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高速往复走丝电火花线切割机床是具有中国特色的电加工设备,自诞生以来就得到了迅速的发展,逐渐成为了一种高精度和高自动化的加工方法而广泛地应用于模具加工业。 作为高速往复走丝电火花线切割机床重要品种的锥度线切割机床,已广泛应用在成形刀具、电火花成形加工用电极、塑料和橡胶挤出模、拉丝模、模具镶拼件及多种零件的加工方面。但对于锥度特别是大锥度(≥±5°)的切割,由于受较多因素的影响,尤其是因为电极丝采用导轮定位产生的各种结构误差的影响,加上大锥度切割时工作液不能很好地包裹住电极丝并随着电极丝沿倾斜方向进入加工区域,使其加工精度和表面粗糙度要比常规直体切割差很多,至于锥度零件的多次切割,特别是大锥度零件的多次切割则更加困难,其根本原因是没有可以保持电极丝空间位置及重复位置精度的随动导丝器及喷水机构。针对上述问题,本文设计了一种能使得电极丝空间位置尽可能与理论位置重合且同时又能实现跟踪喷液的六连杆大锥度随动导丝及喷水机构,并在此基础上设计了两款不同线架形式的随动导丝及喷水大锥度电火花线切割整机,主要的工作内容如下: (1)应用结构化的设计思想,设计随动导丝及喷水大锥度线切割机床的总体结构,为实现系统功能设计了相应的功能模块。 (2)应用三维设计软件UGNX7.0对随动导丝及喷水大锥度线切割机床的六连杆机构进行了理论设计、装配。对装配好的六连杆机构进行了运动仿真,从理论上论证了此种结构的合理性。 (3)针对系统要实现的主要功能并根据现有高速往复走丝电火花线切割机床的结构,具体设计了两款随动导丝及喷水大锥度线切割机床整机。其中包括床身、工作台、运丝系统、线架部件、锥度头、夹具、工作液循环系统、钣金件及其他附件等。其中线架部件按音叉型和C型两种结构设计,且这两款机型都进行了环保设计,主要考虑了整个走丝空间的防水问题,以满足中高端客户对产品的需求。 (4)在系统总体结构设计和各个零部件设计的基础上,将系统的各模块有机地装配成一个整机。根据整机的空间尺寸及加工工艺的实际要求对其中的一些零部件进行重新设计,最终实现系统要达到的功能。 (5)依托有限元分析软件ANSYSWorkbench12.0,本文对整机中的关键结构件进行了校核,并且通过分析计算结果对关键结构件进行了结构优化。