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（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目
DK7732數(shù)控高速走絲電火花線切割機(jī)及控制系統(tǒng)
設(shè)計(jì)（論文）題目來(lái)源
自選課題
設(shè)計(jì)（論文）題目類(lèi)型
工程設(shè)計(jì)類(lèi)
起止時(shí)間
2005年2月28日至2005年6月9日
一、 設(shè)計(jì)（論文）依據(jù)及研究意義：
數(shù)控高速走絲電火花線切割加工是一種直接利用電能進(jìn)行加工的新工藝。這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于加工淬火鋼，不銹鋼、硬質(zhì)合金等難加工材料；已成為切削加工的重要補(bǔ)充和發(fā)展。
我們的設(shè)計(jì)的數(shù)控高速走絲電火花線切加工機(jī)床是一個(gè)改進(jìn)設(shè)計(jì)，我們?cè)O(shè)計(jì)的橫向縱向進(jìn)給系統(tǒng)是用步進(jìn)電機(jī)控制的，提高生產(chǎn)效率。
我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，更好的掌握了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)其也有更深入的理解，這對(duì)我們將來(lái)的工作、學(xué)習(xí)都是一個(gè)莫大的幫助，我們受益匪淺
二、 設(shè)計(jì)（論文）主要研究的內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)：（技術(shù)方案、路線）
1、 調(diào)查研究電火花線切割機(jī)的加工特點(diǎn)，確定新設(shè)計(jì)電火花線切割機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。
2、 進(jìn)行數(shù)控電火花線切割機(jī)總體方案及控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。
3、 完成電火花線切割機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4、 完成控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)。
三、設(shè)計(jì)（論文）的研究重點(diǎn)及難點(diǎn)：
在這次設(shè)計(jì)中，數(shù)控高速走絲電火花線切割加工機(jī)床的控制系統(tǒng)部分是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。由于可參考的資料非常少，所學(xué)的單片機(jī)的知識(shí)有限，這也加大了我們的設(shè)計(jì)難度。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是數(shù)控高速走絲電火花線切割加工機(jī)床的一個(gè)重點(diǎn)，它是通過(guò)8031芯片的擴(kuò)展，經(jīng)過(guò)光電耦合電路，功率放大電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
脈沖電源電路又是一個(gè)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。我采用的是高低壓復(fù)式脈沖電源，它是由晶體管和分立元件組成的電路，輸出高低壓復(fù)式脈沖，可以同時(shí)供給兩個(gè)放電間隙加工，提高加工生產(chǎn)率。由于時(shí)間倉(cāng)促，對(duì)這部分設(shè)計(jì)還不夠完善，下步工作可深入研究。
四、 設(shè)計(jì)（論文）研究方法及步驟（進(jìn)度安排）：
研究方法：1：參考各種設(shè)計(jì)手冊(cè)
2：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，查閱各種相關(guān)資料
3：在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到問(wèn)題向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，直到解決問(wèn)題
研究步驟：1：查閱資料，選擇相關(guān)書(shū)籍，寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
2：根據(jù)技術(shù)要求，確定原始參數(shù)。
3：根據(jù)原始參數(shù)，通過(guò)計(jì)算，確定大致尺寸。
4：校核計(jì)算結(jié)果，開(kāi)始總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
5：以鉸接機(jī)構(gòu)，車(chē)架的重載能力為重點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
6：確定具體尺寸，選用標(biāo)準(zhǔn)件
7：繪制圖紙，準(zhǔn)備答辯。
我們所安排的進(jìn)度如下：
完成日期 內(nèi) 容 圖 號(hào)
2/9-2/23 1.數(shù)控電火線切割加工機(jī)床的外觀圖 A0（手工）
2/24-3/10 2.數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的儲(chǔ)絲筒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) A0（計(jì)算機(jī)）
3/11-3/26 3.數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) A0（計(jì)算機(jī)）
3/27-4/17 4.數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的線架設(shè)計(jì) A0（計(jì)算機(jī)）
4/19-5/8 6.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖 A0（計(jì)算機(jī)）
5/9-5/23 7.脈沖電源電路圖 A0（計(jì)算機(jī)）
5/24-6/3 8.數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū)
6/4-6/14 9.審圖后的返工和修改
五、 進(jìn)行設(shè)計(jì)（論文）所需條件：
