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电火花数控线切割机床的主要结构及工作原理

2014-06-16 17:26阅读：

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1 基本组成
基本组成如图所示
电火花数控线切割机床的主要结构及工作原理
机床基本系统组成
整个系统由计算机编程系统、机床控制系统和机床机械系统组成，加工图纸通过编程形成计算机程序输入机床控制系统， 由控制系统控制机床完成程序预定的动作，从而完成加工任务。其中机械系统包括床身、精密坐标工作台、运丝系统。运丝系统和工作台固定在床身上。运丝系统包括贮丝机构和线架两部分，贮丝筒在电机控制下正反往复运转，带动电极丝在线架上下往复运动，以此来形成加工动作。工件固定在坐标工作台的夹具上，工作台在丝杠的带动下运作，丝杠则由步进电机控制。控制系统的变频装置每发出一个脉冲信号，步进电机就带动工作台拖板移动0. 001mm。工件在X、
Y向共同作用下完成平面运动，在Z轴上安装锥度装置后，可完成锥度切割。
加工时，工作液采用7%-10%的植物性皂化液或DX-I油酸钾乳化油水溶液循环喷注供给。
本机所配的微机线切割控制系统是继中小规模集成电路硬逻辑结构系统之后新一代的控制系统，它主要由微机配上专用的插补控制软件以及接口电路和步进驱动电路组成，由于采用了先进的CNC技术，具有良好的可操作性。
2.2 机床机械系统结构
本机床的机械系统部分由床身、坐标工作台、线架、立柱、运丝装置、工作液装置、机床电器等部分组成。
2. 2. 1 床身
机床的床身是箱型结构的铸件，是安装坐标工作台、线架及运丝装置的基础，有较好刚性,是机床精度的保证。其上装有起吊孔，用于起吊机床, 底部装有支承脚用于调整机床水平。
2.2.2 坐标工作台
坐标工作台主要有工作台上拖板、中拖板、丝杠及变速齿轮箱等组成。拖板的纵、横向运动采用“一V一平”滚动导轨结构，分别由步进电机经两对消隙齿轮及丝杠转动来实现的。由于控制系统采用开环控制，因此工作台运动精度将直接影响加工精度。
丝杠前端是采用两只向心推力轴承来消除间隙的，可调整预紧力，使间隙接近零, 具有转动灵活、精度高、寿命长等优点。
2.2.3 (a)线架
线架的刚性对加工精度有很大的影响，故本线架采用铸件结构。线架被安装在贮丝筒与工作台之间，为了满足不同厚度工作的要求，本机床采用可变跨距结构的线架, 确保上、下导轮与工件的最佳距离, 减少电极丝的抖动，提高加工精度。线架的下悬臂固定在立柱上，放松调整螺钉可前后移动结构，上悬臂可沿立柱做上、下升降。
导轮置线架悬臂的前端，采用密封结构，组装在悬臂上。
电极丝的垂直调整：
( 1)在X方向起就调整下悬臂固定在立柱上的两只调整螺钉，调整好固紧这两只螺钉，即可与工作台面在X方向垂直。
(2)在Y方向上就调整导轮座，调整时首先将上线架前面固定导轮座的两只螺钉松开，然后调整固定导轮座的左右两只螺母，使导轮作左右移动，即可调整Y方向与工作台在Y方向的垂直。水泵上的两个旋钮可以调整上、下喷嘴的工作液流量。线架后端设有电极丝压丝装置，以此来调整电极丝的张紧状况 。
2.2.3 (b)锥度线架
