《机械设备调试与识别》-6

6-1任务引入

本章主要讲解滚齿机、外圆磨床、数控电火花线切割机床的主要组成装置、运行原理和典型机械结构。其学习内容有:齿轮加工方法;滚齿机传动系统;滚齿机典型机械结构;外圆磨床传动系统;外圆磨床典型机械结构;数控电火花线切割机床的加工原理;DK7725型数控电火花线切割机床的主要机械结构。返回6-2重难点知识引导滚齿机传动系统和典型机械结构;外圆磨床典型机械结构;数控电火花线切割机床的加下原理和典型机械结构。返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统6-3-1齿轮加工常识

齿轮作为最常用的传动件，广泛应用于各种机械及仪表中，随着现代工业的发展，对齿轮制造质量要求越来越高，使齿轮加工设备向高精度、高效率和高自动化的方向发展。齿轮加工机床的种类很多，构造及加工方法也各不相同，但按齿形形成的原理分类，切削齿轮的方法可分为成形法和展成法两类。一、齿轮加工原理1.成形法成形法加工齿轮是使用切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状完全相符的成形刀具切出齿轮的方法。即由刀具的切削刃形成渐开线母线，再加上一个沿齿坯齿向的直线运动形成所要加工齿轮的齿面。这种方法一般在铣床上用盘铣刀或指形齿轮铣刀铣削齿轮，见图6-1。此外，一也可以在刨床或插床上用成形刀具刨、插削齿轮。下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

2.展成法展成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理(即上一对啮合轮齿脱离啮合之前，下一对轮齿应及时进入啮合状态，保证运动传递的连续性)进行的，其切齿过程模拟齿轮副(齿轮一齿条、齿轮一齿轮)的啮合过程。把其中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动，被加工工件的齿形表面是在刀具和工件包络过程中由刀具切削刃的位置连续变化而形成的。在展成法加工齿轮中用同一把刀具可以加工相同模数而任意齿数的齿轮。其加工精度和生产率都比较高，在齿轮加工中应用最为广泛，见图6-2.二、齿轮加工机床按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮和锥齿轮加工机床两大类。圆桩齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等，锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

三、齿轮加工刀具1.齿轮加工刀具的种类齿轮加工刀具是用于加工各种齿轮齿形的刀具。由于齿轮的种类很多，相应地齿轮刀具种类也极其繁多。一般按照齿轮的齿形可分为加工渐开线齿轮刀具和非渐开线齿轮刀具。按照其加工工艺方法则分为成形法和展成法齿轮加工刀具1)成形法齿轮加工刀具成形法齿轮加工刀具是指刀具切削刃的轮廓形状与被切齿的齿形相同或近似相同。常用的有盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀，如图6-3所示)2)展成法齿轮加工刀具这类刀具的切削刃廓形不同于被切齿轮任何剖面的槽形。被切齿轮齿形是由刀具在展成运动中若干位置包络形成的。展成法刀具的主要优点是一把刀具可加工同一模数的不同齿数的各种齿轮上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统2.齿轮滚刀1)齿轮滚刀的结构齿轮滚刀形似蜗杆，为了形成切削刃，在垂直于蜗杆螺旋线方向或平行于轴线方向铣出容屑槽.形成前刀面.转过一个周节的弧长，从而由切削刃包络出正确的渐开线齿形。图6-4所示为齿轮滚刀的结构。2)齿轮滚刀的主要参数齿轮滚刀的主要参数包括:外径、头数、齿形、螺旋升角及旋向等。外径越大，则加工精度越高。标准齿轮滚刀规定，同一模数有两种直径系列，I型直径较大，适用于AA级精密滚刀，这种滚刀用于加工7级精度的齿轮;且型直径较小，适用于A,B,C级精度的滚刀，用于加工8,9,to级精度的齿轮。单头滚刀的精度较高，多用于精切齿，多头滚刀精度较差，但生产率高。常用齿轮滚刀的结构如图6-4所示。该滚刀轴向齿形均为直线，而螺旋升角及旋向则决定了刀具在机床上的安装方位。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

3.插齿刀插齿刀也是按展成原理加工齿轮的刀具。它主要用来加工直齿内、外齿轮和齿条，对于双联或多联齿轮、扇形齿轮等的加工有其独特的优越性。插齿刀的外形像一个直齿圆柱齿轮。作为一种刀具，它必须有一定的前角和后角，尤其是将插齿刀的前刀面磨成一个锥面，锥顶在插齿刀的中心线上，从而形成正前角。为了使齿顶和齿侧都有后角，且重磨后仍可使用，将插齿刀制成一个“变位齿轮”，而且在垂直于插齿刀轴线的截面内的变位系数各不相同，从而保证了插齿刀刃磨后齿形不变。标准插齿刀有3种形式和3种精度等级，如图6-5所示。以盘形直齿插刀应用最为普遍。3种精度等级为AA,A,B级，分别用于加工6-8级精度直圆柱齿轮。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

4.剃齿刀剃齿刀是用于对未淬硬的圆柱齿轮进行精加工的齿轮刀具。剃后的齿轮精度可达6-7级，表面粗糙度可达

剃齿过程中，剃齿刀与被剃齿轮之间的位置和运动关系与一对螺旋圆柱齿轮的啮合关系相似，但被剃齿轮是由剃齿刀带动旋转。剃齿为一种非强制啮合的展成加工，如图6-6所示。剃齿刀本身是一个螺旋圆柱齿轮，其齿侧面上开有许多小沟槽，以形成切削刃。剃齿刀和齿轮啮合，带动齿轮旋转，在啮合点两者的速度方向不一致，使齿轮的齿侧面沿剃齿刀的齿侧面滑动，剃齿刀便从被切齿轮齿面上刮下一层薄薄的金属。为了剃出全齿宽和剃去全部余量，工作台要带动被剃齿轮做轴向往复进给运动，剃齿刀要做径向进给运动，同时剃齿刀在交替正、反转，以分别剃削齿轮轮齿的两个侧面。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统四、滚齿机加工齿轮的原理滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮及蜗轮，还可以加工花键轴的键槽。1.滚齿原理滚齿加工是根据展成法原理加工齿轮，滚齿的过程相当于一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程，见图6-7。将这对啮合传动副中的一个齿轮的齿数减少到一个或几个，螺旋角增大到很大，它就成了蜗杆。再将蜗杆开槽并铲背，形成刀具角度(如前角、后角、容屑槽等)，就成了齿轮滚刀。因此滚刀相当于一个斜齿轮，当机床使滚刀和工件严格地按一对斜齿圆柱齿轮的速比关系做旋转运动时，滚刀就可以在工件上连续不断地切出齿来。2.加工直齿圆柱齿轮1.机床的运动和传动原理图根据表面成形原理，加工直齿圆柱齿轮的成形运动必须包括形成渐开线齿廓(母线)的运动B11,和

B12形成直线形齿线(导线)的运动A,(图6-8)上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

1)展成运动及传动链:展成运动是滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面成形运动，可被分解为两个部分:滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12。B11和B12相互运动的结果，形成了轮齿表面的母线—渐开线。(2)主运动及传动链:每个表面成形运动都应有一个外联系传动链与动力源相联系，以产生切削运动。在图6-9中，外联系传动链:电动机1-2--3-4-滚刀，提供滚刀的旋转运动(称为主运动传动链)。传动链中的换置机构用于调整渐开线齿廓的成形速度，以适应滚刀直径、滚刀材料、工件材料、硬度以及加工质量要求等的变化。(3)垂直进给运动及传动链为了切出整个齿宽，即形成轮齿表面的导线，滚刀在自身旋转的同时，必需沿齿坯轴线方向作连续的进给运动A2。A2是一个简单运动，可以使用独立的动力源驱动。滚齿机的进给以工件每转时滚刀架的轴向移动量计，单位为mm/r上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

