高速电火花打小孔机床机械结构的设计（优秀通过答辩全套带图）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共58页)
编号：998533
类型：共享资源
大小：27.33MB
格式：RAR
上传时间：2017-01-23
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
高速
电火花
小孔
机床
机械
结构
设计
优秀
优良
通过
答辩
全套
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
徐州工程学院外文翻译 1 三轴并联铣床的功能仿真器 米洛斯 德拉甘米卢蒂诺维奇和莎莎 稿日期： 2007年 7月 12日 接 稿 日期： 2008 年 6月 27日 发表时间： 2008年7月 24日 施普林格出版社有限公司 2008年伦敦 摘要： 尽管许多实验室，许多人 以 并联机床 的 运动机 为 研究和发展的主题，不幸的是， 至今还是 没有个人 有一定的成就 。 因此 ,利用低成本的但是功能强大的模拟器模拟三轴联动铣床来获取基本经验。 这个想法是基于这样的模拟器可以由传统的三轴数控机床的控制驱动基础上 进行的 。本文描述了一个包括相应的 并联机构，运动学建模和编程算法的选择模拟器的发展过程。功能模拟器的想法已经被 充分 验证 在 标准化操作条件下 ， 使得一些软材料试件 加工成功 。 关键词 ： 并联机床 ； 功能仿真器 ； 模拟和测试 1 简介 在当今世界上， 教育和培训 具有 战略 上的 重要性，特别是在技术和科学学科 。这也适用于并行结构机研究和开发这个世界性的话题。 对并联机床的基本知识的已经出版很多书， 许多不同的并行机制， 3 至 6个自由度，包括三自由度并联机构平移正交， 也有使用。 今天，不幸的是，研究机构，大学实验室，和企业绝大多数没有并联机床。究其原因，很明显，是教育和培训 的新技术，如个人知识管理，成本高。为了有助于实现在造型，设计，控制，编程实践经验的收购，以及个人知识管理， 降低 成本， 可以 使用 新 提出 的三 轴并联铣床功能仿真器 来实现。这个想法是基于这样的模拟器可以由传统的 3 轴数控机床的控制驱动 基础上进行的。 作为传统的 三 轴数控机床的轴是相互正交，不同的三自由度正交平移关节空间并联机构，可用于生成模拟器 。 本文描述了模拟器发展，包括相应的并联机构，运动学建模和编程算法的选择程序。功能模拟器 应经被 验证了 在 行 业 标准化操作条件下 成功加工 一些软质材 料。 2 模拟器的概念 根据现在的知识 ,以系列 运动机器和可用的资源为其程序 ,模拟器看作一种混合的三轴驱动传统数控铣床空间并联机构。 其中的一种 功能仿真器 的 概念 ，如徐州工程学院外文翻译 2 图 1所示 。 完全平行的 三 自由度不断支撑关节的长度和线性驱动机制，由传统的 三 轴数控机床的控制。这个机制是基于线性三角，但与正交的线性驱动关节，促进其用用平台，始终保持与基地的同时，使主轴在三个不同的正交 。在图一中 ,始终如一的平行与地平行 ,使主轴的位置在三个不同的正交 P,论文中。一些可能的配置的机制、其中的一个平台被选中 ,因为 它使便于安装并联机构的机器在 其中的 2 个 自由度被 用来减少来自 的震动 ,除了选择和调整引擎的机理与所选择的串行机 ,下面的过程，模型，算法，以及软件必须定义和发展 : 运动造型 ,即直接运动学、矩阵 , 运动学和奇异性分析模型 3 模拟器的机制作用 同时 作为垂直和水平 三 轴数控机床的串行正交和驱动仿真器的轴，是最好的，如果三 个 自由度空间并联 ， 模拟器的机制以及正交平移 的 关节。 与 串行数控机床的轴耦合，这将是必不可少的，在一般情况 下，至少有一个 两个 自由度被动的去耦串联机构。数控机床模拟器与移动刀架和工作台的 是最方便的 。在这样的概念 下 两三个轴的耦合，使 其中一个 自由度串联他们的去耦和被动的模拟器驱动机制就足够了。 如果没有横向和纵向的 3轴数控机床运动结构的划分， 有 三自由度正交平移关节，考虑和模拟器使用空间并联机构的一些例子， 如图 2， 他们的工作区的形状也显示在图中。 该机制 类 似 于 上面 的 例子 ， 在图所示 ， 基本运动学 的 概念 差异 问题 是可以 解决 的 。自由度被动串行 ， 用于分离驾驶 一 系列数控机床轴运动机制的例子如图所3示 。 在一些系列数控机床的概念 中 ，其轴 线可直接用作模拟的并行机制平移关节。在这种情况下，模拟器的一般概念的基础上，如图所示机制 就 可能 被 简化 了 。 图 4显示了没有自己的关节并联机构简化模拟器的例子。数控机床的驱动是一个卧式加工中心。相应的机械接口连接与分离轴加工中心联合 组成一个 平行四边形。两自由度串联机构加工中心分离出来 轴。 图 5显示了一个简化的立式数控铣床与两个耦合轴模拟器 的 设计。模拟器的机制有一个自己的移动式 ， 联合两自由度串联机构也是垂直轴数控铣床脱钩使用方法 。 徐州工程学院外文翻译 3 4 模拟器造型的例子 图一中对模拟器详细的运动学分析是以图六中的几何模型为基础 的，由于机械本身特有的性质，平台和底座是平行的，因此，图一中的每个空间平行四边形由支柱表示。 连接底座和平台的坐标构架 P和 B是平行的，同时 平行于参考系列机器协调框架 M ，这使得整个模拟器造型归于普通化。这意味着分离并联机构的造型本身是可行的，并且不考虑其安装在水平还是垂直的系列机器上，也不考虑其在平台上的轴的位置。构架 B和 P中的向量 v 和 模拟器参数定义的向量： 移动平台上的连接中心之间的中心点 P被定义为 i=1， 2， 3） 工具 末端的位置向量在构架 P中被定义为 t , h. 