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（1）储丝筒旋转组合件 http://www.paper51.com 储丝筒旋转组合件主要由储丝筒、联轴器和轴承组成。 内容来自www.paper51.com 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号钢制造。为了减少转动惯量，筒壁应尽量薄，按机床规格的不同，选用的范围一般为1.5~5mm。为进一步降低转动惯量，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粗糙度，一般R为0.8μm。为保证丝筒组合件动态平衡，应严格控制内孔、外圆对支撑部分的同轴度。储丝筒与主轴装配后的径向跳动量应不大于0.01mm。一般装配后，以轴的两端中心孔定位，重磨储丝筒外圆和与轴承配合的轴径。 paper51.com ②联轴器 走丝机构中运动组合件的电极轴与储丝筒中心轴，一般不采用整体的长轴，而是利用联轴器将二者联在一起。由于储丝筒运转时频繁换向，联轴器瞬间会受到正反向的剪切力，但由于这个力不大，且储丝筒中心轴与电极轴有较高的同轴度要求。所以本设计采用YLD6刚性联轴器。 内容来自www.paper51.com
（2）上下拖板 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
走丝机构的上下拖板一般有下面二种滑动导轨。 内容来自www.paper51.com ①燕尾型导轨，这种结构紧凑，调整方便。旋转调整杆带动塞铁，可改变导轨副的配合间隙。但该结构制造和检验比较复杂，刚性较差，传动中摩擦损失也较大。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
②三角、矩形组合式导轨，如下图所示。导轨的配合间隙由螺钉和垫片组成的调整环节来调整。本设计采用三角、矩形组合式导轨。如下图2.2 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 图2.2 三角矩形组合式导轨 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 由于储丝筒走丝机构的上拖板一边装有运丝电动机，储丝筒轴向两边负荷差较大。为保证上拖板能平稳的往复移动，应把下拖板设计的较长以使走丝机构工作时，上拖板部分可始终不滑出下拖板，从而保证拖板的刚度、机构的稳定性及运动精度。 内容来自www.paper51.com （3）齿轮副和丝杆副 内容来自www.paper51.com 走丝机构上拖板的传动链是由2级减速齿轮副和一组丝杆副组成，它使储丝筒在转动的同时，作相应的轴向位移，保证电极丝整齐的排绕在储丝筒上。 paper51.com 在本次设计线切割机中，走丝机构是常是通过配换齿轮来改变储丝筒的排丝筒的排丝距离，以适应徘绕不同直径的电机丝的要求。 paper51.com
丝杆副一般采用轴向调节法来消除螺纹配合间隙。为防止走丝电机换向装置的失灵，导致丝杆副和齿轮副的损坏，在齿轮副中，可选用尼龙代替部分金属齿轮。这不但可以在电机换向装置失灵时，由于尼龙齿轮先损坏，保护丝杆副与走丝电机，还可以减少噪声。但是由于要照顾专业知识的复习，所以决定选用传统的金属材料制造。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
（4）线架、导轮部件结构 paper51.com 线架与走丝机构组成了电极丝的运动系统。线架的主要功能是在电极丝按给定线速度运动时，对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角度。对线架的要求是： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com ①具有足够的刚度和强度，在电极丝运动（特别是高速走丝）时，不应出现震动和变形； http://www.paper51.com 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0.005mm； 内容来自www.paper51.com ③导轮与线架本体、线架与床身之间有良好的绝缘性能； paper51.com
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； http://www.paper51.com ⑤线架不但能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，还具有能使电极丝按给定要求保持与工作台平面呈一定角度的功能。 paper51.com 线架按功能可以分为固定式、升降式和偏移式三种类型：按结构可分为悬臂式和龙门式两种类型。 copyright paper51.com
悬臂式固定线架主要由线架本体、导轮运动组合件及保持器等组成。 copyright paper51.com （1） 线架本体结构 http://www.paper51.com
中、小型线切割机床的线架本体常采用单拄支撑、双臂悬梁式结构。由于支撑电极丝的导轮位于悬臂的端部，同时电极丝保持一定张力，因此应加强线架本体的刚度和强度，使线架的上下悬臂在电极丝运动时不致振动和变形。 paper51.com
为了进一步提高刚度和强度，在上下悬臂间增加加强筋结构。有的机床的线架本体有的采用龙门结构。这时，工作台拖板只沿一个坐标方向运动，另一个坐标方向的运动通过架在横梁上的线架拖板来实现。 copyright paper51.com 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，如下图2.3所示。活动丝臂在导轨上滑动，上下移动的距离由丝杆副调节。松开固定螺钉时，旋转丝杆带动固定于上丝臂体的丝母，使上丝臂移动。调整完毕后拧紧固定螺钉，上丝臂位置固定下来。为了适用线架丝臂张开高度的变化，在线架上下部分应增设副导轮，如下图2.4所示： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 图2.3 可调式线架本体结构 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 图2.4 可移动丝臂 内容来自www.paper51.com （2） 导轮部件结构 http://www.paper51.com 1）导轮是本机床关键零件，关系到切割质量，对导轮运动组合件的要求如下。 内容来自www.paper51.com