2)滚刀的安装滚刀刀齿是沿螺旋线分布的，螺旋升角为ω。加工直齿圆柱齿轮时，为了使滚刀刀齿方向与被切齿轮的齿槽方向一致，滚刀轴线与被切齿轮端面之间应倾斜一个角度δ，称为滚刀的安装角。它在数值上等于滚刀的螺旋升角ω。用右旋滚刀加工直齿的安装角如图6-10(a)所示，用左旋滚刀时倾斜相反，如图6-10(b)。图中虚线表示滚刀与齿坯接触一侧的滚刀螺旋线方向。

3.加工滚切斜齿圆柱齿轮

1)机床的运动和传动原理图斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比，端面齿廓都是渐开线，但齿长方向不是直线，而是螺旋线。因此，加工斜齿圆柱齿轮也需要两个运动:一个是产生渐开线(母线)的展成运动;另一个是产生螺旋线(导线)的运动。前者与加工直齿齿轮时相同，后者则有所不同。加工直齿圆柱齿轮时，进给运动是直线运动，是一个简单运动。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动，如图6-11所示。这个运动可分解为两部分，滚刀架的直线运动A,，和工作台的旋转运动。工作台要同时完成B12和两种旋转运动，称为B22附加转动。这两个运动之间必须保持确定的关系，即滚刀移动一个工件的螺旋线导程T时，工件应准确地附加转过一转。滚切斜齿圆柱齿轮时的两个成形运动都各需一条内联系传动链和一条外联系传动链，如图6-12所示。展成运动的传动链与滚切直齿时完全相同。产生螺旋运动的外联系传动链—进给链，也与切削直齿圆柱齿轮时相同。但是，这时的进给运动是复合运动，还需一条产生螺旋线的内联系传动链。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

这两个运动同时传给工件，在点7必然发生干涉。因此，图6-12实际上是不能实现的，必须采用合成机构，把B11和B22合并起来，然后传给工作台。如图6-13所示，合成机构把来自滚刀的运动(点5)和来自刀架的运动(点15)合并起来，在点6输出，传给工件。2)工件的附加转动滚切斜齿圆柱齿轮时，为了获得螺旋线齿线，要求工件附加转动B2与滚刀轴向进给运动A21，之间必须保持确定的关系，即滚刀移动一个工件螺旋线导程T时，工件应准确地附加转过1转，用图6-14对此来加以说明。设工件螺旋线为右旋，当刀架带着滚刀沿工件轴向进给叮，滚刀由a点到B点时.为了能切出螺旋线齿线3)滚刀的安装像滚切直齿圆柱齿轮那样，为了使滚刀的螺旋线方向和被加工齿轮的轮齿方向一致，加工前，要调整滚刀的安装角。它不仅与滚刀的螺旋线方向及螺旋升角。有关，而且还与被加工齿轮的螺旋线方向及螺旋角B有关。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统6-3-2Y3150E型滚齿机传动系统

Y3150E型滚齿机主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮。此外，使用蜗轮滚刀时，还可用手动径向进给滚切蜗轮或通过切向进给机构切向进给滚切蜗轮，也可用相应的滚刀加工花键轴、链轮及同步带轮。机床的主要技术参数为:加工齿轮最大直径500mm,最大宽度250mm,最大模数8mm,最小齿数为5k(k为滚刀头数)。一、Y3150E型滚齿机主要组成部分

如图6-15所示，机床由床身1、立柱2、刀架滑板3、滚刀架5、后立柱8和工作台9等主要部件组成。立柱2固定在床身1上。刀架滑板3带动滚刀架可沿立柱导轨做垂向进给运动或快速移动。滚刀安装在刀杆4上，由滚刀架5的主轴带动做旋转主运动。滚刀架可绕自己的水平轴线转动，以调整滚刀的安装角度。工件安装在工作台9的芯轴7上或直接安装在工作台上，随同工作台一起做旋转运动。工作台和后立柱装在同一滑板上，可沿床身的水平导轨移动，以调整工件的径向位置或做手动径向进给运动。后立柱上的支架6可通过轴套或顶尖支承在工件芯轴的上端，以提高滚切工作的平稳性。返回下一页6-3Y3150E型滚齿机传动系统二、Y3150E型滚齿机传动系统和调整计算1.加工直齿圆柱齿轮1)表面成形运动根据展成法滚齿原理可知，用滚刀加工齿轮时，除具有切削工作运动外，还必须严格保持滚刀与工件之间的运动关系，这是切制出正确齿廓形状的必要条件。因此，滚齿机在加工直齿圆柱齿轮时的工作运动有以下几种。

1)主运动:主运动即滚刀的旋转运动。根据合理的切削速度和滚刀直径，即可确定滚刀的转速。(2)展成运动:展成运动即滚刀与工件之间的啮合运动。两者应准确地保持一对啮合齿轮的传动比关系。设滚刀头数为h,，工件齿数为Z,则每当滚刀转1转时，工件应转k\Z转。

(3)垂直进给运动:垂向进给运动即滚刀沿工件轴线方向做连续的进给运动，以切出整个齿宽上的齿形。根据合理的工艺条件(滚刀和工件材料)，即可确定滚刀的垂向进给速度。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统为了实现上述3个运动，机床就必须具有3条相应的传动链，而每一传动链中，又必须有可调环节(即变速机构)，以保证传动链两端件间的运动关系。图6-16即为加工直齿圆柱齿轮时的滚齿机传动原理图

2)传动链的调整计算根据上面讨论的机床在加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理图，即可从图6-17所示的传动系统图中找出各个运动的传动链，并进行运动的调整运算。图中的数字标号表示齿轮的齿数。

(1)主运动传动链。主运动传动链的两端件及其运动关系是:主电动机n主(1430r/min)一滚刀主轴n刀(r\min)其传动路线表达式表达式为上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

机床上备有A,B挂轮为A/B=22/44,33/33,44/22。因此，滚刀共有如表6-1所列的9级转速。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统(2)展成运动传动链。展成运动传动链两端件的运动关系是:当滚刀转1转，工件相对与滚刀转k/Z转。其传动路线表达式表达式为化简上式可得展成运动挂轮的计算公式上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

(3)垂向进给运动链。垂向进给运动链的两端件及其运动关系是:当工件转1转时，由滚刀架带动滚刀沿工件轴线进给f，其传动路线表达式表达式为上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统表当垂直进给量确定后，可从表6-2中查出进给挂轮。

2.加工斜齿圆柱齿轮

1)加工针齿圆柱表面成形运动与加工直齿圆柱齿轮时一样，加工斜齿圆柱齿轮时同样需要主运动展成运动、垂向进给运动。此外，为了形成螺旋形的轮齿，还必须给工件一个附加运动，这同在铣床上铣螺旋槽相似，即刀具沿工件轴线方向进给一个螺旋线导程时，工件应均匀地转1转。所以，在加工斜齿圆柱齿轮时，机床必须具有4条相应的传动链来实现上述4个工作运动，图6-18为加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的传动原理图。图6-18中uf为附加运动链的变速机构传动比，符号∑来表示运动合成机构。需要特别指出的是，在加工斜齿圆柱齿轮时，展成运动和附加运动这两条传动链需要将两种不同要求的旋转运动同时传给工件。在一般情况下，两个运动同时传到一根轴上时，运动会发生干涉而将轴损坏。所以，在滚齿机上设有把不同方向和大小的运动进行合成的机构。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