這四個(gè)月的設(shè)計(jì)中，我們多次去機(jī)械工程學(xué)院的數(shù)控實(shí)驗(yàn)室去參觀CNC電火花線切割加工機(jī)床。了解它的基本結(jié)構(gòu)，工作原理。對(duì)CNC電火花線切割加工機(jī)床有了一個(gè)整體的概念以后，我們多方面收集資料，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，這花費(fèi)了我們不少時(shí)間。
機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)暫告一個(gè)段落后，我們開(kāi)始研究電火花線切割加工機(jī)床的控制系統(tǒng)部分。我們查閱了許多數(shù)控機(jī)床控制部分設(shè)計(jì)的資料，又結(jié)合了電火花線切割加工機(jī)床的控制系統(tǒng)，進(jìn)行了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和脈沖電源電路的設(shè)計(jì)。
運(yùn)用AUTOcad, Protel, Solidworks軟件畫(huà)圖。
設(shè)計(jì)者：方繼武 05年 月 日
六、 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽名： 05 年 月 日
南 華 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院
題 目：DK7732數(shù)控高速走絲電火花線切
割機(jī)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
起止時(shí)間： 2005年2月18日至2005年6月18日
學(xué) 生 姓 名：方繼武
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化011班
指 導(dǎo) 老 師：顏競(jìng)成（教授）
教研室主任：李必文（教授）
院 長(zhǎng)： 張春良（教授）
2005年6月 1日
（一） 設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1. 調(diào)查研究電火花線切割機(jī)的加工特點(diǎn)，確定新設(shè)計(jì)電火花線切割機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。
2. 進(jìn)行數(shù)控電火花線切割機(jī)總體方案及控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。
3. 完成電火花線切割機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4. 完成控制系統(tǒng)硬件和軟件。
（二） 任務(wù)和要求：
1. 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，繪制出數(shù)控電火花線切割機(jī)總圖一張（A0手工圖）。
2. 進(jìn)行運(yùn)絲系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算，繪制出運(yùn)絲系統(tǒng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖一張（A0計(jì)算機(jī)圖）。
3. 進(jìn)行坐標(biāo)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)度計(jì)算，繪制出坐標(biāo)工作臺(tái)縱向（X方向）、橫向（Y方向）或運(yùn)絲拖板（U、V）進(jìn)給機(jī)構(gòu)部裝圖一張（A1計(jì)算機(jī)圖一張）。
4. 根據(jù)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，繪制出控制系統(tǒng)電路圖一張（A0計(jì)算機(jī)圖）。
5. 繪制出線切割機(jī)電器電路圖一張（A0計(jì)算機(jī)圖）
6. 繪制出儲(chǔ)絲筒或滾珠絲杠零件圖一張（A1三維計(jì)算機(jī)圖）。
7. 科技譯文（不少于3000漢字）
8. 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一套（不少于一萬(wàn)字，有英文摘要，有程序清單、全部用計(jì)算機(jī)打出）。
摘 要：我國(guó)工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展的新形勢(shì)下急需大力發(fā)展模具加工技術(shù)，而數(shù)控線切割加工技術(shù)正是模具加工工藝領(lǐng)域中的一種關(guān)鍵技術(shù)。采用數(shù)控線切割方法可直接切割出零件，大大縮短了研制周期，并降低了成本。數(shù)控線切割加工技術(shù)是一項(xiàng)跨越機(jī)械、電子及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多個(gè)學(xué)科的新技術(shù)。線切割加工是采用電極絲與工件之間進(jìn)行脈沖放電，在放電通道中以高溫蝕除應(yīng)切割的材料。同時(shí)工件在工作臺(tái)上以步進(jìn)電機(jī)在單片機(jī)的控制下按指定的程序格式運(yùn)行從而加工出不同形狀的零件。固然數(shù)控線切割機(jī)床總體必由多個(gè)部件組成：機(jī)械走絲部件、工作臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)部件、脈沖電源發(fā)生部件、微機(jī)控制部件、顯示部件，最后是任何機(jī)床具有的潤(rùn)滑系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、脈沖電源、脈沖放電、走絲。
Ⅰ
Abstract ：Being badly in need of below the fresh condition that our country industry technique is speedily developed develops the pattern process technology vigorously ，But digital control string the cutting process technology is being one kind of key technique in the pattern process technology territory 。Adoping the digital control string to cut the means may directly cut out the spare parts ，Cut down the development cycle enormously ，Moreover cut down the cost 。Digital control string the cutting process technology is the machine leaing over 、Fresh technique of much branches of learning such as electron and computer utility and so on 。