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基于项目学习的毕业设计立项报告项目名称：DK7750Z型数控电火花锥度线切割机床结构设计院(系):专业:学生:学号:班号:指导教师:日期:哈尔滨工业大学机电工程学院2014年9月制表说明一、立项报告应包括下列主要内容：1．立项依据（课题来源及研究目的和意义）2.国内外研究现状及分析并附主要参考文献；3．研究内容与研究目标；4．拟采取的研究方案及可行性分析；5．进度安排及预期成果；6．研究基础与工作条件；7．项目组成员简介；8.研究过程中可能遇到的困难和问题及拟解决措施9．项目经费预算。二、报告的电子版请通过《机电学院本科毕业设计管理系统》上传，由指导教师在线评阅。三、报告需用A4纸双面打印，左侧装订，统一交所在院（系）保存，以备检查。四、此说明页不得删除。报告正文1立项依据项目来源：产学研合作研究目的和意义简介：装备制造业是一个国家综合制造能力的集中体现，重大装备的研制能力是一个国家工业化水平和综合国力的重要标志。研制拥有自主产权的大型设备，是打破国外对我国的技术封锁，摆脱在世界加工市场中的尴尬境地，发展我国民族工业的最佳选择。无论从国防还是从经济的发展来说都具有重要的意义。特种加工装备是指常规切削磨削加工装备以外的电火花成形加工装备、电火花线切割加工装备、激光加工装备等非传统加工装备，它不依靠机械能和切削力，可以用软的工具加工任何硬度的难加工材料以及复杂的表面和微细小孔、深孔、窄缝等特殊的零件，广泛应用于航天、航空、船舶、模具、机械、电子等工业领域，是现在机械制造领域不可或缺的先进制造装备。电火花加工技术是历史最悠久的特种加工方法,在模具制造业、航空和航天、电子等众多领域得到了广泛的应用。对于传统的切削加工难于胜任的超硬、耐高温合金等难加工材料以及深孔、窄缝等形状的加工,电火花加工技术显示出其独特的优势,成为加工这些材料不可缺少的加工方法。DK7750Z型数控电火花锥度线切割机床作为电火花加工机床的一种，基本具备电火花加工的大部分特点，通过对该机床的结构设计，可使我通过综合运用所学专业知识，进行工程设计实践，培养我的创新意识和综合运用所学知识的能力，提高我的机械设计和工程实践能力。2.国内外研究现状及分析并附主要参考文献国内外研究现状及分析：电火花加工技术是由前苏联拉扎联科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。电火花线切割机床也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。2000年国产最大的低速走丝线切割机床生产单位年销售量仅为一百多台，约占全国市场的九分之一，而到2002年其销售量已占全国市场的五分之一，并且这些产品通过合资引进了技术，使产品水平跨越了一个台阶，达到了国际20世纪90年代初的水平。譬如切割速度可达到超过200mm2min⁄，加工精度达5μm，表面粗糙度R达零点几个微米，其价格仅为50万元左右人民币（约为同类进口机床的二分之一），取得了良好的开端，具有广阔的前景。随着模具行业的迅速发展及水平的不断提高，精密零件的加工需求增加，低速走丝线切割机床及使用耗材价格迅速下降，加之人们对低速走丝线切割加工认识的逐步深入，预计低速走丝线切割机的年销量将不断扩大，国产低速走丝线切割机的占有率也将进一步上升，并且有望出口国际市场。而相比国产低速走丝线切割机床在国内外市场的竞争日趋激烈的情况，高速走丝电火花线切割机则因其为我国独创技术的机种，已成为我国数控机床中产量最大、应用最广的机种之一。据估计目前全国有数万台高速走丝电火花线切割机正在模具制造和零件加工中发挥着重要的作用。由于高速走丝有利于改善排屑条件，适合于大厚度和大电流高速切割，加工性能价格比优异深受广大用户的欢迎。因而在未来较长的一段时间内，高速走丝电火花线切割机仍是我国电加工行业的主要发展机型。本设计是要求设计DK7750Z型数控电火花锥度线切割机床的结构，该机床属于DK77系列数控往复走丝线切割机的一种，DK77系列电火花数控线切割机床具有型号齐全、结构合理、刚性好、精度高等特点，即精度保持性高，机床精度可维持十年不变；高效率低丝耗，可实现大电流快速无条纹切割，连续加工不断丝，保证真圆度及直角位；性能稳定，平均无故障率可达99%以上。该系列线切割机床相关主要数据如表2-1所示。表2-1DK77系列数控往复走丝线切割机主要技术参数表产品型号DK7732DK7740DK7750DK7763工作台尺寸(长x宽)mm600x350690x460910x5401030x650工作台行程mm400x320500x400630x500800x630最大加工工件重量kg250350600950最大加工厚度（可调）mm400400450500脉冲当量mm/脉冲0.001电极丝速度m/s10.3最高生产度mm/s≥80最佳表面粗糙度/umRa≤2.5电极丝直径mmΦ0.13～Φ0.20最大切割锥度（锥度机）导轮中心距±6/80mm机床外形尺寸（长x宽x高）1600x1200xx17001800x1400x17002050x1600x19002300x2250x1950主要参考文献：[1]李明辉．