数控电火花切割机床的主要机械装置

工作台的结构

DK7725机床的工作台结构如图44.46所示。工作台分上下拖板，上拖板3的顶面为工作台面，上拖板的纵向移动为X坐标运动，下拖板21的横向移动为Y坐标运动，上下拖板同时运动可形成任意复杂图形。工作台移动由步进电机16带动无间隙齿轮副14、23，通过精密丝杠7转动而得到。为了保证工作台移动精度，本机床采用复合螺母自动消除丝杆与螺母间隙，使其失动量小于0.004mm，8是螺母座，9为调整螺母。4为丝杠左端支承的轴承座，6为一对轴承，5 是内外隔环，13为丝杠右端支承的轴承， 15为端盖。工作台运动精度由中间放有高精度滚柱的V形导轨获得，17为支承X轴移动的上V形导轨，11和20分别为支承Y轴移动的V形导轨和平导轨。1是控制工作台手动的手轮，2是刻度盘，10是限位开关档块，12为Y轴限位开关，18为X轴限位开关，19 是接线柱，22为电机座。

切割工件前需使手轮刻度盘对“0”，对“0”时可松开手轮端面前的滚花螺钉，转动刻度盘使“0”线对准定刻度盘的标记，再拧紧滚花螺钉即可。

1．工作台的纵、横向移动

该机床步进电机和工作台丝杠之间的减速齿轮比为24／100，丝杠螺距为1mm，因此可以求得：

机动时：步进电机每转工作台移动量=（24／100）×1mm=0.24mm

即步进电机转动一转，工作台在相应的方向移动0.24mm（X、Y向相同）。

该机床步进电机的步进角为1.5°，也就是步进电机每接受一个进给脉冲，转动1.5°，因此可以计算出：脉冲当量=（1.5°／360°）×（24／100）×1mm = 0.001mm。

手动时(手轮刻度盘圆周等分100个格)：手轮每转工作台移动量=工作台丝杠螺距=1mm

手轮刻度盘每转一个格工作台移动量=（1／100）×1mm=0.01mm

2. 导轨

坐标工作台的纵、横拖板是沿着导轨往复移动的。因此，对导轨的精度、刚度和耐磨性有较高的要求。此外，导轨应使拖板运动灵活、平稳。

线切割机床一般选用滚动导轨，常用的滚动导轨结构有以下两种。

（1）力封式滚动导轨

力封式滚动导轨是借助运动件的重力将导轨副封闭而实现给定运动的结构型式。图4.47所示是力封式滚动导轨结构简图。承导件有两根V形导轨。运动件上的两根导轨，一根是V形导轨，另一根是平导轨。这种结构具有较好的工艺性，制造、装配、调整都比较方便；润滑条件较好(因V形面朝上，易于储油)。缺点是拖板可能在外力作用下，向上抬起，并因此破坏传动。当搬运具有这种导轨型式的机床时，必须将移动件夹紧在床身上。

对于滚柱、滚针导轨，也常采用上述组合方式，因此在大、中型线切割机床中得到广泛使用。

（2）自封式滚动导轨

图4.48所示是自封式滚动导轨结构示意图，自封式是指由承导件保证运动件按给定要求运动的结构形式。其优点是可以承受颠覆力矩，防尘条件好。结构复杂，每个V形槽两侧面受力不均，工艺性也较差。

在大、中型线切割机床上，也有用导向导轨和承载导轨的。导向导轨配置在切割加工区域内，两侧有承载导轨。导向导轨与承载导轨皆为精密滚针导轨，有预应力的滚针镶嵌在淬硬、磨光的钢条上。这种结构的导轨精度高、刚度好、承载支点跨距大；同时热变形对称、直线性好、横向剪切力不变。

工作台导轨一般采用镶件式。为了保证运动件运动的灵活性和准确性，导轨的表面粗糙度Ra值应在0.8 mm以下，工作面的平面度应为0.005／400mm。导轨的材料一般采用合金工具钢(如CrWMn、GCrl5等)。为了最大限度地消除导轨在使用中的变形，导轨应进行冰冷处理和低温时效。

3．丝杠传动副

丝杠传动副的作用是将传动电机的旋转运动变为拖板的直线运动。数控线切割机床工作台部件中，有使用滑动丝杠传动副的也有使用滚动丝杠传动副的，DK7725线切割机床工作台的上、下拖板的移动就是由滑动丝杠螺母副传动的。为了使滑动丝杠传动副传动精确，一般应保证丝杠传动副的精度达到6级或高于6级。

丝杠和螺母之间不应有传动间隙，以防止转动方向改变时出现空程现象，造成加工误差。所以，一方面要保证丝杠和螺母齿形与螺距等方面的加工精度，另一方面要消除丝杠和螺母间的配合间隙。通常采用轴向调节法和径向调节法消除滑动丝杠副的传动间隙，轴向调节法消除丝杠副传动间隙的结构见图5-29。

目前滚珠丝杠传动副广泛用于数控线切割机床工作台拖板移动的传动结构中，和滑动丝杠副相比，滚珠丝杠副的传动效率和传动精度高，使拖板的往复运动灵活、精确。消除滚珠丝杠和螺母间的配合间隙的方法详见第二章。

4．齿轮副

步进电机与丝杠间的传动通常采用齿轮副来实现。由于齿侧间隙、轴和轴承之间的间隙及传动链中的弹性变形的影响，当步进电机主轴上的主动齿轮改变转动方向时，会出现传动空程。为了减少和消除齿轮传动空程，应当采取以下措施。

1）采用尽量少的齿轮减速级数，力求从结构上减少齿轮传动精度的误差。

2）采用齿轮副中心距可调整结构，也可通过改变步进电机的固定位置来实现。

3）将被动齿轮或介轮沿轴向剖分为双轮的形式。装配时应保证两轮齿廓分别与主动轮齿廓的两侧面接触，当步进电机变换旋转方向时，丝杠能迅速得到相应反应。

步进电机的安装位置有两种：一种是置于拖板的一侧端部；另一种是固定在可移动拖板的下面，齿轮传动副也固定在拖板下面的相应位置上。步进电机的固定位置对拖板的结构方式有着很大的影响。

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来源：忽米云小匠