模拟器的驱动轴参考点 （ i=1， 2， 3 ）连接坐标向量 L=l1 l2 , ,l1,和 TB a 0 0 11 , TB a 0 1 02 和 TB a 1 0 03 领域坐标向量： 代表工具末端已编制好的位置向量，而 代表平台的位置，即连接在上面的坐标构架P的原操作。由于坐标构架 B和 P总是平行的，所以这两个向量之间的关系是很明显的，即 (1) 其它向量和参数的定义如图六所示，其中 拟器连接坐标向量 系列机器连接坐标 之间的关系如图六所示，是 根据图六中几何关系，得出下列等式： 徐州工程学院外文翻译 4 等式 4中等号两边加以平方得出： 在等式 3中应用 运动学造型便被简化。为了满足这个要求，人们已经找到了具体的方法，即设置参考点 通过替代等式 5中的机械参数，得到三个等式的方程组： 由这个方程组又得出：相反的运动学等式如 和直接运动学等式如 由以上等式得出： 徐州工程学院外文翻译 5 如上所提，通过调整模拟器的机械参数，等式 6，相反和直接运动学的解大大被简化了。 为了满足等式 6中的条件，采用了六根指示长度的校准支柱，如图七，应用通过校正支柱长度而得出的相反和正运动学解，定义了 知道啥意思） (i=1, 2, 3)的参照点位置，并通过校准 图七。 析运动学的正解和逆解 分析逆运动学方差解，等式 8，在给定平台位置的情况下，不同的平行机械构造有： 基本构造，图 2a，在等式 8中，在平方根之前的所有符号都是负号 可供选择的构造之一，图 2b，在等式 8 中，在平方根之前所有符号都是正的 其它可能的机械构造，在等式 8中，在平方根之前 的符号是正负号用相同的方法，通过对运动学正解分析，等式 9，在驱动轴位置给定的情况下，建立不同的平行机械构造： 基本构造，图 2a，和实际情况一致，在等式 9中，在平方根之前是正号 供选择的构造，图 2c 和 d，在等式 9 中，在平方根之前是负号，根据驱动系列机器的结构可通过不同的方法实现图 2 所示的基本的和供选择的构造。 可比矩阵和异常分析 鉴于 常关系重大，这个问题已被细致分析，如图 2a 中显示的机械变型，这种机械变型可用来发展水平机器中心的模拟器，如图 1。考虑时间的情况下区分等式 8，得到的雅可比矩阵为： 徐州工程学院外文翻译 6 由于方程组 7 中的等式有连接和领域坐标的功能，根据它们的区别也可以得出 雅可比矩阵： 其中 是正逆运动学的 雅可比矩阵，用这种方法，可以识别出三种不同形式的异常，比如，正逆运动学异常和联合异常。 仔细分析 雅可比矩阵的决定因素， 正逆运动学异常和联合异常是显而易见的。 通过适当的描述和等式，图 8中显示了可能的模拟器异常构造，从图 8中可以看出，所有的异常都处在理论上可获得工作空间的临界上，所以，通过足够的设计解答和或机械限制可以轻松地避免这些异常，这就意味着可获得的模拟器工作空间要比理论上的工 作空间要小，理论上工作空间的界线是在半径 C 的汽缸上，而半径 中得出的 时半径 中的 中心的。 徐州工程学院外文翻译 7 5 模拟器的实例 大家都知道，除了要选择合适的运动学布局，选择正确的几何维度也是非常重要的，因为要考虑已定的用途，这是个困难的工作，开发 整图 1、 4 和 5 中的模拟器设计参数是为了在可用 器运作效果的基础上获得更多的模型和工作空间维度，其中制造的模拟器就是配给 个程序必须要进行重复，因为在选择基础设计参数时 ，要考虑机构因素可能的干扰和 ) 与 1)决定因素的重要性（等式 14、 15 和 16 中涉及）。 在图 6中模拟器变型的几何模型中，可以看到工作空间维度主要受到平行四边形长度 时要达到图 8中 和 对于配备模拟器的可用 用重复的程序对平行四边形长度 ,3,3重要结合进行分析，在每次重复过程中，要注意潜在的设计限制、干扰以及 ) 与 1)的重要性，即异常产生的距离。 用这种方法得到的参数在图 9中模拟器原型的详细设计中得到轻微的纠正，长度 C=850 ,300 ,350 平行四边形的 形状、体积和可获得工作空间的位置如图 2 在采用这种构想和设计参数的基础上，构造了头两个模拟器，如图 9、 10所示。 6 模拟器编程和测试 在 准开发模拟器编程系统（图 11），几何工作空间模型可以和其它系统交换，并且可以模仿工具轨迹， 线性插值工具轨迹是从 模拟器使用者可以选择 其它方式也能画出工具轨迹，系统的基础部分是由成的，并且不用后处理器发电机，后处理器包括正逆运动学（ 模拟器设计参数和模拟器工具途径的运算法则（图 12），模拟器工具途径线性化是必要的，因为 样的话，模拟器的工具轨迹仍在先定半径的偏差范围之内，先定半径是 件中点 和点 间， 对于以这种方式获得数控机床长节目 传送到数控机床，可以在空闲的模拟器运行验证。对轴的运动范围已经 在 处理器 上 检查了。 该模拟器在这个阶段的测试包括：核查的程序和通信系统，切割加工各种试件测试（图 13）。 徐州工程学院外文翻译 8 7 结束语 为了有助于实现在造型，设计，控制，编程实践经验的收购，以及 降低 个人知识管理 的 成本， 提出了三 轴并联铣床功能仿真。所开发的三维并联数控铣床功能仿真器作为混合系统，现有的技术设备（数控机床的 并联机制，为全面和复杂的教学 提供了 设施。关于功能模拟器的想法 ，为 验证一些软质材料 在 进行标准化测试操作条件下作出成功的 决策。 这个想法可能会进一步用于 模拟器 的 决策。致谢 由塞尔维亚科技部支持 ，并 提出的尤里卡计划 3239工作 。 12 007 /27 008 /24 008# 008in KM at of of a 3is as a to in KM is be by a of a of a by of of in is to R&D) KM 1. of a 315of is of a to of in a is 2is on by a of NC be 2, 7of a by of of s be to to as a of of of a 2009) 42:813821*):D. . 