数控线切割DK7732机床设计说明书杨加俊刘贺贺祁繁徐州工程学院要图纸的请加QQ：287579959，附加说明要图纸，有全部的零件图，用solidworks打开。

目录一、简介 (1)二、线切割机床的加工原理 (1)三、主要技术参数 (1)四、机床传动系统 (2)五、创新设计 (4)六、机床电气系统 (4)七、设计过程分析与计算 (6)1.最大动载荷 (6)2.丝杠的选择 (6)3.滚珠丝杠副 (6)（1）特点 (6)(2)滚珠丝杠副的载荷计算 (7)a.工作载荷F (7)b、滚珠丝杠副主要技术参数的确定 (8)①导程Ph (8)②螺母选择 (8)Ⅰ滚珠的工作圈数i和列数j (8)Ⅱ法兰形状 (8)Ⅲ丝杠螺纹长度l (9)Ⅳ校核计算 (9)Ⅴ导轨的选择 (10)八、补充知识 (10)<1>导轨主要性能指标 (10)<2>直线导轨的选择 (11)九、数控系统的选择 (12)十、机床操作步骤和规程 (13)步骤 (13)规程 (13)十一、主要外购件 (13)十二、参考文献 (14)一、简介数控电火花线切割机床，简称线切割机床，是以运动的金属丝为工具电极，在控制系统的控制下，按预先设定的轨迹对工件进行加工。

线切割机床适合加工各种模具，切割微细精密及形状复杂的零件、样板，切割钨片、硅片等。

广泛应用在机械、电子电气等领域。

二、线切割机床的加工原理(1)线切割——数控电火花线切割加工的简称。

(2)工作原理：利用移动的金属丝作工具电极，并在金属丝和工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电的腐蚀作用对工件进行切割加工的。

(3)由于它利用的是丝电极，因此，只能作轮廓切割加工。

(4)工作原理如图所示。

图1.线切割机床的加工原理1--数控装置 2--储丝简 3--导轮 4--电极丝 5--工件 6--喷嘴 7--绝缘板 8--脉冲发生器 9--液压泵 10--水箱 11--控制步进电动机(5)当工件与线电极间的间隙足以被脉冲电压击穿时，两者之间即产生火花放电而切割工件。

(6)通过数控装置l发出的指令，控制步进电动机11，驱动X、Y两托板移动，可加工出任意曲线轮廓的工件。

三、主要技术参数主要技术参数见表1。

表1 主要技术参数型号DK7725 系列DK7732 系列DK7740 系列工作台面尺寸640 mm×460 mm880 mm×540 mm900 mm×550 mm工作台行程320 mm×250 mm420 mm×320 mm480 mm×400 mm最大切割厚度普通可调线架为300 mm，锥度可调线架为250 mm最大切割锥度6 °最大切割速度>120mm2/min加工表面粗糙度Ra≤2.5μm(20mm2/min)电极丝直径φ0.10 mm–φ0.19mm保护功能断线自动关断走丝电机工作电源单相220V 50Hz 功耗< 1 KW机床尺寸1400mm×1150mm×1600mm1400 mm×1300 mm×1600 mm四、机床传动系统机床机械部分主要由床身、工作台、运丝装置、线架、冷却系统、夹具、防水罩等部件组成。

传动系统图见图1。

滚动轴承、电机型号规格见表2。

表2 滚动轴承、电机型号规格编号名称型号规格精度数量安装部位Z1轴承D204E2丝筒运丝Z2轴承D204D2丝筒Z3轴承D203C1拖板丝杠Z4轴承D36105C2拖板丝杠Z5轴承D36105C2拖板丝杠Z6轴承D24D2排丝轮Z7轴承D24D4上下导轮Z8轴承D204D 2丝筒Z9轴承D203C1拖板丝杠M直流永磁电机110SYT51110V/2.5A1丝筒单相电泵单相220V 1水箱运丝装置的传动过程：运丝电机M→→联轴器→→贮丝筒高速旋转→→齿轮4/齿轮3→→齿轮2/齿轮1→→丝杆C→→螺母L→→行程开关；运丝装置带动电极丝按一定线速度运动，通过线架上的排丝轮、导轮将电极丝整齐地排绕在贮丝筒上，行程限位开关控制贮丝筒的正反转。

五、创新设计在调整线架的部分，我们安装一个电机，此电机不需要多高的马力，可以调整线架的高度即可，这样可以减轻工人的劳动，方便实现真正的数控。

六、机床电气系统机床电气原理图见图2，符合有关国家标准。

机床与控制器、高频电源、步进电源的连线接口见图3。

机床电气操作面板示意图见图4。

机床电源为单相220V/50H，机床的三芯电源插座按标准接地，严禁供电插座的接地芯片与电源中性线相连。

照明灯规格为24V/40W。

机床电气器件清单见表3。

图2 机床电气原理图图3 连线接口图图4 操作面板图七、设计过程分析与计算1.最大动载荷已知机床最大切割速度为120mm/min,最大加速度为amax=1.3m/s2，导程Ph=Vmax/(i X nmax)=5mm,工作行程sw=0.42m，摩擦阻力Fe=3N, te=0.12s,tw=3.9s。

最大工作重量m=700kg,则工作台施加在丝杠上的轴向力为F=m X amax =700 X 1.3 = 910N.取丝杠滚珠寿命为20000h.则工作动载荷为：13313,3N2.丝杠的选择：滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。

这些都取决于其具有以下几个方面的优良特性：传动效率高、定位精度高、传动可逆性、使用寿命长、同步性能好. 滚珠丝杠副是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

