电火花线切割毕业论文设计二
1、，则，段长度由装配后确定，要保证齿轮与箱体壁的间距，取。
（4）段根据材料力学及强度计算可以确定基本尺寸
，。
（5） 确定轴上圆角及倒角尺寸，
参照表15－2，各倒角及圆角见标准零件图。
5．求轴上的载荷
首先根据轴的结构图作出轴的计算简图，再根据轴的计算简图
作出轴的弯矩和扭矩图
图4—4 第二根轴的受力分析
由图分析各支点处的受力状况：
由前已知：
转矩，
，
，
，
，
根据力的合成定理计算出A点处的支反力
在水平面内，
，
带入数值可以求得
＝346.1N，
在垂直面内，
带入数值得
，方向向下，
由图课知B处弯矩最大，现计算B处的弯矩和扭矩
水平面内，，
在垂直面内，，
B—C间扭矩为
。
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面B是轴的危险截面
现将计算出的截面B处的，及列于下表
载荷
水平面H
垂直面V
力F
弯矩M
总弯矩
扭矩T
5）按弯扭合成应力校荷轴的强度
进行校荷时，通常只校荷轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即
危险截面B）的强度。根据式15－5及表中的数据，并取
，轴的计算应力
。
前已选定轴的材料为45钢，调质处理由表15－1查得
。因此，故安全。
4.3传动螺纹副的设计及校核
1．第Ⅲ轴是丝杠，丝杠通过与螺母连接带动整个储丝机构在导轨上面做直线运动，现对其进行设计。
螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动变为直线运动将直线运动变为回转运动，同时传递运动或动力。
1、特点
优点：工作平稳，传动精度高，易于自锁，良好的减速性能.
缺点：相对滑动大，磨损大，效率低
2、传动形式：
a)螺杆转螺母移
b)螺杆又转又移（螺母固定）——用得多
c) 螺母转螺杆移
d) 螺母又转又移（螺杆固定）——用得少
3、分类
按其用途，还可分为传动螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型
按照摩擦性质分：滑动螺旋 滚动螺旋 静压螺旋（后两种结构复杂，用于结构复杂，精度高的重要传动中，一般用滑动）
连接螺纹牙型有三种：矩形、梯形、锯齿形螺纹。
本次设计运丝装置螺纹传动形式选择滑动螺旋传动，螺母固定、螺杆转动并移动。
一、 滑动螺旋的结构
螺旋传动的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支撑的结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支撑结构有直接关系，当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的传力螺旋，可以利用螺母本身作为支撑。当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋（丝杠）等，应在螺杆两端或中间附加支撑，以提高螺杆的工作刚度。螺杆的支撑结构与轴的支撑结构基本相同。此外，对于轴向尺寸较大的螺杆，应采用对接的组合结构代替整体结构，以减少制造工艺上的困难。
螺母的结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整体螺母结构简单，但有磨损产生的轴向间隙不能补偿，只适合在精度要求较低的螺旋中使用。对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向间隙和补偿旋合螺纹的磨损，避免反向传动时的空行程，常采用组合螺母或剖分螺母。
滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形、锯齿形。其中以梯形和锯齿形螺纹应用最广。螺杆常用右旋螺纹，只有在某些特殊场合才使用左旋螺纹。对于传导螺纹，为了提高其传动效率及直线运动速度，可采用多线螺纹（线数n=3~4，甚至多大6）。
二、 滑动螺旋：构造简单、传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁
缺 点 ：磨损快、寿命短，低速时有爬行现象（滑移），摩擦损耗大，传动效率低（30~40%）传动精度低
三、 螺杆和螺母的材料
