電火花小孔加工機床關鍵部件設計及三維建?！井厴I(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 沈陽理工大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 電火花打小孔機床關鍵零部件設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 要 本次設計是對高速電火花打小孔機床的設計。在這里主要包括 : X 軸傳動系統(tǒng)的設計、 Y 軸傳動系統(tǒng)的設計、 Z 軸傳動系統(tǒng)的設計、 動力頭 系統(tǒng)的設計 。這次畢業(yè)設計對設計工作的基本技能的訓練，提高了分析和解決工程技術問題的能力，并為進行一般機械的設計創(chuàng)造了一定條件。 整機結構主要由電動機產(chǎn)生動力通 過聯(lián)軸器將需要的動力傳遞到絲桿上，絲桿帶動絲桿螺母，從而帶動整機裝置運動，提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動化水平。更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 本論文研究內(nèi)容： (1) 高速電火花打小孔機床總體結構設計。 (2) 高速電火花打小孔機床工作性能分析。 (3)電動機的選擇。 (4) 高速電火花打小孔機床的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行部件設計。 (5)對設計零件進行設計計算分析和校核。 (6)運用計算機輔助設計，對設計的零件進行三維建模。 (7)繪制整機裝配圖及重要部件裝配圖和設計零件的零件圖。 關鍵詞： 高速電火花打小孔機 床， 聯(lián)軸器，滾珠絲杠 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is of Y Z on of to a is by to to so as to of of (1) a of (2) of of (3) of (4) of of (5) of (6) of 3D of (7) to DM on 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . . 錄 . 緒論 . 1 電火花加工簡述 . 1 電火花加工工作原理 . 1 電火花加工特性 . 2 電火花加工主要特點 . 2 本課題研究的內(nèi)容及方法 . 4 主要的研究內(nèi)容 . 4 設計要求 . 4 2 高速電火花打 小孔機床總體設計 . 6 總體概述 . 6 技術參數(shù) . 6 設計原理 . 7 3 X 軸進給機構結構及傳動設計 . 8 擬定 X 軸進給方案圖 . 8 最大工作載荷的計算 . 8 最大動載荷的計算 . 9 滾珠絲杠螺母副的選型 . 9 滾珠絲杠副的支承方式 . 10 傳動效率的計算 . 10 剛度的驗算 . 10 穩(wěn)定性校核 . 11 臨界轉(zhuǎn)速的驗證 . 11 步進電機的計算和選用 . 12 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 轉(zhuǎn)動慣量的計算 . 12 電機力矩的計算 . 13 步進電機的選擇 . 15 4 Y 向進給機構設計計算 . 17 Y 向傳動系統(tǒng)圖 . 17 Y 向進給伺服系統(tǒng)機械部分計算與校核 . 17 桿螺母副的設計、計算與選型 . 18 步進電機的計 算，校核和選型 . 21 導軌副的計算、選擇 . 27 軸承的選擇 . 29 5 Z 軸進給機構結構及傳動設計 . 31 Z 軸進給滾珠絲桿副的選擇 . 31 導程確定 . 31 確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 . 31 估計工作臺質(zhì)量及負重 . 31 確定絲桿的等效負載 . 32 確定絲桿所受的最大動載荷 . 32 精度的選擇 . 33 選擇滾珠絲桿型號 . 33 校核 . 34 臨界壓縮負荷驗證 . 34 臨界轉(zhuǎn)速驗證 . 35 絲桿拉壓振動與扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率 . 35 電機的選擇 . 36 電機軸的轉(zhuǎn)動慣量 . 36 電機扭矩計算 . 37 6 動力頭主軸設計計算 . 40 電機的選擇 . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 同步帶傳動計算 . 40 同步帶計算選型 . 40 同步帶的設計 . 44 主軸組件設計計算 . 44 主軸的材料與熱處理 . 