2)运动合成机构滚齿机所用的运动合成机构通常是圆柱齿轮或锥齿轮行星轮机构。图6-19为Y3150型滚齿机所用的运动合成机构，它主要由4个模数m,=3,齿数Z=30,螺旋角刀=0。的弧齿锥齿轮组成。加工斜齿圆柱齿轮时〔图6-19(b)]，在轴仄上先装上套筒G(用键与轴连接)，再将离合器M,空套在套筒G上。离合器M2的端面齿与空套齿轮ZF的端面齿以及转臂H后部套筒上的端面齿同时啮合，将它们连接在一起，因而来自刀架的附加运动可通过ZF递给转臂H.设NIXNXI,NH分别为轴IX、轴XI及转臂H的转速，根据行星齿轮机构传动原理，可以列出合成机构的传动比计算式上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统式中的(-1)由锥齿轮传动的回转方向确定。又因

，则得上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

综上所述，加工斜齿圆柱齿轮时，展成运动和附加运动同时通过合成机构传动，并分别按传动比。u合1=-1及u合2=2经轴和齿轮E传至工作台。加工直齿圆柱齿轮时，工件不需要附加运动。这时卸下离合器M,及套筒G，而将离合器M，装在轴IY上，M，通过键与轴IY连接，其端面齿爪只和转臂H的端面齿爪连接，所以此时轴XI、转臂H及轴IY形成-个整体，及U合1=13)传动链的调整计算(1)主运动传动链。加工斜齿圆柱齿轮时，机床主运动传动链的调整计算与加工直齿圆柱齿轮时相同。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

(2)展成运动传动链。加工斜齿圆柱齿轮时，虽然展成运动的传动路线表达式以及运动平衡式都和加工直齿圆柱齿轮时相同，但因运动合成机构用M,离合器连接，其传动比U合1=-1,因而代入运动平衡式后所得挂轮计算公式为

(3)垂向进给运动传动链。加工斜齿圆柱齿轮时，垂向进给传动链及其调整计算和加工直齿圆柱齿轮相同。

(4)附加运动传动链。加工斜齿圆柱齿轮时，附加运动传动链的两端件及其运动关系是:当滚刀架带动滚刀垂向移动工件的一个螺旋线导程L时，工件应附加转动+1转。其传动路线表达式表达式为上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统式中的“士”值，表明工件附加运动的旋转方向，它决定于工件的螺旋方向和刀架进给运动的方向。在计算挂轮齿数时，“士”值可不予考虑，但在安装附加运动挂轮时，应按机床说明书规定配加惰轮。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统3.机床的工作调整

1)运动方向的确定滚刀的旋转方向，一般情况下应按图6-20及图6-21所示的方向转动，当滚刀按图示方向转动时，滚刀的垂向进给运动方向一般是从上向下的，此时工件的展成运动方向只取决于滚刀的螺旋方向(如图6-20及图6-21中实线箭头所示)，工件的附加运动方向只取决于工件的螺旋方向(如图6-21的虚线部分所示)。滚切齿轮前，应按图6-20及图6-21检查机床各运动的方向是否正确，如发现运动方向相反，只需在相应的传动链挂轮中装上(或去掉)惰轮即可。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

2)滚刀安装角度的确定滚齿时，为了切出准确的齿型，应使滚刀和工件处于正确的“啮合”位置，即滚刀在切削点处的螺旋方向应与被加工齿轮齿槽的方向一致。为此，需将滚刀轴线与工件顶面安装成一定的角度，此角度称为安装角。加工直齿圆柱齿轮时，安装角8等于滚刀的螺旋升角入，倾斜方向与滚刀螺旋方向有关，见图6-20(a)和图6-20(b)。加工斜齿圆柱齿轮时，安装角8与滚刀的螺旋升角入和工件的螺旋角刀大小有关，而且还与二者的螺旋线方向有关，(二者螺旋线方向相反时取“+”号，相同时取“一”号)，如图6-22所示。滚切斜齿圆柱齿轮时，应尽量采用与工件螺旋方向相同的滚旋线方刀，使滚刀的安装角较小，以有利于提高机床运动的平稳性和加工精度。上一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统6-3-3Y3150E型滚齿机典型机械结构一、滚刀刀架滚齿机刀架部件的几何精度，对被加工齿轮的齿距误差、齿形误差有直接的影响，滚齿机检验的19项国家标准中，涉及刀架部件有关的就有11项之多。因此，刀架部件是滚齿机的主要关键部件之一。

1.Y3150E型滚齿机滚刀刀架结构滚刀刀架结构如图6-23所示。滚刀刀架用于支承滚刀主轴，并带动安装在主轴上的滚刀做垂直进给运动。滚刀刀架由刀架体和刀具溜板两部分组成。刀架体1通过6个螺栓4固定在刀架溜板的环形T形槽上(图中未示出)。刀架体可相对刀架溜板搬动一定的角度，使主轴轴线处于正确的工作位置。调整滚刀安装角时，先松开6个螺栓，用扳手转动刀具溜板上的方头轴3，经蜗杆蜗轮副1/36,齿轮副16/148，由固定在刀架体上的齿轮(Z=148)带动刀架回转到所需的角度。调整完毕后，应将6个螺栓重新紧固。下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

滚刀刀杆18〔见图6-23(b〕右端用莫氏锥体与主轴14的莫氏锥孔相配合，并用方头螺杆7经主轴通孔从后端拉紧，刀杆的左端支承在后支架16的滑动轴承17内。主轴与刀杆的径向圆跳动允差为0.005圆度允差为0.005mm，其配合部位的接触面积应大于85%。后支架16可在刀架体上沿主轴轴线方向调整，并用压板将其固定在所需的位置上。为了使加工出的齿轮齿廓两侧面对称，在安装滚刀时应使滚刀的某一刀齿或刀槽的对称线正确地对准被加工齿轮的中心(简称对刀)，改善滚刀的局部磨损状态，使滚刀在全长上均匀磨损，调整滚刀的轴向位置(常称为串刀)，提高滚刀的使用寿命，可通过串刀机构进行调整。调整时，应先松开压板螺栓2，用手柄转动方头轴3，经小齿轮及轴承座15上的齿条，带动轴承座15、滚刀主轴一起轴向移动。调整合适后，应将压板螺栓拧紧。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

2.滚刀架的常见故障及排除方法滚齿机经长期使用后，滚刀架部件容易出现主轴径向圆跳动和轴向窜动超差、后支架与主轴同轴度误差增大等故障，其主要原因是主轴与滚刀刀杆磨损，前滑动轴承13、后支架滑动轴承17及铜套8磨损所致。滚刀主轴易磨损部位是:主轴与前滑动轴承和铜套的配合表面;主轴锥孔(莫氏5号)与滚刀刀杆锥柄的配合表面。滚刀主轴的修复或更换应根据其磨损程度来确定。当主轴磨损较小时，可采用研磨法或磨削法予以修复;若主轴磨损、拉毛严重时，应予以更换。滚刀刀杆很容易出现磨损、弯曲、拉毛现象，在使用中应经常对其进行检查，及时更换磨损、变形严重的刀杆。上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

二、工作台的结构、常见故障及排除方法工作台部件既是展成运动传动链的末端件，又是附加运动传动链的首端件，不但要求运动精度高，而且要求抗振好，它是滚齿机的主要部件之一。

1.工作台的结构

Y3150E型滚齿机的工作台结构如图6-24所示，工作台2支承在溜板1的平面圆环导轨上做旋转运动。该导轨制造容易，热变形后仍能保持接触，摩擦损失小，精度较高，但它只能承受轴向力。工作台2的下AIS的圆锥体与溜板1上的锥体滑动轴承17精密配合，起定心作用，并承受径向载荷。分度蜗杆副是滚齿机的关键部件，对机床的加工精度影响很大，它与一般动力蜗杆副的主要区别在于以运动精度为主，具有很高的传动精度。为了减轻蜗杆副受工作台脉动载荷而产生上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