螺杆材料要有足够的强度和耐磨性。螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨。
考虑走丝装置传动性能，螺杆材料选择40Cr 经过热处理。
螺母采用铸铁制造，内孔浇注巴氏合金。
螺纹基本知识
螺纹几何参数
(1) 大径d
(2) 小径 d1
(3) 中径d2
(4) 螺距P
(5) 导程S S = nP
(6) 螺纹升角ψ
(7) 牙型角α 牙侧角β
P
图4-1 螺纹牙形图
四、滑动螺旋传动的工作能力分析
失效形式与计算准则
主要失效 —— 螺纹的磨损
耐磨性计算确定：螺杆直径 d2、螺母高度 H
传力较大时： 螺杆强度校核 、螺纹牙强度校核
要求自锁时：校核自锁条件
受压细长螺杆; 校核稳定性
四、 滑动螺旋传动的设计计算
滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。其失效形式主要是螺纹磨损。因此，滑动螺旋的基本尺寸（即螺杆直径和螺母高度），通常是根据耐磨性条件确定的。对于受力较大的传力螺旋，还应校核螺杆危险截面以及螺母螺纹牙的强度，以防止发生塑形变形和断裂；对于精密的传导螺旋应校核螺杆的刚度（螺杆的直径应根据刚度条件确定），以免受力后由于螺距的变化引起传动精度降低；对于长径比很大的螺杆，应校核其稳定性，以防止螺杆受力后失稳；对于高速的长螺杆还应校核其临界转速，以防止产生过度的横向振动等。
1、耐磨性计算
滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度，螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关，其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。
假设作用于螺杆的轴向力为F(单位为N)，螺纹的承压面积为A（单位为mm2）螺纹中径为d2（单位为mm）螺纹工作高度为h（单位为mm），螺纹螺距为P（单位为mm），螺母高度为H（单位为mm），螺纹工作圈数为，则螺纹工作面上的耐磨性条件为
图4-2 梯形螺纹传动副尺寸图
令，则 代入上式整理后可得
对于矩形和梯形螺纹，h=0.5P，则
对于30°锯齿形螺纹，h=0.75P，则
螺母高度
设计轴上的各参数，以下各量为螺杆的输出参数：
功率，
转速，
转矩。
2．求作用在齿轮上的力
根据作用力与反作用力定理可以知道
，
。
3．初步确定轴的最小直径，
先按式（15－2）初步估算轴的最小直径。
根据表15－3取A=112,于是得
，
轴上最小直径处是装配齿轮，为了增加传动的稳定性
取，齿轮左端用套筒进行轴肩定位，
根据装配要求求得。
查表《梯形螺纹基本尺寸（GB5796.3—86）》可知：
螺杆螺距P=0.2mm
公称直径d=18mm
中径d2=17mm
小径d3=15.5mm
4．轴的结构设计
1） 拟定轴上零件的装配方案
如图所示
图4—3 第三根轴的零件图
2) 确定轴的各段直径和长度
（1）轴的段安装轴承，由于轴承的宽度较小，选用两个
轴承并放，以增加丝杠传动的稳定性，所以段的基本参
数由所选的轴承尺寸确定。，。
（2）轴承左端才用轴肩定位，轴肩高度不能超过轴承的内圈的
高度，通过计算取，长度尺寸取。
（3）段的作用是起从丝杠罗纹到轴肩的过渡作用，基本
尺寸参数为。
（4）轴段是丝杠螺纹，目的是将旋转运动转化为直线运动。长度由储丝筒的行程有关，取，螺纹的基本参数为M18×3。左端开有螺纹孔，用螺钉固定以档圈防止丝杠越程导致丝杠与螺母脱节。
（5）确定轴上圆角和倒角
见零件图示。
5.求轴上的载荷
首先根据轴的结构图作出轴的计算简图，再根据轴的计算简图
作出轴的弯矩和扭矩图：
图4—4 第三根轴的受力分析
由图分析各支点处的受力状况：
由于螺母支撑点的位置在行程范围内变化，在校荷时只需要取最危险的位置，在此处应该是在螺母与丝杠最左端接触时，在此情况下进行校荷，由前已知：
转矩
在水平面内对A点取矩，
式中，
代入上式可得
，
又
可得 表示方向与假设方向相反。
水平面内的弯矩为
在垂直面内对A点取矩，
代入各值可得
又
可得，与假设方向相反
则
A—B，B—C间扭矩均为
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面B是轴的危险截面
现将计算出的截面B处的，及列于下表
载荷
水平面H
垂直面V
力F
弯矩M
总弯矩
扭矩T
5）按弯扭合成应力校荷轴的强度
