数控线切割机床辅助工作台设计和实现 机械工程及其自动化专业.docx

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1、下面这篇文章以数控线切割机床为操作实例，对辅助工作台基本原理进行深入研究，把机械传动和工程力学的专业知识进行结合，搭建了新的操作平台，用来就行大尺寸、高精度零件的外围曲面分度的加工制作。依据设计研究一个主要技术应用于数控线切割机床的辅助工作台被我们建立起来，工作台可以满足我们提高工作台精度和刚度，稳定性，旋转数控的要求，这个工作台可以朝着X、Y、B、A的方向移动，也可以同时移动，随时停止，旋转一定角度。它不仅可用于加工表面、斜面和弯曲表面，还可用于加工较大的斜面（圆锥体）和更复杂的直面部件。工作台可以传动部分是:齿轮齿条的传动、齿轮的传动、蜗轮蜗杆的传动。其它部分主要组成部分是：工作台端面、支

2、架、工作台底座和箱体。工作台承受荷载的能力很强，定位刚度好，准确的精度，较好的保持零件形状，企.业加工技术效率可以得到提高，数控系统内部控制可以让工作台自动完成分度和定位夹紧的工作。我们设计的工作台使用的是端齿盘夹紧装置，它的定位精度准确，对中能力强。具有较高的互换性能、高耐磨性和良好的经济效益，将在未来的数控线切割机床中得到广泛应用。关键词：辅助工作台，涡轮蜗杆，数控线切割机床AbstractThefo11owingartic1etakestheNCwirecuttingmachineastheoperationexamp1e,totheauxi1iaryworktab1ebasicprin

3、cip1ecombiningtheknow1edgeofmechanica1transmissionandengineeringmechanics,theworktab1eisdesigned,toachievea1argersize,highprecisionpartsfortheperiphera1surfaceindexingprocessingandprocessing.Inordertoimprovetheaccuracy,rigidityandstabi1ityoftheworktab1e,andmaketherotaryNCworktab1enoton1ymovea1ongthe

4、directionofx,Y,Banda,anditcanmoveatthesametime,anditcanstopatanytime,anditcanrotateatanang1e.Noton1ycanbeusedformachiningsurface,inc1inedsurfaceandARCsurface,buta1socanbeusedformachining1argeinc1inedsurface(taper)andmorecomp1exstraightcurvedsurfaceparts.Itstransmissionpartmain1yhas:thegearracktransm

5、ission,thegeartransmission,thewormandwormgeartransmission.Theotherpartsaremain1ymadeupoftheendfaceoftheworktab1e,thebracket,thebaseandtheboxbody.Itcanbeara1argetheabi1itytobearthe1oadisverystrong,thepositioningstiffnessisgood,theaccurateprecision,thegoodmaintenancepartshape,theenterpriseprocessingte

6、chno1ogyefficiencycanbeimproved,thenumerica1contro1systeminterna1contro11ettheworktab1eautomatica11ycomp1etetheindexingandpositioningc1ampingwork.positioningc1amping.Thetab1eadoptsend-toothdiscc1ampingdevice,highpositioningaccuracywiththeabi1ityofcorrecta1ignment.Ithashighinterchangeabi1ity,highwear

7、resistanceandgoodeconomicbenefit,andwi11bewide1yusedinCNCwirecuttingmachinetoo1sinthefuture.Keyword:Auxi1iaryworktab1e,Turbineandworm,CNCwirecuttingmachine摘要IAbstractII1绪论11.1 课题的来源与研究的目的与意义31.2 课题国内外研究现状51.2.1 国内研究现状51.2.2 国外研究现状61.3 课题研究的内容61.4 本章小结72数控线切割机床辅助工作台的总体设计72.1 机械结构总体方案与布局92.2 数控线切割机床辅助

8、工作台工作原理102.3 本章小结103机械结构的设计113.1 轴承的设计113.2 传动齿轮的选型计算113.3 传动轴的设计计算133.4 本章小结164数控线切割机床辅助工作台各部分强度的校核174.1 轴承强度的选用174.2 传动轴强度的校核174.3 齿轮强度的校核214.4 本章小结235结论25参考文献27致谢291绪论国民经济设备的提供，人民生活耐用消费品的提供等这些需求都是依赖机械工业才得以满足的。所以机械工业是我们国家经济社会发展的重要基础行业，国民经济的发展离不开各种机械设备的使用。一个国家的经济实力和科技发展水平与国家机械工业发展的规模和技术发展水平是密切相关的。所

9、以，发展本国的机械工业企业在世界各国的市场经济发展战略中都有很高的战略地位。机械工程的服务领域是广阔的、多方面的，机械工程服务范围很广泛比如：所有需要使用机械、工具、能源的材料生产部门。换句话说，就是现代机械工程的主要服务领域有五个方面：1、能源转换机械，2、生产机械，3、服务的机械，4、家庭和个人生活使用的机械，5、机械武器。不论机械服务性质是什么，机械系统工程工作的主要内容和基本原理是一样的，比如：建立和发展机械工程的基础理论有：工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料性能和应用的工程材料；热力学；机械零件独立就行工作的原理、结构、设计计算和机械零件科学；金属和非金属成形和切削过程，金属和