44 主軸直徑的選擇 . 45 主軸前后軸承的選擇 . 46 軸承的 選型及校核 . 46 主軸前端懸伸量 . 48 主軸支承跨距 . 49 主軸的校核 . 49 軸承壽命校核 . 52 主軸組件中相關部件 . 53 結論 . 55 致 謝 . 56 參考文獻 . 57 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 X 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒論 電火花加工簡述 電火花加工是浸在液體中的另外的導電材料的特殊加工方法電腐蝕的電極之間的脈沖放電，也被稱為放電加工或電蝕，英文簡稱 1943，蘇聯(lián)學者蒂夫婦發(fā)明了電火花加工，用脈沖電源和控制系統(tǒng)的改進，并迅速發(fā)展。脈沖電源的最初使用的是一個簡單的電阻 阻電感電容回路 50 時間的改善。同時，還采用了脈沖發(fā)生器，一個長脈沖電源，提高去除效率，相對的工具電極損耗。其次是大功率電子管，閘流管，高頻脈沖電源，使在提高生產(chǎn)率相同的粗糙度條件。 60 在一個晶體管和可控硅脈沖電源，提高能源效率和減少工具電極損耗，并擴大了粗、精加工的可調(diào)范圍。 70 出現(xiàn)在低壓和高壓脈沖，多回路脈沖，脈沖可調(diào)的脈沖電源，表面粗糙度，加工精度和降低工具電極損耗和取得新進展。 在控制系統(tǒng)方面，從最初簡單的維持放電間隙，控制工具電極，微型計算機的發(fā)展，對電參數(shù)和非電參數(shù)的實時控制。 電火花加工工作原理 電火花加工時，工具電極和工件分別與脈沖電源的兩極，并浸在液體中，或在放電間隙的液體灌裝。通過間隙自動控制系統(tǒng)控制工具電極對工件的間隙，當兩個電極之間有一定的距離，兩個電極施加的脈沖電壓將工作液體擊穿，產(chǎn)生火花放電。在微通道放電瞬間集中了大量的熱量，溫度可高達攝氏一萬度，壓力也很大，這使這一點工作表面局部微量金屬材料立刻熔化，氣化，并爆炸濺到工作流體，快速冷凝，形成金屬的固體顆粒，是工作流體。然后對工件表面會留下一個小坑，放電痕跡，暫停，恢復絕緣狀態(tài)的兩個電極之間的工作流體。 然后，在兩個電極的另一點故障下的脈沖電壓比較接近，火花放電，重復上面的過程。因此，雖然每個脈沖金屬體積放電消融以每秒數(shù)千次的幾十個，但由于脈沖放電的影響，可以去除更多的金屬，具有一定的生產(chǎn)率。在工具電極與工件之間的侵蝕條件下的恒流放電間隙，當工件金屬，當工具電極與工件，最后處理相應的工具電極的形狀。因此，只要對電極和工件和工具電極的形狀類型之間的相對運動的變化，可以生產(chǎn)各種形狀的。 工具電極用導電性好，熔 點高，易加工的耐電蝕材料，如銅，石墨，銅鎢和鉬。在買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 這個過程中，工具電極是有損的，但小于金屬侵蝕量，甚至接近沒有損失。工作液作為放電介質(zhì)，但也發(fā)揮了作用，在冷卻過程中，芯片。的工作流體是低粘度，閃點高，性能穩(wěn)定的媒體，如煤油，去離子水和乳液。 電火花加工特性 1：電火花加工速度和表面質(zhì)量 模具電火花通常用于粗，精加工，文件的處理方法。粗加工的方式來實現(xiàn)高功率，低損耗，并且，在精加工電極相對損耗，但總的來說，精加工余量少，因此電極的磨損也很小，可以通過加工尺寸控制進行補償，或被忽略而不影響精度的要求。 2：火花碳渣和渣 電火花加工順利在殘?zhí)亢拖荚胶鈼l件。在實踐中往往以消除在處理速度為代價的殘?zhí)?，如高電壓，使用結束時，靜息脈等。排除碳渣的影響已加工表面形狀的另一個原因是復雜的，使排屑路徑不暢。只有積極創(chuàng)造良好的條件，采取一些方法來對癥積極治療。 3：工件和電極損耗之間的火花 電火花放電脈沖時間長，有利于降低電極損耗。電火花加工的粗加工一般采用長脈沖大電流放電加工速度快，電極損耗。在結束的時候，小電流放電必須降低放電脈沖時間，不僅增加了電極損耗，也降低了處理速度大大。 電火花加工是一種新的技術，從加工 完全不同。隨著工業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步，高熔點，高硬度，高強度，高脆性，高粘度和高純度的性能的新材料的出現(xiàn)。具有工作越來越要求的各種復雜的結構和特殊的技術，使傳統(tǒng)的機械加工方法無法處理或難加工。因此，除了進一步發(fā)展和完善的加工方法的人，也能尋求新的加工方法。電火花加工方法能適應生產(chǎn)發(fā)展的需要，并表現(xiàn)出了許多優(yōu)異的性能，故應用，得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應用。 