为了装卸工件方便，在零件加工完后，将工作台操纵板上的“工作台快速移动”旋钮转到“后退”位置，由快速移动液压缸驱动快速返回原位。当重新装好工件后，将该旋钮转到“向前”位置，即可进行加工。在加工过程中，刀具的磨损直接影响到齿轮的加工精度，对工件与工作台的相对位置要做适当的调整。调整时，应先将工作台后退至原位，然后旋转手柄P2(见图6-24)使工作台及立柱移动至适当的位置。2.工作台的常见故障及排除方法上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

工作台经长时间使用，常常会出现工作台的径向跳动、轴向跳动超差，使工件的加工精度、工件的表面粗糙度下降，影响机床加工的平稳性。产生故障的主要原因是:锥体滑动轴承17、平面圆环导轨M和N因长期工作的不均匀磨损且磨损量过大，使工作台与锥体滑动轴承的配合间隙超过标准，而引起回转定心精度下降，工作台与平面圆环导轨间产生轴向窜动;分度蜗杆蜗轮副因长期磨损导致啮合侧隙增大，啮合不良;因突然事故产生较大冲击，导致分度蜗轮与工作台中心偏斜，甚至可能使分度蜗杆轴产生弯曲变形.上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

滚齿机长期工作，会引起分度蜗杆副的啮合侧隙增大，此时需对其啮合侧隙进行调整。调整的方法有径向调整法和轴向调整法。特别要注意的是:在调整分度蜗杆副侧隙时，应仔细检查各轮齿的磨损状况，发现轮齿表面磨损严重时，应先修复蜗轮，并更换蜗杆后方可进行调整作业，否则.将会破坏其接触精度和传动精度

1)径向调整法

Y3150E型滚齿机等中、小型滚齿机，常采用延长渐开线型蜗轮蜗杆。通过调整分度蜗杆径向与蜗轮的中心距，即可调整其啮合侧隙的大小。但是，分度蜗杆副磨损磨损严重时，在调整的同时会破坏其接触精度和传动精度。例如，分度蜗轮因长期使用使齿根磨损成台阶状，此时直接进行侧隙调整，势必造成分度蜗轮的台阶与分度蜗杆的齿顶接触，导致分度蜗杆副接触不良，不正确的啮合将使磨损加剧，很快出现侧隙增大，使蜗杆副的使用寿命缩短。正因如此，高精度分度蜗杆副不采用上述单导程普通圆柱蜗杆副的传动形式。如图6-24所示，上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统Y3150E型滚齿机分度蜗杆副啮合侧隙的径向调整是利用垫片G的厚度变化来实现的。分度蜗轮蜗杆通过修理恢复了传动精度和接触精度后，精确测量出实际啮合侧隙值，再来确定合理啮合侧隙下的垫片G的厚度减薄值△，即调整时分度蜗杆径向移动量△值，一也可以通过下式计算。式中△—分度蜗杆的径向移动量，即调整垫片的厚度减薄值(MM)

调整前啮合侧隙值（MM）调整后啮合侧隙值(MM)—延长渐开线蜗杆的法向齿形角，或者阿基米德蜗杆的轴线齿形角上一页下一页返回6-3Y3150E型滚齿机传动系统

2)轴向调整法为了克服径向调整分度蜗轮蜗杆啮合侧隙时会改变其啮合精度的缺点，高精度的齿轮加工机床分度蜗杆副常采用双导程分度副结构。该结构依靠分度蜗杆的轴向移动实现啮合侧隙的调整。除了双导程蜗轮蜗杆分度副除结构紧凑，调整方便外，还具有调整时始终不会改变分度蜗杆副的啮合精度—传动精度和接触精度的最大特点。但是对于加工大模数齿轮时，容易产生根切现象。另外，用双导程蜗杆的左右齿面螺旋线导程不相等，并且公称分度圆上的左右齿面螺旋升角-也不相等。故修理分度蜗杆时，应分别按原始左右齿面螺旋线升角，调整砂轮的安装角度，才能进行左右齿面的加工。双导程蜗杆的轴向调整，是靠配磨蜗杆轴肩上的垫片厚度来实现的。上一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

磨床类机床是以磨料、磨具(砂轮、砂带、油石、研磨料)为工具进行磨削加工的机床，它们是由精加工和硬表面加工的需要而发展起来的。6-4-1磨床的类型磨床广泛用于零件表面的精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。为了适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量要求，磨床的种类很多，其中主要类型有以下几种。下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

(1)外圆磨床:包括万能外圆磨床、外圆磨床、无心外圆磨床等。

(2)内圆磨床:包括普通内圆磨床、无心内圆磨床等。

(3)平面磨床:包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。

(4)工具磨床:包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽磨床等。

(5)刀具刃磨磨床:包括万能工具磨床、拉刀刃磨床、滚刀刃磨床等。

(6)各种专门化磨床:它是专门用于磨削某一类零件的磨床，如曲轴磨床、凸轮轴磨床、花键轴磨床、球轴承套圈沟磨床、活塞环磨床、叶片磨床、导轨磨床、中心孔磨床等。

(7)其他磨床:如琦磨床、研磨机、抛光机、超精加工机床、砂轮机等。在生产中应用最广泛的是外圆磨床、内圆磨床和平面磨床3类。上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构6-4-2M1432A型万能外圆磨床的组成部分和加工方法

M1432A型磨床是普通精度级万能外圆磨床，主要用于磨削圆柱形或圆锥形的内外圆表面，还可以磨削阶梯轴的轴肩和端平面。该机床的工艺范围较广但磨削效率不够高，主要适合于单件小批生产，常用于工具车间和机修车间。一、M1432A型万能外圆磨床的组成部分如图6-25所示，M1432A型万能外圆磨床由床身1,工件头架2、内圆磨具3、砂轮架4,尾座5工作台8和由工作台手摇机构、横向进给机构、作台纵向往复运动液压控制板等组成的控制箱7等主要部件组成。下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构二、M1432A型万能外圆磨床主要技术规格M1432A型万能外圆磨床的主要技术规格如下:外圆磨削直径为8-320mm;最大外圆磨削长度有1000mm,1500mm,2000mm三种;内孔磨削直径为X13X100mm;最大内孔磨削长度为125mm;外圆磨削时砂轮转速为1670r/min;内圆磨削时砂轮转速有10000r/min和15000r/min两种。上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

三、典型加工方法

图6-26所示为M1432A型万能外圆磨床上几种典型表面的加工示意图。分析这几种典型表面的加工情况可知，机床应具有:磨外圆时砂轮的旋转主运动n,;磨内孔时砂轮的旋转主运动nt;工件旋转圆周进给运动NW工件往复作纵向进给运动fa砂轮横向进给运动ft(往复纵磨时为周期间隙进给;切人磨削时连续进给)。

此外，机床还具有两个辅助运动:为装卸和测量工件方便所需的砂轮架横向快速进退运动;为装卸工件所需要的尾座套筒的伸缩移动。上一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构6-4-3M1432A型万能外圆磨床的机械传动系统

M1432A型万能外圆磨床各部件的运动，由液压和机械传动装置来实现。其中工作台纵向直线进给运动、砂轮架的快速前进和后退、砂轮架丝杠螺母副间隙消除机构以及工作台的液压传动与手动互锁机构等均由液压传动配合机械装置来实现，其他运动都由机械传动系统来完成。图6-27为M1432A型万能外圆磨床的传动系统图。下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