String cutting process is adoping carrying on impulsive discharge between electrode silk together with the work ，Being living in the discharge passageway corrodes except for the stuff which ought to be cut with high temperature 。Simultaneous work be living , and work with stepper motor be living that thereby isomorph shape spare parts is come out not in the oneboard computer control standard geting off according to assigns order operation process on stage 。Admittedly the digital control string cuts that the machine tool total certainly consists of much components ：The machine is goed away components 、The work stage turns round the components 、The components happen the impulse power source 、Microcomputer control block 、Display component ，It finally is the lubricious system that whatever machine tool havees 。
Keyword ：Oneboard computer 、Impulse power source 、Impulsive discharge 、Go away silk 。
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目錄
引言………………………………………………………………………1
第一章總體方案設(shè)計(jì)…………………………………………………2
一．線切割機(jī)床的現(xiàn)狀簡(jiǎn)介……………………………………………2
1. 線切割機(jī)床加工的特點(diǎn)………………………………………………3
二．線切割機(jī)床總體方案的擬訂………………………………………3
三．具體各部件的組成…………………………………………………4
1）、機(jī)械系統(tǒng)……………………………………………………………4
2）、傳動(dòng)系統(tǒng)……………………………………………………………7
3）、機(jī)床潤(rùn)滑及工作液系統(tǒng)……………………………………………8
第二章 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………10
一、 同步帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì) ……………………………………………10
1. 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 ……………………………………………………10
2.選擇帶的型號(hào) ………………………………………………………10
3.確定帶輪齒數(shù)z與直徑d ……………………………………………11
4.選擇帶長(zhǎng)Lp…………………………………………………………13
5..實(shí)際傳動(dòng)中心距離A 的確定………………………………………14
6.選擇帶寬bs…………………………………………………………14
二、滾珠絲杠螺母副的選型和校核……………………………………16
Ⅲ
1.滾珠絲杠螺母副類(lèi)型選擇…………………………………………17
2. 主要參數(shù)及代號(hào)…………………………………………………17
3. 最大工作載荷的計(jì)算……………………………………………18
4. 最大動(dòng)負(fù)載荷的計(jì)算……………………………………………19
5. 傳動(dòng)效率的計(jì)算…………………………………………………21
6. 剛度的驗(yàn)算………………………………………………………21
7. 壓桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算………………………………………………23
三、 選型與計(jì)算…………………………………………………25
1.滾動(dòng)導(dǎo)軌……………………………………………………………25
四、儲(chǔ)絲筒旋轉(zhuǎn)組合件的選擇………………………………………27
1. 儲(chǔ)絲筒………………………………………………………………27
2. 聯(lián)軸器………………………………………………………………28
五、步進(jìn)電機(jī)的選用…………………………………………………29
六、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的支承設(shè)計(jì)……………………………………………32
1. 絲桿的支承形式……………………………………………………32
2. 螺桿的支承方式……………………………………………………33
第三章電氣系統(tǒng)控制………………………………………………34
一、 DK77型線切割機(jī)脈沖電源原理………………………………34
二、數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………35
1.數(shù)控系統(tǒng)總體方案的擬訂…………………………………………35
二、數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)…………………………………………36
Ⅳ
1. 單片機(jī)的設(shè)計(jì)………………………………………………………35
2. MCS-51系列單片機(jī)的設(shè)計(jì)………………………………………37
3. 系統(tǒng)擴(kuò)展……………………………………………………………38
4. 顯示器接口設(shè)計(jì)……………………………………………………49
5. 步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)……………………………………………50
6. 光電隔離電路設(shè)計(jì)…………………………………………………56
7. 部分控制程序………………………………………………………57
8. 3B代碼的實(shí)現(xiàn)………………………………………………………70
Ⅴ