6,11120 D of 1, by NC on 6to M,of of in P, as of of B, it of on s to of s to be of of 1 2 of s 2009) 42:813821 s to of by of n of at it be s as As in NC it be in a to NC In of of of of NC 2. as in of of of of of of NC as s In of on 2 be an of NC is a of 2s Y of a NC s is of NC of 1,on 6. As s 1, is by B,to at M of it to of of on of 3 of of s 4 of 2009) 42:813821 815v in Bby of at in Pi 1; 2; 3. of is in P138T, 0h. of s i 1; 2; l 138T, l1,by NC 0001000 138of x of P to is B as 6, c is of s l 138m as 6, 0112On of in 6,of q. 4 is 0 6q. 3, is In i. e.,of 6 of 5 of a on NC 2009) 42:813821s q. 5, of is 0008:7 0:8as 09s201 2 i 1; 2; 3As it by of 6, of is To q. 6 of 7. of of i,(i=1, 2, 3) by he of of q. 8, of be 2a, in q. 8, of 2b, 8, in 8, a of 9, of of be 2a, to q. 9, is a 2c d, 9, is a 2be in to of KM in 2a, of 7 of s 2009) 42:813821 817on 1. q. 8 to 110As q. 7 of be by 2101122of of of as as 1408 08 of as be s As it be 8, of so be to or s is of on of c B, q. 8 c B, he of it is in to of is KM 1, 8to a is a KM is 1of 1, 4, in to on of NC is of to of of ) 1) 14, 15,8 2009) 42:813821In of 6,it be by c, as as to of of 3, 3I1 NC c ,3,3in In to as as to of ) 1), to in in of 9. c=850 ,300 mm ,350 mm of 90)AM C 11). It is to is be in by of of of s 12). s NC s as s In s j1NC 9 110 411 2009) 42:813821 819is NC of of in of in of by 13)to of in a is of D as a AM a by of of an &D be of s 13 of 12 of s 2009) 42:813821he 239 by , (2002) 1(2):671683 00077)61706 (2000) of of , (2003) of a 39:403410 , , (2006) of a 4:3949 02635747040003475. S, W (2003) of a J 25:4351 O (1999) et 95399 , , , , , (2005) Developme 毕 业 设 计 高速电火花打小孔机床机械结构设计 学生姓名： 专业班级： 机械设计 班 指导教师： 讲师 学 院： 机电工程学院 2013 年 05 月 东北林业大学本科设计 2 东北林业大学 毕 业 设 计 任 务 书 高速电火花打小孔机床机械结构设计 学生姓名： 业班级： 机械设计 班 指导教师： 讲师 学 院： 机电工程学院 2014 年 05 月 05 日 东北林业大学本科设计 3 题目名称 ： 高速电火花打小孔机床机械结构设计 任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求） 1. 搜集资料 ：查阅图书馆，资料室的有关资料，对查阅的资料进行分类和标注，作为以后的撰写工作做基础。另外通过网络进行资料的收集，可以在期刊和有关的学术论文中学习相应的设计方法。 2. 通过实习。将实习中所学到的知识运用到设计中。通过对比，修正设计的中相应的参数。 3. 利用自己所学的，如机械原理等知识进行机构及磨片的创新设计，利用机械设计知识进行零部件的设计以期待在老师的指导下取得设计的最佳方案 4. 运用 软件 ，完成产品的概念、外观、结构、零部件和总体设计，并完成虚拟装配。 2. 计划与时间安排 ： 1） 2013 年 12 月 05 日 2013 年 12 月 20 日：调研、搜集文献资料。 利用网络检索功能查找有关电火花打小孔机床的各方面资料。 2） 2014 年 3 月 15 日 2014 年 3 月 30 日：设计任务分析，确定电火花打小孔机床的主要参数查找并计算其他的相关参数，进行磨片齿形的创新设计及监测控制系统的设计，确定整体方案。 3） 2014 年 4 月 1 日 2014 年 5 月 15 日：利用 件来完成对电火花打小孔机床结构的平面绘制工作。 4） 2014 年 5 月 16 日 2014 年 6 月 15 日：编写设计说明书 ,对图纸进行最 终的修改和完善，进行最终的答辩。 