一、砂轮主轴的旋转主运动砂轮主轴由1440r/min,4kW的电动机驱动，经4根V形带直接传动，使主轴获得1670r/min的转速。二、内圆磨具主轴的旋转主运动内圆磨具主轴由内圆磨床装置上的2840r/min,1.1kW的电动机驱动，经平行带直接传动，可更换带轮，使主轴获得10000r/min和15000r/min两种转速。

三、工件头架主轴的圆周进给运动工件头架主轴由双速电动机(780/1350r/min,0.55/1.1kW)驱动，经V形带塔轮的两级带传动，使头架主轴带动工件实现圆周进给运动。上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构四、工作台的运动工作台的纵向进给运动是由液压系统来实现的。调整机床及磨削阶梯轴的台阶时，工作台还可由手轮A驱动。五、砂轮架的横向进给横向进给运动，可通过摇动手轮B来实现，也可由进给液压缸的柱塞G驱动，实现周期性的自动进给。传动路线表达式表达式为上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构6-4-4M1432A型万能外圆磨床典型机械结构一、主轴部件

1.砂轮架砂轮架由壳体、砂轮主轴及其轴承、传动装置与滑板等组成。砂轮主轴及其支承部分的结构将直接影响工件的加工精度和表面粗糙度，因而是砂轮架部件的关键部分，它应保证砂轮主轴有较高的旋转精度、刚度、抗振性及耐磨性。

图6-28所示的砂轮架中，砂轮主轴5以两端锥体定位，前端通过压盘1安装砂轮，后端通过锥体安装带轮13。主轴的前、后支承均采用“短三瓦”动压滑动轴承，每个轴承由均匀分布在圆周上的3块扇形轴瓦19组成。下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

2.内圆磨削装置万能外圆磨床除能磨削外回转面外，还可磨削内孔，所以设有内磨装置，如图6-29所示。内磨装置通常以铰链连接方式装在砂轮架的前上方，使用时翻下，不用时翻向上方，如图6-25所示位置。为了保证工作安全，机床上设有电气连锁装置，当内磨装置翻下时，压下相应的行程开关并发出电气信号，使砂轮架不能前后快速移动，且只有在这种情况下才能启动内磨装置的电动机，以防止工作过程中因误操作而发生意外。内圆磨具是磨内孔用的砂轮主轴部件，如图6-29所示。它做成独立的部件，安装在支架的孔中，可以很方便地进行更换。通常每台万能外圆磨床备有几套尺寸与极限工作转速不同的内圆磨具，供磨削不同直径的内孔时选用。内磨主轴前后支承各为两个角接触球轴承，均匀分布的8个弹簧3的作用力通过套筒2和4顶紧轴承外圈。上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

二、工件头架工件头架结构如图6-30所示，头架主轴和前顶尖根据不同的加工情况，可以转动或固定不动。

(1)工件支承在前、后顶尖上〔图6-30(a)，拨盘9的拨杆拨动工件夹头，使工件旋转，这时头架主轴和前顶尖固定不动。固定主轴的方法是拧紧螺杆2，使摩擦环1顶紧主轴后端，则主轴及前顶尖固定不动，避免了主轴回转精度误差对加工精度的影响。

(2)用三爪自定心或四爪单动卡盘装夹工件。这时，在头架主轴前端安装卡盘〔图6-30(c)〕，卡盘固定在法兰盘22上，法兰盘22装在主轴的锥孔中，并用拉杆拉紧。运动由拨盘9经拨销21带动法兰盘22及卡盘旋转，于是头架主轴由法兰盘带动，-也随之-起转动。

(3)自磨主轴顶尖。此时将主轴放松，把主轴顶尖装入主轴锥孔，同时用拨块19将拨盘9和主轴相连〔图6-30(b)〕，使拨盘9直接带动主轴和顶尖旋转，依靠机床自身修磨以提高工件的定位精度。头架壳体14可绕底座上的轴销16转动，调整头架角度位置的范围为0。-9000上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构三、横向进给机构1.手动进给转动手轮11，经过用螺钉与其连接的中间体17，带动轴且，再由齿轮副50/5O，或20/80，经44/88，传动丝杠16转动，可使砂轮架横向进给运动。手轮转1转，架5的横向进给量为2mm或0.5mm，手轮11上的刻度盘9上刻度为200格，所以每格

2.周期自动进给

6-32所示，周期自动进给由液压缸柱塞18驱动，当工作台换向，液压油进入进给液压缸右腔，推动柱塞18向左侧运动，这时空套在柱塞18内的销轴上的棘爪19推动棘轮8转过-个角度，棘轮8用螺钉和中间体17紧固在-起，转动丝杠16，实现-次自动进给;进给完毕后，进给液压缸右腔与回油路接通，柱塞18在左端弹簧作用下复位，转动齿轮20，使滤板7改变位置，可以改变棘爪19能推动棘轮8的齿数，从而改变进给量的大小。上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

3.定程磨削及调整在进行批量加工时，为简化操作，节约辅助时间，通常先试磨-个工件，达到规定尺寸后，调整刻度盘位置，使与挡块14成安装的挡销10处于垂直线AA上的手轮11正上方刚好与固定在床身前罩上的定位爪相碰，此时手轮11不转，这样，在批量加工-批零件时，当转动手轮与挡销相碰时，说明工件已达到规定尺寸。当砂轮磨损或修正后，由挡销10控制的加工直径增大，这时必须调整砂轮架5的行程终点位置，因此需要调整刻度盘9上挡销10与手轮11的相对位置。调整方法是:拔出旋钮13，使它与手轮11上的销钉12脱开后顺时针转动，经齿轮副48/50带动齿轮Z12转动，Z12与刻度盘9上的内齿轮Z。啮合，使刻度盘9连同挡销10-起逆时针转动。刻度盘9转过的格数应根据砂轮直径减少所引起的工件尺寸变化量确定。调整完了后，将旋钮13推人，手轮11上的销钉12插人端面销孔，刻度盘9与手轮11连成-体。上一页下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

4.快速进退砂轮架5的定距离快速进退运动由液压缸1实现。当液压缸的活塞在液压油推动下左右运动时，通过滚动轴承座带动丝杠16轴向移动，此时丝杠的右端在齿轮Z88的内花键中移动，再由半螺母带动砂轮架5实现快进、快退。快进终点位置由定位螺钉6保证。为提高砂轮架5的重复定位精度，液压缸1设有缓冲装置，防止定位冲击与振动。丝杠16与半螺母15之间的间隙既影响进给量精度，也影响重复定位精度，利用闸缸4可以消除其影响。机床工作时，闸缸4接通液压油，柱塞3通过挡块2使砂轮架5受到-个向左的作用力F，与径向磨削力同向，与进给力相反，使半螺母15与丝杠16始终紧靠在螺纹-侧，从而消除螺纹间隙的影响。上一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构6-4-5磨床附件

一、砂轮的检查、安装、平衡和修整工具砂轮因在高速下工作，因此安装前必须经过外观检查，不应有裂纹.安装砂轮时，要求将砂轮不松不紧地套在轴上。在砂轮和法“介盘之间垫上1-2mm厚的弹性垫板(皮革或橡胶所制)，如6-33所示。为了使砂轮平稳地工作，砂轮需保证平衡，砂轮平衡的过程是:将砂轮装在芯轴上，放在平衡架轨道的刀口上。如果不平衡，较重的部分总是转到下面。这时可移动法“介盘端面环槽(平衡轨道)内的平衡铁进行平衡，然后再进行平衡。这样反复进行，直到砂轮可以在刀口上任意位置都能静止，这就说明砂轮各部重量均匀。这种方法叫做静平衡。-般直径大于125mm的砂轮都应进行静平衡。下一页返回6-4M1432A型万能外圆磨床的运行原理和典型机械结构