电火花线切割技术的研究现状及发展趋势[J]．模具技术2003,1.[2]周大农．电火花切割加工技术的现状和发展[J]．专家论坛，2003,6．[3]狄士春，等．国外电火花线切割加工技术最新进展[J]．电加工与模具，2003,3．[4]CIMT2001特种加工机床评述组[J]．电加工与模具，2001,3[5]徐盛林．日本电火花加工技术的发展现状[J]．电加工与模具，2001,3．[6]狄士春，于滨，赵万生，等．微细电火花切割加工技术的研究现状及发展趋势[J]．航空精密制造技术，2004,1．[7]李发致．模具先进制造技术[M]．机械工业出版社，2003．[8]张伯霖．高速切削技术及应用[M]．机械工业出版社，2002．[9]金涤尘，宋放之．现代模具制造技术[M]．机械工业出版社，2000．[10]HoKH,NewmanST.Stateoftheartelectricaldischargemachining(EDM)[J].InternationalJournalofMachineTools&Manufacture,2003,43(13):1287-1300.[11]AbbasNM,SolomonDG,BahariMF.Areviewoncurrentresearchtrendsinelectricaldischargemachining(EDM)[J].InternationalJournalofMachineTools&Manufacture,2007,47(s7–8):1214-1228.[12]TsaiHC,YanBH,HuangFY.EDMperformanceofCr/Cu-basedcompositeelectrodes[J].InternationalJournalofMachineTools&Manufacture,2003,43(3):245-252.3．研究内容与研究目标研究目标：设计DK7750Z型数控电火花锥度线切割机床的结构。研究内容：（1）进行数控电火花锥度线切割机床的锥度机构、导向方式、驱动方式、支撑方式以及控制方式等的比较，确定机床结构设计方案；（2）机床机构的布局形式以及几何参数的优化设计；（3）工作液循环装置的设计；（4）导轨的布局形式以及几何参数的优化设计；（5）导轨、丝杠、轴承以及联轴器的选择与计算；（6）电机功率的计算与选择；（7）光栅的选择；（8）锥度机构的设计与计算；（9）利用ansys仿真分析软件对重要结构件进行应力分析及优化设计；（10）系统精度与综合刚度的分析计算。4．拟采取的研究方案及可行性分析根据数控电火花锥度线切割机床在结构方面的特点，结合大学期间进行过的课程设计I、课程设计II的有关减速器、机床主传动系统设计的经验，拟采取模块化设计的研究方案，即将数控电火花机床结构分为机床床身、工作台、走丝机构、脉冲电源、数控系统、工作液循环系统及其他机床附件等七个模块并逐一进行结构设计并最终组合的研究方案（如图4-1所示）。这种研究方案可以将机床整体结构化繁为简，将分解出的模块单独分析、设计并设计出通用度较高的与其他模块组合的“接口”，这样每一部分可以参考已有的电火花线切割机床、电火花成型机床乃至其他车床、铣床的结构，分析、总结出前人在相同模块中设计的不同并对比各种设计在解决相同问题时采用的方案的优劣，以期设计出一种优点更为突出、缺点影响更小的结构。此外，此种研究方案可以避免研究过程中出现设计失误（如校核不满足所需条件、设计的加工性不够好等）而导致的连锁性的修改或纠正，仅需在模块内进行调整或改进，不会因一个错误导致全部设计无法满足需要。因此，这种模块化的研究方案是机床结构设计中较为常见的一种方案，也是满足本次毕业设计需要的研究方案，故采用此方案完成此次设计。图4-1DK77系列数控往复走丝线切割机模块示意图5．进度安排及预期成果2015年12月21日～2016年01月15日查阅有关资料，翻译资料，写开题报告，开题审查；2016年01月16日～2016年04月20日确定机床结构总体设计方案，中期检查；2016年04月21日～2016年05月20日用Sloidworks软件进行结构设计，中期检查；2016年05月21日～2016年06月20日撰写论文,准备结题验收，接受结题检查；2016年06月21日～2016年07月01日提交论文、准备答辩、答辩。6．研究基础与工作条件本课题主要是在哈尔滨工业大学机械制造特种加工实验室内完成的。实验室已经具备本课题所需要机床，电脑、查阅资料所需网络。同时，学校图书馆的藏书和电子图书也提供了足够的支持。7．项目组成员简介本项目要求设计者独立完成。设计者：李泠轩，哈尔滨工业大学机电学院1208108班学生，曾进行大二学年度基于项目的学习科技创新活动，项目名称为《清冰雪自行车》，并顺利结题；大三学年度基于项目的学习科技创新活动，项目名称为《墙壁清洗机器人》，顺利结题并获奖。8.研究过程中可能遇到的困难和问题及拟解决措施实验室中部分机床较为陈旧，部分结构不能满足本设计的需要，还有部分机床为整体密封结构，内部各部件工作方式无法直观得出，需要查阅其他机床结构设计的资料进行了解，请教学长、导师，并且通过实验室已有的各种机床进行类比分析，学习设计。9．项目经费预算本项目要求进行DK7750Z型数控电火花锥度线切割机床结构设计，项目经费充足。