其中： 参考文献篇数： 说 明 书 字 数 ： 图 纸 张 数 ： 20 篇以上 8 000 字以上 折合 纸 4 张，其中至少 1 张装配图 专业负责人意见 签名： 年 月 日 东北林业大学本科设计 4 选题依据（选题经过，国内外动态，初步设想及 创新点等）及可行性论述。 一 、 国内外动态与设计目的 电火花技术从 1943 年 被研发成功以来，其结构和性能不断地得到改进。 50年代初，改进为电阻 电容等回路。同时，还采用脉冲发电 机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低。 随后又出现了 大功率电子管 、闸流管等 高频脉冲电源 ，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。 60年代中期，出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了 能源利用效率 和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。 到 70 年代，出现了高 低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。 电火花加工主要用于模具生产中的型孔、型腔加工，已成为模具制造业的主导加工方法，推动了模具行业的技术进步。 电火花打小孔机床 可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料 ，而且可以加工方异形体孔，微小小孔以及长径比较大的深孔 。在加工过程中，由于 电火花加工的原理是利用电流击穿介质时产生的热量，气化或融化材料，不产生 无切削力 ，所以 不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷 。 由于电火花加工一般比 较缓慢，这里拟使用高频脉冲电源从而提高工作效率，以达到设计高速电火花打小孔机床的目的。 二 、 初步设想 1. 基本原理： 脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质 中。工具与工件始终保持一定距离，电流击穿介质产生热量气化或融化工件的对应位置，通过不断进给形成小孔。 2. 结构：机架、 脉冲电源 、 Z 轴 传动系统 、 工作台 、 液态介质 循环系统 等组成 。 三 课题研究大体分为三步： 1. 进行总体方案构思，通过计算分析，提出设计方案，绘制结构草图。 2. 进行总体结构设计，确定 高速电火花打小孔机床的 总体方案。 3. 进行重要机构设计，完成设计绘图。 四 课题研究可行性分析： 1. 在校学习阶段，学习过机械制图，机械原理，机械设计，机电一体化，机器人及各种制图软件。 2. 设计过程中遇到的困难可以向指导老师请教，可以和同学探讨查阅相关资料并可以观察和分析实物等方式解决。 论文撰写过程中拟采取的方法和手段 1. 搜集资料 ：查阅图书馆，资料室的有关资料，对查阅的资料进行分类和标注，作为以后的撰写工作做基础。另外通过网络进行资料的收集，可以在期刊和有关的学术论文中学习相应的设计方法。 2. 通过实习。将实习中所学到的知识运用到设计中。通过对比， 修正设计的中相应的参数。 3. 利用自己所学的，如机械原理等知识进行机构及磨片的创新设计，利用机械设计知识进行零部件的设计以期待在老师的指导下取得设计的最佳方案 4. 运用 软件，完成产品的概念、外观、结构、零部件和总体设计，并完成虚拟装配。 计 划 进 度 及 其 内 容 1） 2013 年 12 月 05 日 2013 年 12 月 20 日：调研、搜集文献资料。 利用网络检索功能查找有关电火花打小孔机床的各方面资料。 2） 2014 年 3 月 15 日 2014 年 3 月 30 日：设计任务分析，确定电火花打小孔机床的主要参数查找 并计算其他的相关参数，进行磨片齿形的创新设计及监测控制系统的设计，确定整体方案。 3） 2014 年 4 月 1 日 2014 年 5 月 15 日：利用 件来完成对电火花打小孔机床结构的平面绘制工作。 4） 2014 年 5 月 16 日 2014 年 6 月 15 日：编写设计说明书 ,对图纸进行最 终的修改和完善，进行最终的答辩。 写 作 提 纲 一 . 绪论（ 查阅有关 高速电火花打小孔机床 方面 的有关资料，了解其国内外发展）。 二 . 高速电火花打小孔机床 主要参数的确定及整体布局分析计算。（ 1）确定 高速电火花打小孔机床 的 Z 轴 ，主电机功率，转速 等 高速电火花打小孔机床 的主要参数（ 2）完成对主轴等主要部件的校核工作（ 3）对 高速电火花打小孔机床 的各个结构部分进行合理的空间布局。 三 . 高速电火花加工机床 Z 轴 传动系统 的设计。 四 . 高速电火花打小孔机床液态介质循环系统的设计。 五 . 结论。 指导教师 意 见 签名： 年 月 日 专业 意见 签名： 年 月 日 注：纸张填写不够可另加附页。 参 考 文 献 1花军 现代木工机床设计 哈尔滨：东北林业大学出版社 2004 2王正本 木工机床设计 哈尔滨：东北林业大学出版社 1995 3左建民 液压与气压传动 北京 ：机械工业出版社 1999 4王三民 诸文俊 机械原理与机械设计 北京：机械工业出版社 2001 5蔡 兰 机械零件工艺性手册 北京：机械工业出版社 1995 6吴宗泽 罗圣国 机械设计课程设计手册 北京：高等教育出版社 1991 7龚湘义等 机械设计课程设计图册 北京：高等教育出版社 1987 8邱宣怀 机械设计（第四版） 北京：高等教育出版社 1997 9梁德本 叶玉驹 机械制图手册 北京：机械工业出版社 1997 10郭爱莲 新编机械工程技术手册 北京：经济日报出版社 1991 11卢万欣 电火花加工系统 长春光学精密机械学院学报 1998 12王燕青 ; 白基成 ; 郭永丰 黄 河 ; 曹明让 ; 梅剑虹 高速电火花小孔加工放电间隙液固两相流场蚀除微粒分布数值模拟 第 13 届全国特种加工学术会议论文集 2009 13叶树林 小孔的特种加工技术综述 机械 工程师 1997 14叶军 李晓波 杨海斌 电火花高速小孔加工技术及其应用 15 刘晶 刘丽华 互换性与测量技术基础 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 2001 16蔡春源 机电液设计手册 北京：机械工业出版社 1997 17田克华 互换性与测量技术基础 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 1996 18大连工学院机械设计教研室 编 金属切削机床设计 北京：机械工业出版社 1994 19王润仓 高速电火花加工小孔工艺 来源： 机械工人冷加工期刊 199020王润仓 高速电火花加工小孔的发展及应用来源：电加工 期刊 1991I 摘要 本次设计是对 高速电火花打小孔机床 的设计。 在这里 主要包括 : Z 轴 传动系统的设计、 机架 工作台 系统的设计、 液态介质循环系统 系统 。 这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件 。 整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到丝杆上，丝杆带动丝杆螺母，从而带动整机装置运动装置运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本论文研究内容： (1) 高速电火花打小孔机床总体结构设计。 (2) 高速电火花打小孔 机床工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4) 高速电火花打小孔机床的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)运用计算机辅助设计，对设计的零件进行三维建模。 (7)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 高速电火花打小孔机床， 联轴器， 滚珠丝杠 of is of Z on of to a is by to to of of (1) a of (2) of of (3) of (4) a DM on (5) of (6) of 3D of (7) to DM on 目 录 目 录 . 3 1 概述 . 错误 !未定义书签。 火花加工前言 . 错误 !未定义书签。 火花加工工作原理 . 错误 !未定义书签。 火花加工特性 . 错误 !未定义书签。 火花加工主要特点 . 错误 !未定义书签。 2 高速电火花打小孔机床总体设计 . 错误 !未定义书签。 体概述 . 错误 !未定义书签。 术参数 . 错误 !未定义书签。 3 高速电火花打小孔 机床 Z 轴机械结构设计 . 错误 !未定义书签。 定脉冲当量 . 错误 !未定义书签。 珠丝杠螺母副的计算和选型 . 错误 !未定义书签。 度的选择 . 错误 !未定义书签。 杠导程的确定 . 错误 !未定义书签。 大工作载荷的计算 . 错误 !未定义书签。 大动载荷的计算 . 错误 !未定义书签。 珠丝杠螺母副的选型 . 错误 !未定义书签。 珠丝杠副的支承方式 . 错误 !未定义书签。 动效率的计算 . 错误 !未定义书签。 度的验算 . 错误 !未定义书签。 定性校核 . 错误 !未定义书签。 界转速的验证 . 错误 !未定义书签。 进电动机的选择 . 错误 !未定义书签。 杠轴的校核 . 错误 !未定义书签。 的校核 . 错误 !未定义书签。 承的校核 . 错误 !未定义书签。 线滚动导轨副的计算、选择 . 错误 !未定义书签。 柱的强度与刚度的计算 . 错误 !未定义书签。 4 主 轴部分计算 . 错误 !未定义书签。 轴部分电机的选取 . 错误 !未定义书签。 轴的基本要求 . 错误 !未定义书签。 旋转精度 . 错误 !未定义书签。 刚度 . 错误 !未定义书签。 抗振性 . 错误 !未定义书签。 温升和热变形 . 错误 !未定义书签。 耐磨性 . 错误 !未定义书签。 轴组件的布局 . 错误 !未定义书签。 轴结构的初步拟定 . 错误 !未定义书签。 轴的材料与热处理 . 错误 !未定义书签。 轴的技术要求 . 错误 !未定义书签。 主轴直径的选择 . 错误 !未定义书签。 轴前后轴承的选择 . 错误 !未定义书签。 东北林业大学本科设计 4 轴承的选型及校核 . 错误 !未定义书签。 主轴前端悬伸量 . 错误 !未定义书签。 轴支承跨距 . 错误 !未定义书签。 主轴结构图 . 错误 !未定义书签。 主轴组件的验算 . 错误 !未定义书签。 支承的简化 . 错误 !未定义书签。 主轴的挠度 . 错误 !未定义书签。 主轴倾角 . 错误 !未定义书签。 5 高速电火花打小孔机床液态介质循环系统的设计 . 错误 !未定义书签。 件电极的设计 . 错误 !未定义书签。 极材料 . 错误 !未定义书签。 极的结构形式 . 错误 !未定义书签。 极尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 6 高速电火花打小孔机床的三维虚拟展示 . 错误 !未定义书 签。 