砂轮工作-定时间以后，磨粒逐渐变钝，砂轮工作表面空隙被堵塞，这时须进行修整。使已磨钝的磨粒脱落，以恢复砂轮的切削能力和外形精度。砂轮常用金刚石笔进行修整(见图6-33)。修整时要用大量冷却液，以避免金刚石笔因温度剧升而破裂。二、电磁吸盘电磁吸盘依靠磁力来吸附、安装工件，通常在平面磨床使用较多。电磁吸盘体内装有多组线圈，通人直流电产生磁场，吸紧工件;切断电源，磁场消失，松开工件，如图6-34所示。电磁吸盘的工作原理如图6-34所示，1为钢制吸盘体，在它的中部凸起的芯体A上绕有直流电磁线圈2，钢制盖板3被绝磁层4隔成-些小块。当直流电磁线圈2中通过直流电时，芯体A被磁化，磁力线由芯体A经过钢制盖板3-工件-钢制盖板3-吸盘体1-芯体A而闭合(图中用虚线表示)，工件被吸住。三、顶尖横磨法磨削工件时，可以用顶尖与鸡心夹头组合装夹工件，如图6-35、图6-36所示。上一页返回6-5数控电次花线切割机床特种加工是指除常规切削加工以外的新的加工方法，这种加工方法利用电、磁、声、光、化学等能量或其各种组合作用在工件的被加工部位上，实现对材料的去除、变形、改变性能和镀覆，从而达到加工日的。这些加工方法包括:化学加工、电化学加工、电化学机械加工、电火花加工、电接触加工、超声波加工、激光束加工、离子束加工、电子束加工、等离子体加工、电液加工、磨料流加工、磨料喷射加工、液体喷射加工及各类复合加工等。本节主要介绍数控电火花线切割机床的运行原理和主要结构。下一页返回6-5数控电次花线切割机床6-5-1电火花线切割加工基本知识一、数控电火花线切割机床运行原理数控电火花线切割机床是利用金属(钥、铜、各种合金)线和各种镀层金属线作为负电极，对作为正极的导电或半导电材料的工件进行切割加工。数控电火花线切割加工也是利用“电蚀现象”的原理进行加工的，如图6-37所示。加工中，-方面线电极相对工件不断地上下往复移动，另-方面，安装工件的工作台由数控伺服系统驱动，在X,Y轴方向实现切割进给，使线电极沿加工要求图形实现切割加工。同时，在线电极和工件之间加上脉冲电压，并在线电极和工件之间浇注矿物油、乳化液或去离子水等工作液，不断产生火花放电，使工件不断地被电蚀。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

二、数控电火花线切割加工特点（1）采用金属线材作线电极，不需要制造特定形状的电极。

(2)虽然加工对象主要是平面形状，但因电极丝很细，因而可加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。

(3)采用长金属丝进行加工，单位长度的金属丝损耗小，加工精度高。

(4)以切缝形式加工，蚀除量少，不仅生产率高，而且能有效节约贵重金属材料。

(5)依靠数控系统的线径偏移补偿功能，可以方便地调节冲模加工的凹凸模间隙。

(6)采用四轴联动控制，可加工常规锥体，上下异型体，形状扭曲的曲面体，变锥体和球形体等表面。

(7)-般采用水质工作液，可避免发生火灾。电火花线切割的主要缺点是不能加工盲孔及纵向阶梯表面。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床三、数控电火花线切割机床的类型根据电极丝运动的方式可将数控电火花线切割机床分成快速走丝和慢速走丝两大类。快速走丝数控电火花线切割机床如图6-38所示，这类机床的线电极运行速度-般为300-700m/min,而且是双向往复循环地运动，可多次反复使用。慢速走丝数控电火花线切割机床如图6-39所示。其走丝速度-般为12m/min左右，使用紫铜、黄铜、包芯线等作电极，其直径为加工时，电极丝单方向走丝通过加工间隙，不重复使用，可避免线电极损耗对加工精度的影响，还可以进行多遍切割加工(1-6遍)。加工精度最高可达到0.001mm，表面粗糙度最高可达。同快速走丝数控电火花线切割机床相比加工速度、加工精度和工件表面粗糙度都有很大的提高，可以满足模具行业的绝大部分要求。机床价格比快速走丝数控电火花线切割机床要贵几倍。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床6-5-2数控电火花线切割机床的基本结构

数控电火花线切割机床主要由机床本体、数控系统、脉冲电源和工作液系统等部分组成。一、机床本体机床本体由床身、坐标工作台和走丝机构组成。

1.床身床身是机床本体的基础，用于支承和安装坐标工作台、走丝机构和加工工件，所以应该有足够的刚度和稳定性。床身-般为铸造箱式结构和焊接箱式结构，精密电火花线切割机床-也有采用大理石结构的。

2.坐标工作台工作台的结构如图6-40所示。床鞍2固定在床身1上，中滑板3可做X轴方向移动，小滑板4则可做Y轴方向移动。小滑板与中滑板、中滑板与床鞍之间均采用滚动导轨。小滑板上面的工作台用来安装工件。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

3.走丝机构走丝机构的作用是使电极丝以-定速度连续不断地通过工件放电加工区，图6-41和图6-42是常见的两种走丝形式。

1)快速走丝机构在图6-41中，快速走丝机构由电动机通过弹性联轴器与储丝筒主轴连接，带动储丝筒做丝筒往复旋转运动，为了使电极丝4整齐排列，储丝筒在旋转运动的同时做轴向移动，其距离应大于电极丝直径2)慢速走丝机构图6-42为慢速走丝机构，常见的慢速走丝机构有手动穿丝、自动穿丝和半自动穿丝3种，图6-42为半自动穿丝机构。电极丝装在电极丝线架1上，丝绕过套筒轴9，穿过导向钩8，经滑轮2,毡轮3，压轮4绕在张力控制器上，再经压轮6和断丝检查器7，穿过上导向器，下导向器〔见图6-43,(a)为上导向器，图6-43(b)为下导向器〕，由吸引装置引导电极丝送出滚轮，进入废丝筒13.电极丝从下导向器到废丝筒由吸引装置自动吸人，故称之为半自动穿丝.上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

二、数控系统电火花线切割的数控系统基本构成如图6-44所示。这-系统具有以下特点。

(1)整个系统主要分为间隙控制子系统、伺服控制子系统和电器控制子系统3大子系统，它们由控制主机协调统-，但同时又具有-定的独立性。

(2)线切割加工是利用火花放电来蚀除工件材料的加工方法，因此保证放电间隙的稳定性是维持加工的稳定和保证加工质量的重要因素。这就要求各进给轴的位移速度必须受控于间隙控制系统，而不是以某种规律给定的定常控制，即进给速率取决于间隙大小，这是线切割加工区别于机械加工的重要特征。

(3)通过X,Y,U和V四轴联动控制的方法，可实现常规锥度切割和上、下异形面等切割。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