锥度线架主要由立柱、升降线架、锥度头装置、上下丝座、伸缩摆杆和回转式导轮座等组成。线架的升降借助于垂直丝杠副和一对伞齿轮传动来实现。如将线架的左右压板上螺钉松开, 用手摇转立柱后方的摇把，即可使线架升降。钼丝的倾斜是靠控制台给出的脉冲数来使锥度头装置的拖板作U、V向运动，从而带动了上丝座作平移。装于该丝座中的芯轴靠着万向接头与伸缩摆杆上端连接，在该摆杆的下端借助球头装置与F丝座中的芯轴相连，而下丝座借助支承座固定于主柱上。当上丝座作V向平移后，则钼丝作V向倾斜。由于伸缩摆杆的拖动，迫使上、下丝座中的芯轴连同上、下导轮座一起作回转，从而使得上、下工作轮的V型槽中心线处于同一平面中，就使钼丝作V向倾斜时，能始终保持住钼丝在导轮的V槽中运行，绝对不会再有钼丝从导轮V型槽跳出的现象。这样锥度线架就能够可靠的工作。当上丝座作U向平移，则细丝作U向倾斜, 出现了其行程上增缩量。采用重锤拖住滑块作上、下移动的一种紧丝机构来保持钼丝的张力恒定。从而实现了钼丝作相应的收放。由于钼丝作V向倾斜后，则错开了钼丝平常的排丝位置, 故在上、下导轮座的后方增添左、右导向轮来挡丝，再在上丝使的后方(即钼丝进入紧丝机构的导向轮前)，亦增添相应的左、右导向轮来挡丝，而在下丝座的后方(在钼丝进入滚筒前),增加排丝轮，这样有效地解决了正常排丝的问题。上、下水咀的连杆机构靠着万向接头来连接于伸缩摆杆上，从而实现了上、下水咀喷射方向随着钼丝的倾斜而进行跟踪。致使工作液能有效地喷射于加工区的钼丝上。
2.2.4运丝装置
运丝装置是由贮丝筒、贮丝筒拖板、运丝底坐及传动系统组成，贮丝筒由薄壁管制成，具有份量轻、惯性小、耐腐蚀等优点。
贮丝筒主轴通过联轴器与电机相连，联轴节中装有耐油橡胶圈，对电机换向时瞬时产生的冲击起到缓冲作用减少振动，从而延长传动轴的使用寿命。
贮丝筒主轴装有一对同步齿轮，带动传动丝杆，使贮丝筒与拖板作往复运动，使钼丝有规律的、等距离地排列在贮丝筒上。贮丝筒拖板的频繁换向是采用行程开关控制来实现的，它具有控制简单、动作灵敏、换向嗓声小、振动轻、使用寿命长等优点。左、右拨叉间的距离可以调节，一般根据钼丝的长短来确定，钼丝两端留有一定的余量。当行程开关失灵时，可切断电源，确保机床安全。参见
2.2.5 机床的传动系统
机床的传动系统分别由工作台、运丝装置和线架所组成。参见图6
2.2.5. 1 工作台传动路线
X向：控制系统发出进给脉冲-步进电机-齿轮箱-丝杆-螺母5-带动拖板
Y向：控制系统发出进给脉冲-步进电机-齿轮箱-丝杆-螺母6-带动拖板
控制系统每发出一个脉冲，工作台就移动0.001mm， 另外通过X、Y向两个摇手柄也可以使工作台实现X、Y向移动。
工作台运行计算方法：
S1=（4×24/100×24/96）×1.5/360≈0.001mm
其中：S1为滚珠丝杠。
2. 2.5. 2 运丝装置的传动路线
电机7-连轴节8-贮丝筒-小同步齿轮9-大同步齿轮10-丝杆11-螺母-拖板
行程开关、运丝装置带动铝丝以一定线速度运动，并将钼丝整齐地盘绕在贮丝筒上，行程开关控制贮丝筒的正反转。
贮丝筒的移动量(排丝距离)：S2=3×34/117×34/117≈0.2mm
2.2.5.3 电极丝运转路线
贮丝筒旋转带动电极丝往复运动，排丝轮导轮保持电极丝进行正常运行，实现切割。
电火花数控线切割机床的主要结构及工作原理
《电火花数控线切割机床的主要结构及工作原理》来源自http://www.jingweisk.com


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