结 论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 购买后包含有 咨询 I 毕 业 设 计 高速电火花打小孔机床机械结构设计 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 学 院： 2013 年 05 月 购买后包含有 咨询 北林业大学 毕 业 设 计 任 务 书 高速电火花打小孔机床机械结构设计 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 学 院： 2014 年 05 月 05 日 购买后包含有 咨询 目名称 ： 高速电火花打小孔机床机械结构设计 任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求） 1. 搜 集资料 ：查阅图书馆，资料室的有关资料，对查阅的资料进行分类和标注，作为以后的撰写工作做基础。另外通过网络进行资料的收集，可以在期刊和有关的学术论文中学习相应的设计方法。 2. 通过实习。将实习中所学到的知识运用到设计中。通过对比，修正设计的中相应的参数。 3. 利用自己所学的，如机械原理等知识进行机构及磨片的创新设计，利用机械设计知识进行零部件的设计以期待在老师的指导下取得设计的最佳方案 4. 运用 成产品的概念、外观、结构、零部件和总体设计，并完成虚拟装配。 2. 计划与时间安排 ： 1） 2013 年 12 月 05 日 2013 年 12 月 20 日：调研、搜集文献资料。 利用网络检索功能查找有关电火花打小孔机床的各方面资料。 2） 2014 年 3 月 15 日 2014 年 3 月 30 日：设计任务分析，确定电火花打小孔机床的主要参数查找并计算其他的相关参数，进行磨片齿形的创新设计及监测控制系统的设计，确定整体方案。 3） 2014 年 4 月 1 日 2014 年 5 月 15 日：利用 件来完成对电火花打小孔机床结构的平面绘制工作。 4） 2014 年 5 月 16 日 2014 年 6 月 15 日：编写设计说明书 ,对图纸进行最 终的修改和完善，进行最终的答辩。 其中： 参考文献篇数： 说 明 书 字 数 ： 图 纸 张 数 ： 20 篇以上 8 000 字以上 折合 纸 4 张，其中至少 1 张装配图 专业负责人意见 签名： 年 月 日 购买后包含有 咨询 速电火花打小孔机床机械结构设计 摘要 本次设计是对 高速电火花打小孔机床 的设计。 在这里 主要包括 : Z 轴 传动系统的设计、 机架 工作台 系统的设计、 液态介质循环系统 系统 。 这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件 。 整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的 动力传递到丝杆上，丝杆带动丝杆螺母，从而带动整机装置运动装置运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本论文研究内容： (1) 高速电火花打小孔机床总体结构设计。 (2) 高速电火花打小孔机床工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4) 高速电火花打小孔机床的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)运用计算机辅助设计，对设计的零件进行三维建模。 (7)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 高速电火花打小孔机 床， 联轴器， 滚珠丝杠 购买后包含有 咨询 V A of is of Z on of to a is by to to of of (1) a of (2) of of (3) of (4) a DM on (5) of (6) of 3D of (7) to DM on 买后包含有 咨询 录 目 录 . 概述 . 15 火花加工前言 . 15 火花加工工作原理 . 15 火花加工特性 . 15 火花加工主要特点 . 16 2 高速电火花打小孔机床总体设计 . 18 体概述 . 18 术参数 . 18 3 高速电火花打小孔机床 Z 轴机械结构设计 . 19 定脉冲当量 . 19 珠丝杠螺母副的计算和选型 . 19 度的选择 . 19 杠导程的确定 . 19 大工作载荷的计算 . 19 大动载荷的计算 . 20 珠丝杠螺母副的选型 . 20 珠丝杠副的支承方式 . 21 动效率的计算 . 21 度的验算 . 21 定性校核 . 22 界转速的验证 . 22 进电动机的选择 . 23 杠轴的校核 . 24 的校核 . 25 承的校核 . 26 线滚动导轨副的计算、选择 . 26 柱的强度与刚度的计算 . 29 4 主轴部分计算 . 32 轴部分电机的选取 . 32 轴的基本要求 . 33 旋转精度 . 33 刚度 . 33 抗振性 . 34 温升和热变形 . 34 耐磨性 . 34 轴组件的布局 . 35 轴结构的初步拟定 . 37 轴的材料与热处理 . 37 轴的技术要求 . 37 主轴直径的选择 . 38 轴前后轴承的选择 . 38 购买后包含有 咨询 轴承的 选型及校核 . 39 主轴前端悬伸量 . 41 轴支承跨距 . 41 主轴结构图 . 42 主轴组件的验算 . 42 支承的简化 . 42 主轴的挠度 . 43 主轴倾角 . 44 5 高速电火花打小孔机床液态介质循环系统的设计 . 45 件电极的设计 . 45 极材料 . 46 极的结构形式 . 47 极尺寸的确定 . 48 6 高速电火花打小孔机床的三维虚拟展示 . 51 结 论 . 56 参考文献 . 57 致 谢 . 58 购买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 X 购买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 北林业大学本科设计 15 1 概述 火花加工 前言 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称 1943 年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的电阻 50年代改进为电阻 电容等回路。