三、脉冲电源脉冲电源是数控电火花线切割机床的重要组成部分，是决定线切割加工工艺指标的关键部分。四、工作液循环系统电火花线切割机床工作液循环系统中工作液的种类以矿物油、乳化液和去离子水为主。由于在使用中矿物油容易引起火灾，日前已较少使用。快速走丝数控电火花线切割加工-般采用乳化液，其工作液循环系统如图6-45所示。去离子水主要用于慢速走丝数控电火花线切割加工，这种工作液冷却速度快、易流动、不易燃，但去离子水的电阻率大小对加工性能(加工速度、表面粗糙度、放电间隙)有-定影响。-般去离子水的电阻率应在1-10范围内，工作时根据被加工工件的材料和厚度来调整在最佳状态。去离子水的电阻率大小，可通过测量去离子水微弱电流值测定，其工作液循环系统如图6-46所示。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床6-5-3DK7725型数控电火花线切割机床典型机械结构一、数控电火花线切割机床工作台结构数控电火花线切割机床工作台结构如图6-47所示。工作台分上下滑板(上滑板的上平面是工作台面)，均可独立前后移动，下滑板移动表示横向运动，上滑板移动表示纵向运动，如同时运动可形成任意复杂图形。工作台移动由步进电动机带动无间隙齿轮通过精密丝杠传动而得到。为了保证工作台移动精度，该机床采用复合螺母自动消除丝杠与螺母间隙，使其失动量小于0.0044mm。工作台移动的灵敏度由中间放有高精度滚柱的V形导轨和平导轨获得。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床机动时，步进电动机每转工作台移动量=24/100x1=0.24mm,即步进电动机每转动一转工作台在相应的方向移动0.24mm。该机床数控系统的编程数据单位是1，它是步进电动机的控制电路接受一个进给脉冲时，工作台的移动距离，称为脉冲当量。该机床步进电动机的步进角为1.50。也就是步进电动机每接受-个进给脉冲，转动1.50。因此，步进电动机单个脉冲下工作台移动量(脉冲当量)手动时(手动刻度盘每转100个格)，手轮每转工作台移动量=工作台丝杠螺距=1mm，手轮刻度盘每转-格工作台移动量=1/100X1=0.01mm上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

2.丝杠传动螺母副丝杠传动螺母副的作用是将电动机的旋转运动变为滑板的直线运动。要使丝杠副传动精确，丝杠与螺母间的配合就必须精确，-般应保证6级或高于6级的精度。丝杠副的传动齿形-般分为三角普通螺纹、梯形螺纹和圆弧形螺纹3种。三角普通螺纹和梯形螺纹结构简单、制造方便、精度易于保证。因此，在中、小型线切割机床的丝杠传动副中得到了广泛的应用。但这种丝杠副传动为滑动摩擦，传动效率较低，而大、中型线切割机床滚珠丝杠螺母传动副日前广泛用于线切割机床坐标工作台的运动传动结构中。滚珠丝杠传动副能够有效地消除丝杠与螺母间的配合间隙，可使滑板的往复运动灵活、精确。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

1)轴向调节法利用双螺母、弹簧消除丝杠传动副间隙的方法是简便易行的。如图6-48所示，当丝杠正转时，带动螺母1和滑板-起移动;当丝杠反转时，则推动副螺母3，通过弹簧2和螺母1,使滑板反向移动。装配和调整时，弹簧的压缩状态要适当。弹力过大，会增加丝杠对螺母和副螺母之间的摩擦力，影响传动的灵活性和使用寿命;弹力过小，在副螺母受丝杠推动时，弹簧推动不了滑板，不能起到消除间隙的作用。

2)径向调整法

图6-49为径向调整丝杠副间隙的结构。螺母-端的外表面呈圆锥形，沿径向均分铣3个槽而形成三爪，颈部壁厚较薄，以保证螺母在径向收缩时有弹性。圆锥底部处的外圆柱面上有螺纹，用带有锥孔的调整螺母与之配合，使螺母三爪径向压向或离开丝杠，消综螺纹的径向和轴向间隙。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

二、DK7725型数控电火花线切割机床储丝、走丝部件的结构

DK7725型数控线切割机床的储丝、走丝结构如图6-50所示。走丝结构的运动是由储丝筒电动机正、反转得到的，电动机通过联轴器与储丝筒轴相连，储丝筒轴装有齿轮，通过过渡齿轮与丝杠上的齿轮啮合。丝杠固定在滑板上，螺母固定在底座上，滑板与底座采用装有滚珠的V形滚动导轨连接，这样储丝筒每转-周滑板直线移动0.275mm，因此机床工作前应根据零件厚薄和精度要求可在0.12-0.25mm的范围选择适当的锢丝直径。

1.线切割加工对高速走丝机构的要求

(1)高速走丝机构的储丝筒转动时，还要进行相应的轴向移动，以保证电极丝在储丝筒上整齐排绕。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床(2)储丝筒的径向跳动和轴向窜动量要小。

(3)储丝简要能正反向旋转，电极丝的走丝速度在范围无级或有级可调，或恒速运转。

(4)走丝机构最好能与机床床身相互绝缘。

(5)传动齿轮副、丝杠副应具备润滑措施。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

2.高速走丝机构的结构及特点高速走丝机构由储丝筒组合件、上下滑板、齿轮副、换向装置和绝缘件等部分组成(见图6-50).储丝筒7由电动机2通过联轴器4带动，以1400r/thin的转速正、反向转动，并通过齿轮13,14,1S,16减速后带动丝杠ll.储丝筒、电动机、齿轮都安装在两个支架上，支架及丝杠则安装在滑板12上，调整螺母9装在支架10上，滑板在底座17上来回移动。螺母具有消除间隙的副螺母及弹簧，齿轮及丝杠螺距的搭配为滚筒每旋转-周滑板移动0.275mm，所以该储丝筒适用于0.25mm以下的锢丝。储丝筒运转时应平稳，无不正常振动。滚筒外圆振动应小于0.03mm，反向间隙应小于0.05mm，轴向窜动应彻底消除。随机附有摇把-只，可插人滚筒尾部的齿轮槽中摇动储丝筒，以便绕丝上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床1)储丝筒旋转组合件储丝筒旋转组合件主要由储丝筒、联轴器等组成。

(1)储丝筒:储丝筒是电极丝稳定移动和整齐排绕的关键部件之一，一般用45钢制造。为减小转动惯量，筒壁应尽量薄，按机床规格不同，选用范围为1.5~5mm。为进-步降低转动惯量，-也可选用铝镁合金材料制造。储丝筒壁厚要均匀，工作表面要有较好的表面质量，一般Ra值为0.8，为保证储丝筒组合件动态平衡，应严格控制内孔、外圆对支承部分的同轴度。储丝筒的主轴装配后的径向跳动量应不大于0.O1mm。一般装配后，以轴的两端中心孔定位，重磨储丝筒外圆和轴承配合的轴颈。

(2)联轴器:走丝机构中运动组合件的电动机轴与储丝筒中心轴，一般不采用整体的长轴，而利用联轴器将二者连接在-起。由于储丝筒运行时频繁换向，联轴器瞬间受到正、反向剪切力很大，因此多用弹性联轴器和摩擦锥式联轴器。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

①弹性联轴器，如图6-51所示。弹性联轴器结构简单，惯性力矩小，换向较平稳，无金属撞击声，可减少对储丝筒中心轴的冲击。弹性材料采用橡胶、塑料或皮球。这种联轴器的优点是，允许电动机轴与储丝筒有同轴度或平行度误差(如最大的同轴度误差允许为0.2~0.5mm,最大的平行度误差为)，缺点是由其连接的两根轴在传递转矩时会有相对运动。②摩擦锥式联轴器，如图6-52所示。摩擦锥式联轴器可带动转动惯量较大的大、中型机床储丝筒旋转组合件。磁力联轴器是依靠磁力无接触式连接的，保留了传统联轴器的优点。