进行校荷时，通常只校荷轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即
危险截面B）的强度。根据式15－5及表中的数据，并取
，轴的计算应力
前已选定轴的材料为45钢，调质处理由表15－1查得
。因此，故安全。
第5章 轴承寿命校核
5.1 第Ⅰ轴上轴承的校荷
两端均采用双轴承联接
轴承类型：深沟球轴承，
轴承代号：6203
标称尺寸：
在校荷时每个轴承所承受的载荷是支撑点处载荷的一半计算，
寿命计算：
h
1）滚动轴承的当量动载荷：
其中：X、Y分别为径向、轴向载荷系数。
因为轴承只受纯径向载荷。则
2）参照前面轴的计算可知：
左轴承：
右轴承：
3）载荷系数：查表“载荷系数”（按中等冲击）得
4）转速：
5）寿命指数：
6）额定动载荷：查表知
C＝7.36K
左轴承：
右轴承：
由此可知：该轴承符合要求符合要求
5. 2 第Ⅲ轴轴上轴承的校荷
两端均采用双轴承联接
轴承类型：深沟球轴承，
轴承代号：6203
标称尺寸：
在校荷时每个轴承所承受的载荷是支撑点处载荷的一半计算，
寿命计算：
h
1）滚动轴承的当量动载荷：
其中：X、Y分别为径向、轴向载荷系数。
因为轴承只受纯径向载荷。则
2）参照前面轴的计算可知：
3）载荷系数：查表“载荷系数”（按中等冲击）得
4）转速：
5）寿命指数：
6）额定动载荷：查表知
C＝7.36KN
由此可知：该轴承符合要求符合要求
第6章 键的强度校核
键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择：键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。对于常见的材料组合和按标准选取尺寸的普通平键联接（静联接），其主要失效形式是工作面被压溃。除非有严重过载，一般不会出现键的剪断，因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校荷计算。
校荷方法：
假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键的强度条件为
式中：
T——传递的转矩，单位为；
——键与轮毂键槽的接触高度，，单位为mm；
——键的工作长度，单位为mm，圆头平键，平头
平键，这里的L为键的公称长度，单位为mm；
b为键的宽度，单位为mm；
——键，轴轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位
为；
6.1 联轴器处键的强度校荷
选择类型：单圆头普通平键
基本尺寸：
；
；
；
代入上式得
键的强度能沟满足要求。
6.2 储丝筒端盖与轴联接处键的校荷
选择类型：圆头普通平键
基本尺寸：；
；
；
；
代入上式得
键的强度能沟满足要求。
6.3 第Ⅰ轴与小齿轮联接处键的校核
选择类型：圆头普通平键
基本尺寸：；
；
；
；
代入上式得
键的强度能沟满足要求。
6.4 第Ⅲ根轴上键的校核
选择类型：圆头普通平键
基本尺寸：；
；
；
；
代入上式得
键的强度能沟满足要求。
第7章 储丝筒的结构设计
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#钢制造。为了减少转动惯量，筒壁应尽量薄，按机床规格不同，选用范围为。为了进一步降低转动惯量，也可选用铝镁合金材料制造。
储丝筒壁要均匀，工作表面要有较好的表面粗糙度，一般为。为保证组合件动态平衡，应严格控制内孔，外圆对支承部分的同轴度。
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，重磨储丝筒外圆与轴承配合的轴径。
方案选择：
参考方案一，整体式，即将储丝筒壁与两端盖做成一个
整体，如下图
加工方式采用整体铸造，装配固定在轴上，径向采用普通
平键联接固定，轴向采用弹簧卡片或者套筒进行定位。
优点：是安放时能够达到较高的同轴度；
缺点；加工和装配麻烦。
参考方案二，将筒壁及两端盖均做成分体式，即做成三部分，在装配时先将两端盖装配的轴上面，再将筒外圆壁与端盖用螺钉紧固，端盖与轴固定轴向采用轴肩定位，径向采用普通
平键定位。
优点：在加工和装配方面占绝对优势，如果对丝筒的径向跳
动要求不高的条件下，这种方案是比较好的;
缺点：装配精度不高。
参考方案三，半分体式，即将其中一个端盖做成分离的，
