摘要:
电火花线切割加工（wire-EDM）是一种基于电火花加工技术的适应性流程加工技术，它可以被用在具有二维到三维复杂形状的而且是导电的原材料的加工上。电火花线切割加工最常见的应用是在压模、挤压模、粉末冶金的铸模和标准摸板的装配工中。这样就可以加工出以往依靠花费很高磨床或昂贵的传统意义上的电火花的电极来进行加工的工件。由于电火花线切割加工技术是机电一体化技术，是机械、电工、电子、数控、自动控制、计算机应用等多门学科、专业知识的综合运用。
我的设计课题是DK7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统设计。DK为数控电加工机床，77为电火花线切割机床，32为机床工作台宽度。
此次设计包括机床的总体布局设计，横向进给、纵向进给设计，其中还包括齿轮的强度计算，滚珠丝杆较核，轴承寿命的验算。控制系统部分包括步进电机控制电路和脉冲电源电路，这是数控电火花加工机床的重点设计部分，也是难点。步进电机电路设计包括硬件电路设计和软件系统设计。详细说明了芯片的扩展、键盘显示器接口的设计等等。脉冲电源电路采用高低压复式脉冲电源，它是由晶体管及分立元件组成的电路，输出高低压复式脉冲，可以同时供给两个放电间隙加工，提高生产效率。
关键字：数控高速电火花线切割加工、主轴运动、步进电机、脉冲电源。
Abstract: Wire electrical-discharge machining(wire-EDM) is an
adaptation of the basic EDM process, which can be use for cutting
complex two-and-three-dimensional shapes through electrically
conducting materials. Wire-EDM is most commonly used for the
fabrication of press stamping dies, extrusion dies, powder
composition dies, profile gages, and templates. Complicated cutouts
can be made in difficult-to-machine metals without the need for
high-cost grinding or expensive shaped EDM electrodes, Because the
technology of wire electrical-discharge machining is the technology
of mechatronics, and it is the integrate application of many
subjects and professional knowledge, for example mechanism,
electrician, electron, numerical control, auto control and computer
application.
My design subject is DK7732 numerical control electrical-discharge
perforation molding machining tool. DK means numerical control
machining tool. 77 means wire electrical-discharge perforation
molding machining tool. 32 means the width of tool’s
worktable.
The design contains collectivity distribution design, landscape
orientation feed design, portrait feed design, circumgyrate
worktable design. It still includes intension calculation of gear
wheel, the checking of ball bearing pole and the calculation of
axis gearing life-span. The controlling system part contains the
circuit of step-by-step electromotor control and the circuit of
pulse electrical source. This part is the most important part of
numerical control electrical-discharge machining tool, and it is
very hard for me. The design of step-by-step electromotor control
includes hardware circuit design and software system design. It
explains the enlarging of CMOS chip and the design of keyboard
display interface. The circuit is composed by transistor and
unattached elements, it exports high and low voltage pulse, which
can apply with two electrical-discharge interval and improve
productivity.
Key words: Numerical control wire electrical-discharge machining,
principle axis motion, step-by-step electromotor, pulse electrical
source
引言………………………………………………………………………………（1）
一
总体方案设计……………………………………………………………（2）
（一）
（二）
二
储丝走丝部件结构设计………………………………………………（3）
（一）
1．对高速走丝机构的要求………………………………………………………（3）
2．高速走丝机构的结构及特点…………………………………………………（4）
（二）
1．齿轮传动比的确定……………………………………………………………（10）
2．齿轮齿数的确定………………………………………………………………（10）
3．传动件的估算…………………………………………………………………（12）
4．齿轮模数估算…………………………………………………………………（13）
5.
齿轮模数的验算………………………………………………………………（14）
（三）
1．齿轮强度的验算………………………………………………………………（16）
2．主轴的验算……………………………………………………………………（19）
（四）
1．轴承配置形式…………………………………………………………………（21）
2．主轴组件的调整和预紧………………………………………………………（22）
三
进给传动设计……………………………………………………………（22）
（一）
进给传动运动设计………………………………………………………（22）
1．
脉冲当量和传动比的确定……………………………………………………（22）
（二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核…………………（23）
1．
滚珠丝杆螺母副的型号选择…………………………………………………（23）
2．
滚珠丝杆的选型和校核………………………………………………………（25）
（三）步进电机的选择……………………………………………………………（28）
1．根据脉冲当量和{zd0}静转矩初选电机型号…………………………………(28)
2．启动矩频特性校核……………………………………………………………(30)
（四）进给机构支承设计…………………………………………………………（31）
1．
螺杆的支承形式………………………………………………………………（31）
2．
螺杆的支承方式………………………………………………………………（31）
四
数控系统设计……………………………………………………………（32）
（一）高频脉冲电源………………………………………………………………（32）
（二）数字控制系统设计………………………………………………………（33）
(三)控系统硬件的电路设计……………………………………………………（34）
1．
单片机设计……………………………………………………………………（34）
2．
系统扩展………………………………………………………………………（38）
3． I/O 口的扩展…………………………………………………… 19a4
……………（42）
4．
显示器的接口设计……………………………………………………………（48）
5．
步进电机控制电路设计………………………………………………………（50）
6．
光电隔离电路设计……………………………………………………………（57）
7．
部分控制程序…………………………………………………………………（58）
8．
其他接口电路设计……………………………………………………………（70）
参考文献…………………………………………………………………………（）
谢辞………………………………………………………………………………（）