①导轮V形槽面应有较高的精度，V形槽底的圆弧半径必须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。 paper51.com ②在满足一定强度要求下，应尽量减轻导轮的质量，以减少电极丝换向时的电极丝与导轮间的摩擦。导轮槽工作面应有足够的硬度，以提高其耐磨性。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com ③导轮装配后转动应轻便灵活，应尽量减少轴向窜动和径向跳动。 http://www.paper51.com
④进行有效的密封，以保证轴承的正常工作条件。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2）导轮运动组合件的结构 http://www.paper51.com 导轮运动组合件的结构主要有三种；悬臂支撑结构、双支撑结构和双轴尖支撑结构。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
悬臂支撑结构简单，上丝方便。但是因为悬臂支撑，张紧的电极丝运动的稳定性较差，难于维持较高的运动精度，同时也影响导轮和轴承的使用寿命。 http://www.paper51.com
双支撑结构为导轮居中，两端用轴承支撑，结构复杂，上丝麻烦。但是此种结构的运动稳定性较好，刚度较高，不容易发生变形及跳动。 copyright paper51.com 双轴尖支撑结构。导轮两端加工成30锥形轴尖，硬度在RC60以上。轴承由红宝石或锡磷青铜制成。该结构易于保证导轮运动部件的同轴度，导轮轴向窜动和径向跳动量可以控制在较小的范围内。缺点是轴尖运动副摩擦力大，易于发热和磨损。为补偿轴尖运动副的磨损，利用弹簧的作用力使运动副良好接触。 paper51.com 通过比较以上三种结构的特点，可以看出第二种结构比较适合作为DK7732高速走丝电火花线切割机床的导轮结构。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 3）导轮的材料 内容来自www.paper51.com 为了保证导轮轴径与导向槽的饿同轴度，一般采用整体结构。导轮要求使用硬度高、耐磨性好的材料制成（如GCr15、W18Cr4V），也可以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。 paper51.com 4）导轮组合件的装配 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 导轮组合件装配的关键是消除滚动轴承中的问题，避免滚动体与套杯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，常用对轴承施加预负荷来解决。通常是在两个支撑轴承的外环间放置一定厚度的定位环来获得预负荷。预加负荷必须选择得当，若轴承受预加负荷过大，在运转时会产生急剧磨损。同时，轴承必须清洗得很洁净，并在显微镜下检查滚道内是否有金属粉末、炭化物等，轴承经清洗、干燥后，填以高速润滑脂，起润滑和密封作用。 内容来自www.paper51.com
（二）储丝走丝部件主要零件强度计算 http://www.paper51.com 1．齿轮传动比的确定 paper51.com 钼丝丝距选择0.25mm，储丝筒每转一周，拖板带动储丝筒移动0.25mm，丝杆螺距选择为3mm。 http://www.paper51.com 所以储丝筒与丝杆见齿轮的传动比为： http://www.paper51.com u==1：12； 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 采用二级齿轮传动，取u=1：4；u=1：3。 copyright paper51.com
（1）齿轮齿数的确定 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
取Z=15；由于齿轮齿根与轴上键的距离不能为零。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 即-（d+t）>2m 内容来自www.paper51.com 由d=16mm查设计手册得： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com t=2.3mm； 内容来自www.paper51.com 而d=-2h copyright paper51.com
=（Z-2ha-）m 内容来自www.paper51.com =（15-2-0.5）m paper51.com =12.5m paper51.com 代入上式得：12.5/2m-（16+2.3）/2>2m copyright paper51.com 取m=2； 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 又有Z=4Z=60 http://www.paper51.com 所以 内容来自www.paper51.com =mZ=2×15=30mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com =mZ=2×60=120mm paper51.com 取Z=25；同理可得： 内容来自www.paper51.com 取m=3； http://www.paper51.com 又有Z=3Z=75 http://www.paper51.com
所以 copyright paper51.com =mZ=3×25=75 http://www.paper51.com =mZ=3×75=225 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
齿轮1，2中心距 a=（30+120）/2=75mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 齿轮3，4中心距 a=（75+225）/2=150mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 参考书籍《机械设计》 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 取 b=0.5d=0.5×30=15mm 内容来自www.paper51.com 其他数据如下 http://www.paper51.com
da=（Z＋2ha）m 内容来自www.paper51.com =（15+2×1）×2 copyright paper51.com
=34mm copyright paper51.com