同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低。随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。 60 年代出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。 70 年代出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面， 从最初简单地保持放电间隙，控制工具电极的进退，逐步发展到利 用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。 火花加工工作原理 进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控 制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。 在放电的微细通道中瞬时集中大量 的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形 成固体的金属微粒，被工作 液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。 紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀 除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。 在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除 工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方 式，就能加工出各 种复杂的型面。 工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属的蚀除量，甚至接近于无损耗。工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质，如煤油、去离子水和乳化液等。 火花加工特性 1：电火花加工速度与表面质量 模具在电火花机加工一般会采用粗、中、精分档加工方式。粗加工采用大功率、低损耗的实现，而中、精加工电极相对损耗大，但一般情况下中、精加工余量较少，因此电 极损耗也极小，可以通过加工尺寸控制进行补偿，或在不影响精度要求时予以忽略。 2：电火花碳渣与排渣 电火花机加工在产生碳渣和排除碳渣平衡的条件下才能顺利进行。实际中往往以牺牲加工速度去排除碳渣，例如在中、精加 工时采用高电压，大休止脉波等等。另一个影响排东北林业大学本科设计 16 除碳渣的原因是加工面形状复杂，使排屑路径不畅通。唯有积极开创良好排除的条件，对症的采取一些方法来积极 处理。 3：电火花工件与电极相互损耗 电火花机放电脉波时间长，有利于降低电极损耗。电火花机粗加工一般采用长放电脉波和大电流放电，加工速度快电极损耗小。在精加工 时，小电流放电必须减小放电脉波时间，这样不仅加大了电极损耗，也大幅度降低了加工速度。 电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。 随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工 件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够 适应生产发展的需要，并在应用中显示出很多优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。 火花加工主要特点 能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件； 加工时无切削力； 不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷； 工具电极材料无须比工件材料硬； 直接使用电能加工，便于实现自动化； 加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除； 工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。 电火花加工的主要用途是： 加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件； 加工各种硬、脆材料如硬质合金和淬火钢等； 加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等； 加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和 量具。 电火花加工主要用于模具生产中的型孔、型腔加工，已成为模具制造业的主导加工方法，推动了模具行业的技术进步。电火花加工零件的数量在 3000 件以下时， 比模具冲压零件在经济上更加合理。按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同，电火花加工可大体分为：电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨 削加工、电火花展成加工、非金属电火花加工和电火花表面强化等。 该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。