动比应满足机床所要求的 6）；采用滚动道轨可以减少道轨见的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单7）；根据电火花线切割机床最大的加工尺寸，加工精度，控制速度和经济性要求，一般采用8位微机。

在8位微机中，MCS-51系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰能力强，具有很高的性能价格比因此，可以选择MCS-51系列单片机扩展系统在上述的基础上，有条件的还可以进一步实现钼丝的角度调节，使加工过程更加细致三、具体各部件的组成介绍线切割机床主要由机械系统、传动系统、润滑系统、电气系统和微机控制系统组成其主体结构由床身、坐标工作台、线架、运丝装置、工作液箱、机床电器、夹具、保护罩及机床附件等部分组成1）；机械系统机械系统主要由床身坐标工作台、线架及运丝装置等组成机床床身是箱形结构的铸件，是安装坐标工作台、线架及运丝装置的基础，要有较好的刚性，以保证机床的加工精度床身既能起支撑和连接坐标工作台、运丝机构和线架等部件的作用，又起安装机床电器、存放工作液的作用坐标工作台主要由工作台上拖板、中拖板、下拖板、丝赶和齿轮变速箱等部件组成拖板的纵向和横向运动是采用“一V一平”滚动导轨结构如下图所第二章 机械系统设计一．同步带传动的设计计算同步带传动设计计算的主要内容是根据传递的名义功率、转速、速度笔及工况来正确选择同步带的型号、带长、带宽及带轮的齿数和直径计算步骤如下1. 计算设计功率pd=(k+k1+k2)pm(kw)式中：pm为同步带传递的名义功率（kw）由电机的选择名义功率为1.1kw,以知设计参数；k0为载荷修正系数参考机电综合设计表2-14为轻负荷传递功率且工作时间为普通使用每日8h-10h所以k0取1.5。

k1为使用张紧轮修正系数见表1，由表可取k1=0.1；k2为增速传动修正系数见表2，此处。