1、 目 录 1 绪论.1 1.1 电火花加工的产生和加工原理. 1 1.1.1 电火花加工的来源.1 1.1.2 电火花加工的物理本质和工作原理 1 1.2 电火花加工的现状及发展4 1.2.1 电火花线切割加工的现状.4 1.2.2 电火花线切割机的发展策略.5 1.2.3 设计过程6 2 工作台设计方案及其分析.7 2.1 数控电火花线切割机床的机构组成及其作用.7 2.2 坐标工作台的组成.8 2.3 主要参数.9 2.4 方案确定.9 2.4.1 床身结构9 2.4.2 X-Y 工作台9 2.5 坐标工作台的的传动精度对工艺指标的影响.11 3 结构设计12 3.1 工作台外形尺寸及重量
2、计算12 3.2 滚珠丝杠副的设计计算13 3.3 导轨的确定15 3.4 步进电机的选用17 3.5 轴承的设计计算18 3.6 X 向齿轮副的选用19 3.7 Y 向齿轮副的选用25 结论.30 致谢.31 参考文献.32 第一章.绪论 1.1 电火花加工的产生和加工原理 电火花加工是一种新的加工技术，自五十年代以来，我国开始研究和试用。经过不断发 展，已得到日益广泛的应用，成为加工各种模具和零件的有效方法。 1.1.1 电火花加工的产生 电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。 早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造
3、成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害 的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。 当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。 研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材 料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电 腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够 对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法” 。 电火花加工是与机械加工性质完全不同的一种新工艺、新技术。机械加
4、工是通过机床部 件的相对运动，用比工件材料硬的刀具去切除工件上多余的部分，来得到成品零件的。但 随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性、高粘性、 高韧性、高纯度等性能的新材料不断出现，具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来 越多，仍然采用机械加工法，有时是难于加工或无法加工的。因此，人们除了进一步发展 和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工法。电火花加工法能够适应生产发展的需要， 并在应用中显出很多优异性能，因此得到了迅速发展和日益广泛的应用。 1.1.2.电火花加工的物理本质和工作原理 电火花线切割加工是基于在液体介质中小间隙脉冲放电时材料的电腐蚀的切割加
5、工，它 是相当复杂的瞬变的微观物理过程，大致可分为介质击穿和通道形 成，能量转换和传递，电蚀产物的抛出和消电离四个阶段。脉冲放电的原始阶段 是电极间介质的击穿，介质击穿过程非常迅速，一般为 0.1-Ills。介质一旦被击穿，便形 成放电通道，间隙电流迅速上升，电流密度可高达 101_ 108A/cm2。介质击穿后，脉冲电 源通过放电通道瞬时释放能量，把电能转换为热能、动能、磁能、光能、声能及电磁波辐 射能等。其中大部分转化为热能，使两极放电点局部熔化和气化，并且使通道中的介质气 化和热分解。还有一些热量在传递、辐射过程中消耗掉。一次脉冲放电产生一个放电痕， 在高速走丝电火花线切割加工中，因电极
6、丝相对工件快速运动，使放电通道也相应移动， 所以单个脉冲的放电痕呈卵圆形。材料的抛出可以呈液相、气相、固相。材料的抛出是热 爆炸力、电动力、流体动力等综合作用的结果。一次脉冲放电后，还应有一段间隔时间， 使间隙介质消电离，即通道中带电粒子复合为中性粒子，恢复液体介质的绝缘强度，以待 下次脉冲击穿放电。 电火花线切割加工又叫线电极电火花加工(WEDM )，它是一种用线状电极作工具的电火花 加工。其特点是电极丝做单向低速(对于 WEDM-LS )或往复高速(对于 WEDM-HS )走丝运动， 工件相对电极做 X. Y 向的任意轨迹运动。后者可以用靠模、光电、特别是数字来控制。如 果电极丝再作某些辅助运动，还可以切割带斜度的复杂工件。 实现电火花加工条件： 1 1.工具电极和工件电极之间必须维持合理的距离在该距离范围内，既可以满足脉冲电压 不断击穿介质，产生火花放电，又可以适应在火花通道熄灭后介质消电离以及排出蚀除产 物的要求。若两电极距离过大，则脉冲电压不能击穿介质、不能产生火花放电，若两电极 短路，则在两电极间没有脉冲能量消耗，也不可能实现电腐蚀加工。 2.两电极之间必须充入介质