10、非金属的研究技术理论等。研究、设计和发展新的机械企业产品，社会当前和将来的发展需求要求我们不断提高机械工业产品和生产新的机械电子产品的质量和工作效率。机械产品生产的主要内容有:1、机械产品的生产设施规划与实现；2、机械产品的生产计划和生产调度；3、进行机械产品生产编制和实施机械产品制造流程；4、设计机械产品生产的制造工具和模具；5、确定机械产品生产的劳动定额和产品材料定额；6、组织机械产品生产的加工、装配、调试、包装和装运等工作；7、对机械生产产品进行准确的产品质量控制。管理机械制造企业的经营活动。生产进行的批量分为单件和小批、中批、大批。机械生产产品的销售范围是社会中的每一个行业和个人、家庭

11、、社会组织。但是社会经济的发展对产品的销售量有很大的影响。所以，机械设计制造技术企业进行经营发展活动是很复杂的，机械电子工业是机械制作企业生产成本管理、规划和经营研究工作的起源。机械设计产品的使用，主要包括企业对产品选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造等工作，除此之外，还有生产企业所使用的机械、成套机械、机械技术装备等技术设备的改进与提高，保证工程机械工业产品在长期发展能够准确可靠的使用。本文研究的目的是为了研究机械产品在制造过程中和机械产品的使用过程中的环境污染问题和资源过度消耗问题，提出治理问题的办法。对中国现代农业机械系统工程的发展具有重要影响，各种各样的机械，根据不同的

12、机械类型和发展方向可以分为以下几种类别：1、根据功能设计不同可以分为动力工程机械、物料搬运机械、粉碎机械；2、根据服务的产业结构不同可以分为农业生产机械、矿山机械、纺织机械；根据工作基本原理不同可以分为热力机械、流体机械、仿生机械。除此之外，机械产品在研究、开发、设计、制造、应用等工作方面度过了几个不同性质的发展时期。因为性质的不同机械产品产品在各个发展时期机械工程又可以分散成为几个相互联系、相互合作的子系统，比如机械产品的研究、机械产品的设计、机械产品的制造、机械产品的使用与机械产品的维护等系统。这种根据多个学科构成的系统，按功能可叫做动力进行机械，与按工作基本原理进行分类的热力生产机械设备

13、、流体通过机械设备、透平机械设备、往复机械设备、蒸汽动力控制机械设备、核动力装置设备、内燃机、燃气轮机等机械设备都有联系，按行业分类的中心电站技术、工业发展动力装置、铁路机车、船舶轮机管理工程、汽车企业工程等机械设备也是有联系的。船用汽轮机是动力机械和热力机械、流体机械和涡轮机械的组合体。电站分为：船舶发电站、蒸汽发电站、核电站等。自20世纪中、后期发展以来，机械生产开始出现综合管理的现象。开始注重机械制作生产基础理论研究和专业领域的扩大。发展机械工程和开发新的机械产品的目的在于增加企业生产能力，提高工业的劳动生产率，增加生产经济利益。在以后经济社会发展中，新产品的开发将以降低人力资源管理成本

14、，发展再生能源，治理机械生产工作环境造成的污染问题等目标作为发展机械新产品开发的下一个要求。辅助工作台是近几十年发展起来的一种高科技半自动生产设备。电火花线切割机床辅助工作台在工业机器人构成中是一个重要的组成部分。编程是它的最大特点，为了完成各种计划工作目标，建立自己的性能、个人和机器本身优势，尤其是在反映人的智力和适应性方面优势很明显。数控线切割机床辅助工作台面的精确性和在不同环境下进行工作的能力，在国民经济的发展背景下有很好的发展优势。1.1课题的来源与研究的目的和意义现代工业用线切割机床的辅助工作台起源于20世纪50年代初，辅助工作台具有多自由度功能的自动化机械制作的操作平台。在1962

15、年，美国的一家机械设计铸造有限公司在原来知识理论的基础上又进行了一台数控示教再现型数控线切割机床技术辅助工作台的试制。命名为Unimate（通用自动）。辅助工作台的运动系统是模仿坦克炮塔的工作原理，手臂只有旋转、工作角度俯仰，气体驱动工作台工作；工作台的控制系使用的是磁鼓的大储能装置设备。许多球坐标式通用数控线切割机床辅助工作台也是根据我们这个理论的基础上进行发展结合。1962年机械设计制作有限责任公司和普鲁曼公司进行组合成立名为万能自动公司（Unimaton）的机械制作集团,专业化生产数控线切割机床辅助工作台网。在1962年，这家美国的机械铸造公司又试制成功了一台名为Versatran数控线

16、切割机床辅助工作台，原意是灵活搬运。数控线切割机床辅助工作台的中心支柱可旋转，机械臂可旋转、升降、拉伸和空气传动，控制系统也可示教再现。虽然通过这两种数控线切割机床进行辅助工作台出现在六十年代初，但都是一些国外研究工业企业为数控线切割机床辅助工作台快速发展打下的基础。在上个世纪80年代，美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院共同合作发明了一种一只机械臂工作的工业数控线切割机辅助工作台，配有小型计算机控制，用于装配作业，定位误差可小于土Imm。美国也非常重视提高电火花线切割机床辅助工作台的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate公司建立了8年数控线切割加工机床技术辅助设计工作台的试验操作台，对工作台的各种不同性能进行分析试验。准备在发生故障前放置平均使用时间（注：设备可靠性的度量。它给出了第一次故障前的平均运行时间被称为故障