上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床套筒式磁力联轴器如图6-53所示。此种联轴器主动磁极3和从动磁极2均可为圆筒状或以若干块磁铁排列成圆筒状，并用钻结剂分别将其固定于主动轴套4外表面和从动轴套1内表面上，主动轴6与被动轴7之间用键5,8连接。主动磁极3和从动磁极2之间有-定的间隙，其日的是使磁极之间无摩擦，靠磁场连接。被连接两轴应受制造误差、安装误差、承载后变形及温度变化等因素影响，往往不能严格对中心，留有-定间隙，可补偿这-不足，还可适当降低加工及装配要求。圆盘式磁力联轴器如图6-54所示。此种联轴器主动磁极3和从动磁极2均可为圆盘状或以若干块磁铁排列成圆形射线状，并用钻结剂分别将其固定于主动轴套4和从动轴套1的大端面上。由于圆盘式联轴器磁场面积小，所以传递转矩较小，并且体积-也相应较小，其磁场连接力可以通过改变主动磁极3和从动磁极2之间的距离来进行调整。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

2)上下滑板走丝机构的上下滑板多采用燕尾形导轨和三角-矩形组合导轨两种滑动导轨。燕尾导轨结构紧凑，调整方便。旋转调整杆带动塞铁，可改变导轨副的配合间隙，但该导轨的制造和检验比较复杂，刚性较差，传动中摩擦损失也较大;三角-矩形组合导轨的配合间隙由螺钉和垫片组成的调整环来调节。

3)齿轮副与丝杠副走丝机构上滑板的传动链是由2-3级减速齿轮副和-组丝杠副组成的。它使储丝筒在转动的同时做相应的轴向位移，保证电极丝整齐地排绕在储丝筒上。如图6-55所示。在大、中型线切割机床中，走丝机构常常通过配换齿轮改变储丝筒的排丝距离，以适应排绕不同盲释巾极扮的要求上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

4)绝缘走丝机构的绝缘-般采用绝缘垫圈和绝缘垫块，方法简单易行。在-些机床中，也有用绝缘材料制成连接储丝筒和轴的定位板实现储丝筒与机床床身绝缘的。这种方法的缺点是，储丝筒组合件装卸时精度易改变。

5)润滑方式润滑方式有人工润滑和自动润滑两种。人工润滑是操作者用油壶和油枪周期性地向相应运动副加油。自动润滑为采用油池润滑或油泵供油的集中润滑系统。采用润滑措施，能减少齿轮副、丝杠副、导轨副和滚动轴承等运动部件的磨损，保持传动精度，同时能减少摩擦面之间的摩擦阻力及其引起的能量损失。此外，还有润滑接触面和防锈的作用。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床3.换向切断高频、走丝换向调节及超程保险储丝筒运转换向，切断高频及超程保险由6个微动开控制，并安装在走丝滑板后面的两个微动开关板上。撞块随滑板来回移动，撞到微动开关触头后，使微动开关动作，控制储丝筒电动机换向，使储丝筒的转动反向，并切断高频输出，撞块离开触头后，弹簧片使触头弹回原处，重新接通高频电源并准备第二次动作。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床三、线架、导轮部件结构

DK7725型数控接线切割机床的线架、导轮部件，如图6-56所示。上、下线架与立柱连接，下线架固定不动，下线架可以转动立柱上方的手轮使其在200mm范围内自由调节，下线架有两个导轮，上、下线架的两个导轮为蓝宝石导轮。导轮座用金属材料制作，内装精密型轴承用于支承导轮，在线架上的两个前导轮座装配过程中，调整锢丝在X方向的垂直度、Y方向垂直度只需平移下线架上的两个前导轮座即可。锢丝与工作台面的调整是否合适，可采用锢丝垂直度量具(随机附件)用透光法检查。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

对线架的要求如下。

(1)具有足够的刚度和强度，在电极丝运动(特别是高速走过)时，不应出现振动和变形。

(2)线架的导轮有较高的运动精度，径向偏摆和轴向窜动不超过5(3)导轮与线架本体、线架与床身之间有良好的绝缘性能。

(4)导轮运动组合件有密封措施，可防止带有大量放电产物和杂质的工作液进入导轮轴承。

(5)线架不但要保证电极丝垂直于工作台面，在具有锥度切割功能的机床上，还要具备能使电极丝按给定要求保持与工作台平面呈-定角度的功能。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

1.线架本体结构日前，中、小型线切割机床的线架本体常采用单柱支承、双臂悬梁式结构。由于支承电极丝的导轮位于悬臂的端部，同时电极丝保持-定张力，因此应加强线架本体的刚度和强度，可使线架的上、下悬臂在电极丝运动时不至于产生振动而变形。此外，针对不同厚度的工件，还有采用丝臂张开高度可调的分离式结构，如图6-57所示。活动丝臂在导轨上滑动，上、下移动的距离由丝杠副调节。松开固定螺钉时，旋转丝杠带动固定于上丝臂体的螺母，使上丝臂移动。调整完毕后，拧紧固定螺钉，上丝臂的位置便固定下来。为了适应线架丝臂张开高度的变化，在线架上、下部分应增设副导轮，如图6-58所示。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

2.导轮部件结构

1)导轮运动组合件的要求导轮是机床关键零件，关系到切削质量，对其要求如下。

(1)导轮V形槽间应有较高的精度，V形槽底的圆弧半径应小于选用的电极丝半径，保证电极丝在导轮槽内运动时不产生轴向移动。

(2)在满足一定强度要求下，应尽量减轻导轮质量，以减少电极丝换向时的电极丝与导轮间的滑动摩擦。导轮槽工作面应有足够的硬度，以提高其耐磨性。

(3)导轮装配后移动应轻便灵活，尽量减少轴向窜动和径向跳动。

(4)进行有效的密封，以保证轴承的正常工作条件。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

2)导轮运动组合件的结构导轮运动组合件的结构主要有3种:悬臂支承结构、双支承结构和双轴尖支承结构。悬臂支承结构如图6-59所示，结构简单，上丝方便，但因悬臂支承，张紧的电极丝运动稳定性较差，难于维持较高的运动精度，同时也影响导轮和轴承的寿命。

3)导轮的材料为了保证导轮轴径与导向槽的同轴度，一般采用整体结构。导轮要求用硬度高、耐磨性好的材料制成，也可选用硬质合金或陶瓷材料制造导轮的镶件来增强导轮V形工作面的耐磨性和耐蚀性。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

4)导轮组合件的装配导轮组合件装配的关键是消除滚动轴承中的间隙，避免滚动体与套环工作表面在负荷作用下产生弹性变形，以及由此引起的轴向窜动和径向跳动。因此，常用轴承施加预负荷的方法来解决(通常是在两个支承轴承的外环间放置-定厚度的定位环来获得预负荷)。预加负荷必须选择适当，若轴承承受的预加负荷过大，在运转时会产生急剧磨损。同时，轴承必须清洁，并在显微镜下检查滚道内是否有金属粉末、碳化物等。轴承经清洗、干燥后，填以高速润滑脂，起润滑和密封作用。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床

3.电极丝保持器保持器主要是对电极丝往复运动起限位作用，以提高位置精度。当保持器用于保证电极丝顺序排绕时，一般置于上、下丝臂靠近储丝筒的-端，使上、下保持器左右相对偏移，如图6-60所示。保持器的定位圆柱面应从相应中心位置对称地左右调节，使电极丝走向与导轮V形槽夹角尽量小，有利于导轮的正常使用。

图6-61的V形宝石架用于保持电极丝运动的位置精度时，不应对电极丝产生较大的压力。圆柱式保持器可以用硬质合金或红宝石、蓝宝石制成，日前使用的有圆弧形、V形等方式。

4.进电方式高频进电及变频取样通常有储丝筒进电方式、线架进电方式和挡丝块进电方式。下面主要介绍储丝筒进电方式和线架进电方式两种。上一页下一页返回6-5数控电次花线切割机床