如上图所示，在装配时径向在一端应用普通平键，轴向利用
轴肩轴向定位，端盖与筒壁用螺钉联接，为了增加装配精度
及传动平稳性，将分离端盖与轴配合处的宽度增大。
优点：加工方便，装配简单，能够达到较高的同轴度，能保证
传动平稳性的要求；
缺点：装配同轴度和传动稳定性仍许进一步改善。
对于以上三种方案按照即能满足使用性能的同时，又能
做到加工和装配简单，经济实用性能较高的原则，应选用第三种设计方案。
精锻模具电火花加工实例
图9为采用B35精密数控电火花成形机床加工的飞机发动机连杆精锻模具。该模具材料为9CrSi；加工部位尺寸167×55mm，加工深度13.0±0.05mm，加工表面粗糙度Ra为1.0μm，有预加工。电极采用日本ISO-61石墨，单边缩放量400µm，加工面积约为8000mm2，在型腔55×100mm处加工7-Φ2排气孔。
图9 飞机发动机连杆精锻模具
加工方法采用单电极摇动法。加工时采用定时抬刀，粗加工时UP02，DN05；精加工时UP03，DN03。伺服基准电压粗加工时SV03(35V)，精加工时SV05(60V)。摇动方式因工件均为圆弧曲面，采用圆轨迹。而且，由于有预加工，虽然模具的放电面积较大，但开始加工时，电极与工件只是局部接触，加工电流不宜过大，否则会局部电流密度过大而造成烧伤，待放电面积逐渐增大后，再相应增加加工电流。
结论
临近结束，回想这次毕业设计，既是对我们的一次考验，也是对我们的一次锻炼。
说是考验，是因为在毕业设计前总觉得自己已经做过那么多次的课程设计，水平没有八两也该有半斤吧。可是刚拿到题目时却是一头的雾水，不知从何下手。从来没有过的不知所措的感觉一下子涌了上来。设计过程中要用到太多的知识，而且是综合性的运用。而自己就是知识也都忘记得差不多了，更别说什么综合运用了！再掂掂自己的水平，说实话已不足半斤了。一切要从头做起！以自己不足半斤八两的实力去面对如此复杂的毕业设计这本身就是一个很大的考验，但换个角度，也是一种很大的挑战！
说是锻炼，很显然，让我这种不足半斤水平的实力来完成如此复杂的的毕业设计，这个过程就是一种锻炼！通过这次锻炼，提高了自己查阅资料的能力，并熟悉了有关的技术政策，提高了熟练应用国家标准、规范手册、图册等工具书进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力。在我们团队的的紧密配合下，在老师的指导下，我们克服了一个又一个的难题。就我们目前的水平来说，一人独立设计一台机床是很艰难的，只有我们紧密合作发挥出团队的精神才可以完成。
对于一个即将踏上社会的学生来讲，将会面临更多、更强的考验和锻炼，而这次练兵无疑增加了我们去面对未来，迎接挑战的砝码！
然而由于我们能力有限，加之时间仓促，设计中一定会存在问题，希望老师同学批评指正，多提宝贵意
致 谢
毕业设计是一次我们对自己大学期间学习科学文化知识成果的全面检查，是一次学生阶段的升华。设计所涉及的知识面相当广泛，要求我们对基础知识达到比较熟练的应用程度，其包括了大学期间所自修的自身涵养和专业知识的应用，需要我们有敏锐的洞察力和开放性思维。毕业设计是对所学知识的实践、总结与提高，是初步学习运用已掌握的知识进行独立且全面的设计计算过程。因此，在设计中遇到了许多以前没有遇到的问题和困难，在导师等诸多老师的大力帮助和自己的不懈努力下，我逐步解决了所遇到的问题，圆满完成了本次毕业设计任务，从而使自己的知识面得以拓宽，能力得到了提高。
本次毕业设计使我深刻体会到了主动学习的重要性。遇到问题要多加思考，想下为什么会出现这种情况，逐一理清自己的思路，最后找到解决问题的办法。我们也要牢记学知识决不能盲目，对能拿来借鉴参考的我们一定要善于利用，采取拿来主义的策略，这样可以节约人力物力，而且能取得较好的成果。
本次如此系统的设计，时间比较紧，任务量比较大，也是对我们意志品质的一次考验。另外，使我积累了大量使用手册的经验，为我以后走向工作岗位，参加社会实践打下了坚实的基础；通过系统的手工和计算机绘图，使自己的绘图水平有了进一步的提高。
在本次毕业设计中，得到杜春宽指导老师的悉心指导。在这里首先给指导老师致以我最诚挚的谢意！同时向设计过程中给予我帮助的同学和有关人员致谢。
最后，再次向指导老师和同学们及同事表示深深的谢意！
参考文献
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6 李忠文.电火花机和线切割机编程及机电控制[J].北京：化学工业出版社 ,1998.