电火花 型腔 加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。电火花穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、 螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取 得良好的社会经济效益。 电火花打小孔机床 可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料 ，而且可以加工方异形体孔，微小小孔以及长径比较大的深孔。在加工过程中，由于 电火花加工的原理是利用电流击穿介质时产生的热量， 气化或融化材料，不产生 无切削力 ，所以 不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷 。由于电火花加工一般比较缓慢，这里拟使用高频脉冲电源从而提高工作效率，以达到设计高速电火花打小孔机床的目的。 东北林业大学本科设计 17 东北林业大学本科设计 18 2 高速电火花打小孔机床 总体设计 体概述 电火花小孔加工机床能加工不锈钢，淬火钢，硬质合金，铜，铝等多种导电材料 ，能加工孔径 3大深径比能达 300:1以上，加工速度每分钟可达 40能直接从斜面，曲面穿入 ，工作台 X,Y,。 术参数 工作台面尺寸 (438318 438318 工作台行程 (350250 350250 Z 轴行程 (300+300 300+300 加工深度 (0 300 0 300 最大加工速度 (mm/mm/65 65 最大加工电流 (A) A) 30 30 加工孔径范围 (3 3 工作台承受重量 (200 200 工作液 /皂化液 /皂化液 作液桶容量 (L) L) 30 30 机床供电电源 80V/5080V/50大消耗功率 (of 床外形尺寸 (11007501700 11007501700 机床重量 (600 600 控制方式 轴自动 轴自动 显 轴数显 3 二轴数显 2 Z 轴定深功能 北林业大学本科设计 19 3 高速电火花打小孔机床 Z 轴 机械结构 设计 定脉冲当量 一个进给 脉冲，使 高速电火花打小孔机床 运动部件产生位移量，也称为 高速电火花打小孔机床 的最小设定单位。脉冲当量是衡量数控 高速电火花打小孔机床 加工精度的一个基本技术参数。经济型数控 机床 常采用的脉冲当量是 冲。 根据 高速电火花打小孔机床 精度要求确定脉冲当量 冲 。 珠丝杠螺母副的计算和选型 滚珠丝杠副的作用是将旋转运动转变为直线运动，其螺旋传动是在丝杠和螺母滚道之间放人适量的滚珠，使螺纹间产生滚动摩擦。丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动。螺母上设有返向器，与螺纹滚道构 成滚珠的循环通道。为了在滚珠与滚道之间形成无间隙甚至有过盈配合，可设置预紧装置。为延长工作寿命，可设置润滑件和密封件。 度的选择 滚珠丝杠副的精度直接影响数控 高速电火花打小孔机床 的定位精度，在滚珠丝杠精度参数中，其导程误差对 高速电火花打小孔机床 定位精度最明显。一般在初步设计时设定丝杠的任意 300程变动量300 1/2,在最后精度验算中确定。对于车床，选用滚珠丝杠的精度等级 1 3级（ 1 级精度最高）， 5级，考虑到本设计的定位精度要求和改造的经济性，选择 级，级。 杠导程的确定 选 择导程跟所需要的运动速度、系统等有关，通常在： 4、 5、 6、 8、 10、 12、 20 中选择，规格较大，导程一般也可选择较大（主要考虑承载牙厚）。在速度满足的情况下，一般选择较小导程（利于提高控制精度） ，本设计中初选向丝杠导程为 8 大工作载荷的计算 最大工作载荷叫进给牵引力 ,其实验计算公式如表 3 表 3导轨类型 实验公式 K 矩形导轨 )( 尾导轨 )2( 合或三角导轨 )( 8 表中 K 为考虑颠覆力矩影响时的实验系数； 为滑动导轨摩擦系数； G 为移动部件总重量。 G=1000 N 查表 3K 取 取 为 1000N ； 算得 )( =1197+ 3420+1000） =(N 东北林业大学本科设计 20 大动载荷的计算 载荷随时间急剧变化且使构件的速度有显著变化（系统产生惯性力），此类载荷为动载荷。比如起重机以等速度吊起重物，重物对吊索的作用为静载，起重机以加速度吊起重物，重物对吊索的作用为动载。 对于滚珠丝杠螺母副的最大动载荷 式中： L 滚珠丝杠副的寿命系数，单位为 610 r， 610/60 （ 通 高速电火花打小孔机床 T 取 5000控 高速电火花打小孔机床 T 取15000h； 载荷系数，一般取 设计取 硬度系数（ 58时取 等于 55时取 于 取 于 50时取 于 45时取 滚珠丝杠副的最大工作载荷，单位为 N。 本设计中车床纵向承受最大切削力条件下最快的进给速度 mV j ,初选丝杠基本导程 ，则丝杠转速 m 5/1000m a x 。取滚珠丝杠使用寿命 5000 ，带入 610/60 得 L =90；取 2.1 1入 ，求得 ： 17390N。 珠丝杠螺母副的选型 初选滚珠丝杆副时 应使其额定动载荷 C , 当滚珠丝杠副在静态或低速状态下10( 长时间承受工作载荷时，还应使额定静载荷 C )32( 。 根据计算出的最大动载荷 选择江苏启东润泽 高速电火花打小孔机床 附件有限公司生产的 用双螺母螺纹式预紧，精度等级为 4级，其参数如表 3 表 3公称直径 /导程/钢球直径 /丝杠外径 /丝杠底径 /额定载荷/接触刚度 / 1 02d 北林业大学本科设计 21 40 8 6 31 珠丝杠副的支承方式 滚珠丝杠
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号