桌面型低速往复走丝电火花线切割机床研制及其试验研究

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机床的微小型化已经成为目前机械加工领域研究的热点之一,根据不同的加工对象及应用条件,研制出各式各样的微小型机床,可以实现经济型加工,具有节省空间、能源和资源的优势。并且可以广泛应用于实验室、课堂等教学场所,帮助学生将知识从书本中提炼出来加以消化吸收,在实践中提高自己,检验课本所学,提高创新意识。结合电火花线切割机床的特点研制了一种桌面型低速往复走丝电火花线切割机床,构建了PID恒张力运丝系统和开环运动系统。开展了不同类型的加工试验,证明该机床具备良好的整体精度,可完成不同要求的加工任务。本文主要研究内容如下:(1)研制了一种桌面型低速往复走丝电火花线切割机床,设计了废液处理装置与外观,满足了桌面机床应用在封闭环境需要绿色环保的要求,实现绿色加工目标。(2)提出了PID恒张力往复走丝方法,设计了张力检测装置,将电极丝张力波动稳定在0.5 N内;通过换向断电停进给控制,避免了高速走丝机床反向时的停顿现象;设计的双丝筒运丝结构解决了低速走丝机床单向走丝使用成本高的问题。(3)进行了图形切割试验,圆形工件圆度小于15μm;八方棱柱工件八个面尺寸与给定值的差值小于15μm;纵、横剖面的上、下极限尺寸偏差为0.012 mm、0.003 mm;纵、横剖面的尺寸差为0.015 mm。(4)进行了直线切割试验,表面粗糙度为Ra 3.08μm;进行了拐角切割试验,切割方向发生改变时,工件产生的拐角误差约为45μm。(5)开展了“割一修二”多次切割工艺试验,桌面线切割机床表面粗糙度可以达到Ra1.68μm。
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