� �-o���(%�0;line-height:150%;font-family: 宋体'>从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面D是轴的危险截面。
现将计算出的截面D处的，及列于下表
载荷
水平面H
垂直面V
支反力F
弯矩M
总弯矩
扭矩T
5）按弯扭合成应力校荷轴的强度
进行校荷时，通常只校荷轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即
危险截面C）的强度。根据式15－5及表中的数据，并取
，轴的计算应力
前已选定轴的材料为45钢，调质处理由表15－1查得
。因此，故安全。
4.2 第Ⅱ轴的设计及校核
1．轴上的各参数，以下各量均为第二根轴的输出参数：
功率
转速
转矩
2．求作用在齿轮上的力
由齿轮设计部分知大齿轮的分度圆直径为
可以求得大齿轮上的受力状况：
同样右端销齿轮上受力状况为：
3．初步确定轴的最小直径
先按式（15－2）初步估算轴的最小直径。
根据表15－3取A=112,于是得
，
轴上最小直径处是螺纹连接，其作用是对齿轮起到轴向定位的
作用则，长度用两个螺母紧固。
4．轴的结构设计
1） 拟定轴上零件的装配方案
如图所示
图4—3 第二根轴的零件图
2) 确定轴的各段直径和长度
(1) 对于轴Ⅱ由以下几种装配方案：
其一，传统的传动方案，由于轴的长度较小，可以将轴的
左端利用滑动轴承紧固在箱体上，为了增加轴的传动平稳性，
可以增加轴承的数量，在轴段安放两个调心球轴承，同时
在箱体壁上开处直径的孔，为了轴承的拆卸方便，轴
承外圈与箱体壁的配合采用过盈配合。
轴上齿轮采用普通平键联接固定在轴上，右端同样采用螺母轴向定位，由于第二级齿轮传动的齿轮同时对轴由着支撑的作用这种方案的缺点是轴的平稳性能不够好，成本较高。
其二，将轴固定在箱体壁上，同时在箱体壁上开出直径为
的孔，一边轴的拆卸方便，轴上需要安放齿轮，同时
齿轮要作高速旋转，同样又有两种方案：
a. 轴与齿轮间采用滚动轴承联接，但是由于齿轮的轮毂长
度较大，对于每个轮毂上需要安放两个滚动轴承，其缺点是成本较大安放与拆卸麻烦。
b. 轴与齿轮间采用滑动轴承配合，即能满足传动的要求，
又节约成本，轴瓦的材料可以选用铸造青铜，因为铸造青铜主
要用于高速，重载的轴承，同时可以承受较大的冲击，其成分为。
对比以上装配方案，在同样能够满足使用要求，同时又经济，
装配与拆卸方便的原则，可知第二种装配方案种的滑动轴承联
接更好。
以下就采用此方案进行计算确定轴的各参数。
（2）轴与段需要安放滑动轴承，滑动轴承的轴瓦与齿轮装配，根据齿轮的轮毂直径及其轮毂长度同时要考虑到轴向定位的稳定性，确定与段的尺寸，，
，，，这两个轴段
需要装滑动轴承，加工精度要求较高，表面粗糙度要达到1.6。
（3） 大齿轮左端采用轴肩定位，轴肩高度要求，取