da=124mm http://www.paper51.com da=81mm 内容来自www.paper51.com da=231mm paper51.com dr=（Z－2ha－2c）m http://www.paper51.com =（15-2×1－2×0.25）×2 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
=25mm paper51.com dr=115mm paper51.com dr=67.5mm 内容来自www.paper51.com
dr=217.5mm http://www.paper51.com 1）传动件的估算 copyright paper51.com
根据公式 d=91mm copyright paper51.com 其中 N——该传动轴的输入功率 paper51.com N=N paper51.com 其中 N——电机颌定功率 内容来自www.paper51.com η——从电机到该转动轴之间传动件的传动效率的乘积 内容来自论文无忧网 www.paper51.com n——该转动轴的计算转速r/min http://www.paper51.com 计算转速n是传动件能传递全部功率的最低转速 paper51.com
[φ]——每米长度上允许的扭转角（deg/m） paper51.com
取 η=0.995，N=0.55kw http://www.paper51.com N= Nη http://www.paper51.com =0.55×0.995 内容来自www.paper51.com =0.54725kw http://www.paper51.com n=1390r/min 内容来自论文无忧网 www.paper51.com d=91 内容来自论文无忧网 www.paper51.com =10.2mm copyright paper51.com 4.齿轮模数估算 paper51.com 齿轮弯曲疲劳估算： 内容来自www.paper51.com m32 内容来自www.paper51.com =32× copyright paper51.com
=1.039mm copyright paper51.com 齿面点蚀估算： paper51.com A370 copyright paper51.com =370 copyright paper51.com =49.28mm 内容来自www.paper51.com 其中n为该转动轴的计算转速r/min，A为齿轮中心距 paper51.com
中心距A及齿数Z、Z求出模数 copyright paper51.com m= copyright paper51.com
= http://www.paper51.com
=1.31 paper51.com 取较大的那个模数，在这个设计中，第一对齿轮传动取 http://www.paper51.com m=2mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 第二对齿轮传动取 paper51.com m=3mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 5.齿轮模数的验算 内容来自www.paper51.com 根据接触疲劳计算齿轮模数公式为 copyright paper51.com
m=16300mm 内容来自www.paper51.com 式中： N——计算齿轮传递的颌定功率 paper51.com
N=ηNkw 内容来自论文无忧网 www.paper51.com n——计算齿轮（小齿轮）的计算转速r/min 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
ψ——齿宽系数，ψ=b/m，ψ常取6～10 内容来自论文无忧网 www.paper51.com Z——计算齿轮的齿数，一般取传动中最小的齿轮的齿数 内容来自www.paper51.com ——大小齿轮的齿数比 paper51.com
=，“+”用于外齿合，“-”用于内齿合； paper51.com
k——寿命系数，k=； paper51.com ——工作期限系数，= 内容来自www.paper51.com
齿轮等传动件在接触和弯曲交变载荷下的疲劳曲线指数m和基准循环次数C 内容来自论文无忧网 www.paper51.com n——齿轮的最低转速r/min paper51.com T——预定的齿轮工作期限，中型机床推荐T=15000～20000h 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
——转速变化系数 paper51.com ——材料强化系数，幅值低的交变载荷可使用金属材料的晶粒边界强化，起着阻止疲劳细缝扩展的作用； http://www.paper51.com
——功率利用系数 http://www.paper51.com
——工作情况系数 paper51.com ——载荷系数 内容来自论文无忧网 www.paper51.com ——齿向载荷分布系数 内容来自www.paper51.com Y——齿形系数 内容来自www.paper51.com [σ]、[σ]——许用弯曲接触能力 http://www.paper51.com
查表可得：=1.2，=1.2，=1.15 http://www.paper51.com = copyright paper51.com = http://www.paper51.com =×0.78×0.51×0.60 内容来自www.paper51.com
=0.91 paper51.com N=0.54725kw，ψ=10，[σ]=600MPa 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 则 =16300mm paper51.com =1.625mm paper51.com 根据弯曲疲劳计算齿轮计算模数公式为： http://www.paper51.com =275mm paper51.com =275 http://www.paper51.com =0.063mm copyright paper51.com = copyright paper51.com = copyright paper51.com
=×0.89×0.70×0.75 copyright paper51.com =0.554 copyright paper51.com
所以m=2符合要求 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 同理m=3也符合要求 内容来自www.paper51.com |