電火花加工主要特點 1 對普通方法加工難加工材料和復雜形狀工件； 2 沒有力的加工； 3 無毛刺和條紋缺陷； 4 工具電極材料不需比工件材料硬； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 5 功率處理直接使用，容易實現(xiàn)自動化； 6 處理后的表面改性層，必須進一步去除中的一些應用； 7 在煙霧污染治理工作液的凈化處理。 電火花加工的主要目的是：模具和復雜形狀的工件的孔和型腔加工；各種難加工硬脆材料，如硬質(zhì)合金、淬火鋼；深孔加工孔，異形孔，深槽，窄、切割片；各種異型工具處理，模型和螺紋環(huán)規(guī)工具和量規(guī)。 電火花加工主要用于孔，模具型腔加工，已成為模具制造行業(yè)的領先的加工方法，提高模具行業(yè)的技術進步。電火花在 3000 以下零件號，模具沖壓件更為經(jīng)濟合理。根據(jù)與所使用的工具和工件的相對運動特性的電火花加工工藝的 不同，可分為：電火花加工，電火花線切割，電火花銑削加工和電火花加工，電火花加工非金屬表面強化處理，等。 這種方法是通過工具電極進給運動相對于工件，對工件的工件電極形狀和大小的復制，因此加工所需要的零部件。它包括放電腔的加工和機械加工兩個。放電腔的加工主要用于各種熱鍛模具型腔加工，壓鑄，擠壓模具，塑料模具和塑料薄膜。電火花加工主要用于孔（孔，方孔，孔，多邊形孔），曲線控（彎孔，螺絲孔，孔和微孔）處理。近年來，為了解決電極孔的橫截面小，加工容易變形，孔深徑比大，在電火花加工屑困難的問題，在高速加工的發(fā)展，取得了 良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 電火花打孔機能夠處理任何高強度，高硬度，高韌性，高脆性和高純度的導電材料，也可以加工方形孔內(nèi)，微孔和深孔高長徑比。在這個過程中，電火花加工的原理是通過電流擊穿介質(zhì)產(chǎn)生的熱量，氣化和熔化的材料，不產(chǎn)生力，所以不會產(chǎn)生毛刺和條紋缺陷。由于電火花是緩慢的，高頻脈沖電源的使用，可以提高工作效率，以實現(xiàn)高速電火花加工鉆孔機床的設計目的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 本課題研究的內(nèi)容及方法 主要的研究內(nèi)容 在查閱了國內(nèi)外大量的有關數(shù)控 電火花打小孔 設計理論及相關知識的資料和文獻基礎上，綜合考慮數(shù)控 電火花打小孔 結構特點、具體作業(yè)任務特點以及數(shù)控 電火花打小孔 的推廣應用，分析確定使用數(shù)控 電火花打小孔 配合生產(chǎn)工序，實現(xiàn)自動化的目的。 為了實現(xiàn)上述目標，本文擬進行的研究內(nèi)容如下 : 1 根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)的環(huán)境要求和數(shù)控 電火花打小孔 本身的結構特 點，確定數(shù)控 電火花打小孔 整體設計方案。 2 確定數(shù)控 電火花打小孔 的性能參數(shù)，對初步模型進行靜力學分析，根據(jù)實際情況選擇電機。 3 從所要功能的實現(xiàn)出發(fā)，完成數(shù)控 電火花打小孔 各零部件的結構設計； 4 完成主要零部件強度與剛度校核。 設計要求 1 根據(jù)所要實現(xiàn)的功能，提出 數(shù)控 電火花打小孔 的整體設計方案 ； 2 完成 數(shù)控 電火花打小孔 結構的詳細設計 ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 3 通過相關設計計算，完成電機選型； 4 完成 三維數(shù)控 電火花打小孔 結構的三維造型； 繪 制三維數(shù)控 電火花打小孔 結構總裝配圖、主要零件圖 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 2 高速電火花打小孔機床總體設計 總體概述 電火花小孔加工機床能加工不銹鋼，淬火鋼，硬質(zhì)合金，銅，鋁等多種導電材料 ，能加工孔徑 大深徑比能達 300:1 以上，加工速度每分鐘可達 40能直接從斜面，曲面穿入 ,工作臺 X,Y,Z 軸配有光柵數(shù)顯， Z 軸具有定深功能。 