3.滚珠丝杠副（1）特点：a、动力更省驱动力矩仅为滑动丝杠副的1/3，具有较高的运动效率，可以更加省电。

b、高精度的保证滚珠丝杠副都是由高水平的机械设备连贯生产出来的，制作精度更高。

c、微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。

d、无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加预压，由于预压力可使轴向间隙达到负值，进而得到较高的刚性。

e、高速进给滚珠丝杠副由于运动效率高、发热小，所以可实现高速进给(运动)。

(2)滚珠丝杠副的载荷计算a.工作载荷F工作载荷F是指数控机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向作用力，其数值可用下列进给作用力的实验公式计算F=Fx+f'(Fz+W)+Fr式中：Fx、Fy、Fz—x、y、z方向上的切削分力；Fr—密封阻力；W —移动部件的重量；M—主轴上的扭矩，N·m；dz—主轴直径，mm；(3) 平均工作载荷Fm与平均转速nm当机床工作载荷随时间变化且此间转速不同时，式中：t1,t2,…，tn分别为滚珠丝杠在转速n1,n2,…，nn下，所受轴向载荷分别是F1,F2,…，Fn时的工作时间(min)当工作载荷与转速接近正比变化且各种转速使用机会均等时，可用下式求得Fm 和nm 。

b 、滚珠丝杠副主要技术参数的确定① 导程Ph 根据机床传动要求，负载大小和传动效率等因素综合考虑确定。

一般选择时，先按机床传动要求确定，其公式为： Ph≥vmax/nmax式中：vmax —机床工作台最快进给速度，mm/min ；nmax —驱动电机最高转速，r/min 。

在满足控制系统分辨率要求的前提下，Ph 应取较大的数值。

② 螺母选择由于数控机床对滚珠丝杠副的刚度有较高要求，故选择螺母时要注重其刚度的保证。

推荐按高刚度要求选择预载的螺母型式。

其中插管式外循环的端法兰双螺母应用最为广泛。

它适用重载荷传动、高速驱动及精密定位系统。

并在大导程、小导程和多头螺纹中具有独特优点，且较为经济。

Ⅰ滚珠的工作圈数i 和列数j 。

根据所要求性能、工作寿命，推荐按下表选取。

Ⅱ 法兰形状。

按安装空间由标准形状选择，亦可根据需要制成特殊法兰形状。

Ⅲ丝杠螺纹长度l按下式计算：l＝lu＋l1＋2le(13)式中：lu—机床工作台有效行程，mm；le—余程(按表4选取)，mm；l1—螺母长度，mm。

Ⅳ校核计算稳定性验算，丝杠压曲时的临界载荷P按欧拉公式计算：P=0.5×(bπ2EI)/(L2a)=a(d4r)/(L2a)×104式中：E—弹性模量，E=2.1×105，N／mm2；I—丝杠断面最小惯性矩I=πd4r/64,mm4;dr—丝杠谷径,mm;La—螺母至固定端处最大距离(如下表中简图所示)，mm；a、b—与丝杠安装方式相关的系数，其值按下表选取。

并满足Fmax≤P。

根据丝杠受轴向压力选取丝杠直径，已知Fa=910N,支撑间距L=700mm查表得m=10.2，带入公式：极限转速nc校核为防止丝杠转速接近其固定振动频率时发生共振，需对丝杠极限转速nc和Dn值进行校核计算。

极限转速按下式计算式中：E—弹性模量E=2.1×105，N／mm2,Lb—安装距离，mm；β、λ—丝杠安装方法有关的系数，其值按表7选取；γ—比重γ＝7.85×10-5 N／mm3；I—丝杠断面最小惯性矩I=πd4r/64，mm4；dr—丝杠谷径，mm；A—丝杠断面积，A=πd2r/4，mm。

nc应满足：nmax＜nc。

Ⅴ导轨的选择导轨选择滚珠导轨，由于工作台行程为420 X 320mmmm作重量700mkg动导轨数p=4,则实际导轨受载荷: P=F/4=1750N300个工作日计算，寿命需在8年之上。

平均移动速度v=5m/min.则行程寿命为：1400km,则导轨受静载荷：6560.5N滚珠与导轨面是点接触，滚柱与导轨面是线接触，所以它的耐磨性和轴承能力都大大优于滚珠式。

而线性滑轨是一种滚动导引，它由钢珠在滑块与滑轨之间作无限滚动循环，使得负载平台能沿着滑轨轻易的以高精度作线性运动，其摩擦系数可降至传统滑动导引的1／50，使之能轻易地达到μm级的定位精度。

滑块与滑轨间的末制单元设计，使得线形滑轨可同时承受上下左右等各方向的负荷，线性滑轨有更平顺且低噪音的运动特性。

使之精度保持和承载能力都大大优于滚珠和滚柱式。

目前在日本沙迪克公司、日本三菱公司、瑞士夏米尔公司、瑞阿奇公司进口的机床中都是采用第三种结构，所以通过对比，用户在选型时应尽量考虑第三种结构。

八、补充知识<1>导轨主要性能指标通常，直线导轨副的选用必须根据使用条件、负载能力和预期寿命选用。

但由于直线导轨的寿命分散性较大，为了便于选用直线导轨副，必须先清楚以下几个重要概念。

额定寿命：所谓额定寿命是指一批相同的产品，在相同的条件及额定负荷下，有90%未曾发生表面剥离现象而达到的运行距离。

直线导轨副使用钢珠作为滚动体的额定寿命，在基本动额定负荷下为50km。

基本动额定负荷（C）: 所谓基本动额定负荷是指一批相同规格的直线导轨副，在负荷方向和大小均等的状态下，经过运行50km后，90%的直线导轨其滚道表面不产生疲劳损坏（剥离或点蚀）时的最高负荷。