技術參數(shù) 表 2術參數(shù) 工作臺面尺寸 (438318 438318 工作臺行程 (350250 350250 Z 軸行程 (300+300 300+300 加工深度 (0 300 0 300 最大加工速度 (mm/mm/65 65 最大加工電流 (A) A) 30 30 加工孔徑范圍 (3 3 工作臺承受重 量 (200 200 工作液 /皂化液 /皂化液 作液桶容量 (L) L) 30 30 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 機床供電電源 80V/5080V/50大消耗功率 (of 床外形尺寸 (11007501700 11007501700 機床重量 (600 600 控制方式 軸自動 軸自動 顯 軸數(shù)顯 3 二軸數(shù)顯 2 Z 軸定深功能 設計原理 數(shù)控 電 火花打小孔 的設計應滿足一下幾個條件首先就是必須保證工件定位可靠的可靠性，為了使工件與點保持準確的相對位置，必須根據(jù)要求的點，去選擇合適的定位機構。再者就是要有足夠的強度和剛度除了受到工件、工具的重量，還要受到本身的重量，還受到在運動過程中產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，沒有足夠的強度和剛度可能會發(fā)生折斷或者彎曲變形，所以對于受力較大的進行強度、剛度計算是非常必要的。最后要盡可能做到具有一定的通用性 ， 如果可以應考慮到產(chǎn)品零件變換的問題。為適應不同形狀和尺寸的零件，為滿足這些要求，可將制成組合式結構，迅速更換不同的部 件及附件來擴大機構的使用范圍。 X 軸 、 Y 軸 和 Z 軸采用絲杠傳動： X 軸 電動機 聯(lián)軸器 滾珠絲杠 Y 軸 電動機 聯(lián)軸器 滾珠絲杠 Z 軸 電動機 聯(lián)軸器 滾珠絲杠 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 3 X 軸 進給機構 結構及傳動設計 擬定 X 軸進給方案圖 X 向進給絲桿支承方式圖所示 圖 3動系統(tǒng)圖 最大工作載荷的計算 根據(jù)給定的有效行程，畫出工作臺簡圖，估算 X 向和 Y 向工作臺承載重量 計工作臺簡圖如下： 圖 3作臺簡圖 X 向拖板 (上拖板 )尺寸為 : 50240480 重量 : 04 8 0 23 (Y 向拖板 (下拖 板 )尺寸為 : 50240480 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 重量 : 04 8 0 23 (上導軌 (含電機 )重量 : 0358 0 0284 8 09 0 0( 23 (假設夾具及工件重量 : 最大承載重量 50作臺運動部分總重量為 : (最大動載荷的計算 3(610/60 (m i n/80/1 0 0 0m a x (式中： L 滾珠絲杠副的壽命系數(shù)，單位為 610 r； T 絲杠壽命，取 15000； 荷系數(shù)，一般取 度系數(shù)取 1； X 向絲杠副最大工作載荷，其值為 X 向滾珠絲杠導程，初選為 X 向最大工進速度，該設計值為 .0 m ； n X 向最大工進速度對應絲杠的轉(zhuǎn)度，單位 r 。 計算得出得 ： (滾珠絲杠螺母副的選型 根據(jù)計算出的最大動載荷選擇江蘇啟東潤澤機床附件有限公司生產(chǎn)的 用雙螺母方式預緊，精度等級為 3 級，其參數(shù)如表 3示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 表 3滾珠絲杠相關參數(shù) 公稱直徑/導程 /鋼 球 直 徑/絲杠外徑/絲 杠 底 徑/額定載荷/接觸剛度 / 1 0dhPd 2d 453 20 5 9 4 滾珠絲杠副的支承方式 考慮到 X 向滾珠絲杠副的長度、精度與負載的大小以及改造成本，采用雙推 方式軸向剛度高，位移精度好，可以進行預拉伸。 傳動效率的計算 =) 式中： 螺距升角，d ,可得 =228； 摩擦角，一般取 =10。 算得： =)01822822 = (剛度的驗算 1 = （ “+”號代表拉伸， “-”代表壓縮） 式中：絲杠的最大工作載荷，單位為 N ； 絲杠縱向最大有效行程，單位為 E 絲杠材料的彈性模量，鋼 M P ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 S 絲杠的橫截面面積，單位 2絲杠螺紋的底徑2d確定。 根據(jù)設計， 4202d為 算得： 1 =25 ) 5 9 =( (=4.7 m 查表 3知， m 131 (7) Y 向 滾珠絲桿副的幾何參數(shù) (見表 1) 表 4 向滾珠絲桿副的幾何參數(shù) 參數(shù)名稱 符號 關系式 紋 滾 道 公稱直徑 30 導程 6 接觸角 383 鋼球直徑 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 滾道法面半徑 R 心距 e s 紋升角 383 螺 桿 外徑 d qo 徑 1d o 221 觸直徑 2d co s2 qo 母 螺紋直徑 D o 22 徑 1D qo 步 進電機的計算，校核和選型 (1) 初選步進電機 a)