普通轮胎模电火花机床是利用电能、热能对金属材料进行加工，改变电火花电解头的形状，可以加工出各种复杂形状的轮胎花纹。普通轮胎模电火花机床的加工顺序流程是：工件旋转到加工起始点位置―启动电火花主轴头向下运动―电火花主轴头到达加工深度终点位置―启动电火花主轴头向上运动―电火花主轴头到达上极限点位置―控制圆工作台使工件继续旋转一个轮胎花纹的等份角度―循环。

1）改造方案及内容

根据普通轮胎模电火花机床加工轮胎模花纹的顺序动作，数控轮胎模电火花机床改造方案分为显示、机械传动、硬件系统、软件系统和机床主要功能特点几部分。依次分述如下。

显示屏的中部，用一个彩色圆环来表示被加工的轮胎花纹数目：加工一个轮胎花纹完毕，1个轮胎花纹等份的圆环随之改变颜色：圆环的等份数由输入的轮胎花纹数来控制自动变化形

成：并自动变换总计花纹数、已加工花纹数和未加工花纹数的数值。显示屏的右部，用一个彩色用条形框来表示正在加工的轮胎花纹深度：数值0表示轮胎花纹的深度起点，负数值表示电火花主轴头的空运行，正数位表示电火花主轴头的运行长度即轮胎花纹深度；随着轮胎花纹深度的增大．条形框随之改变颜色，直至到达轮胎花纹深度；条形框中的轮胎花纹深度数值由输入的轮胎花纹深度来控制自动变化形成。显示屏的左部用来滚动地显示正在运

行的加工程序．

2）机械传动部分

待加工的轮胎模具安装在能够旋转的圆盘工作台上。由步进电动机通过神制蜗杆来控制圆盘工作台做旋转运动。机械部的要求与工作顺序如图2所示。联接结构如图3所示。

为了确保旋转运动的精度，蜗杆的支撑采用滚珠轴承，以减弱涡轮副传动的摩擦阻力，旋转运行中，只允许单方向旋转 ，不允许逆向运行。

为了避免圆盘工作台在静止状态 (即加工轮胎花纹时) 受外部力矩的影响，以及蜗轮副间隙的影响，在圆盘工作台的圆周处安装一个环型磁铁，在与环型磁铁对应的机床处安装3个块型磁铁；当圆盘工作台带动工件旋转运行 1 个花纹等份后 ，电磁铁带电吸合，确保 圆盘工作台的准确位置，当工件的等份花纹加工完毕，电磁铁先断电，然后圆盘工作台在带动工件旋转运行下1个花纹等份；电磁铁的吸合与断开，由数控系统通过发讯指令控制进行 。

3 ) 硬件系统

数控系统硬件 原理框图如图 4 所示。它包括；

(1) 以M CS一51 系列单片机 8031为核心的主板电路，包括复位电路、时钟电路、掉 电保护电路、译码电路、输入输出电路 、存储器扩展电路和R S 232串行口扩展电路等；

(2) 以芯片 8297 为核心的键盘显示电路 ，包括数码显示电路和键盘接口电路等：进电动机驱动模块与步进 电动机问接口电路；

(4 )变频控制板将反映电火花 间隙大小及物理状态的信号转变为各种频率信号的脉冲 ，通过步进驱动板带动传动系统，从而保证整个加工过程维持在一个恒定的最佳放电间隙；

(5) 显示系统主要 由中央处理器 G M S90C32、程序处理器 27256、数据存储器 6264 和液显示器H 716501 组成 。

4 ) 软件系统

软件采用自动编程系统。将数控自动编程卡插入主板上的一扩展槽 ，正常启动后即可自动编程。

该卡自带电池保护，自备 64K B 电子盘，用于储存用户所编的用户软件 。

应用软件自动编程系统 ，仅需要根据提示，输入轮胎模的花纹总数、花纹深度、花纹是否等距 (即等份)、花纹不等距 的最大距离差值和最小距离差值、花纹不等距 的变化类型 (依次变小、依次变大或奇偶变化) 等参数 ，软件自动编程系统就会自动生成预演分度程序、试加工程序、加工程序、精加工程序 。加工程序对于精度要求不高的轮胎模是精加工，对于精度要求较高的轮胎模是粗加工。加工顺序参见数控加工流程图，如图 5 所示 。

预演分度程序的目的在于实际检验轮胎模花纹总数的分度是否均匀，轮胎模花纹总数不等距时间是否达到要求 ；轮胎模零件旋转一周后是否能够准确地回到零点。预演分度程序以高速运行 。  

试加工程序的 目的在于人工手动地调整轮胎花纹的粗加工深度 ，以便确定程序编制的准确参数。 实际上是人机联动调整轮胎模的花纹深度零点。

精加工程序用于对精度要求较高的轮胎模进行加工。它与加工程序 的区别有三点：一为花纹的加工深度不同；二为加工时更换新的电解头 ；三为电解头到达轮胎花纹的加工深度时，圆盘工作台需带动轮胎模零件数次往复循环顺转、逆转一微小角度，电解头瞬间的加工面积减半，由此提高轮胎花纹表面的加工精度 。

5）改造后机床主要功能特点

可通过编辑修改加工参数、花纹数、花纹深度、花纹是否等距 (即等份 )、花纹不等距的最大距离差值和最小距离差值、花纹不等距 的变化类型 (依次变小或依次变大或奇偶变化 ) 和 间隙补偿值等。能 自动跟踪分析加工参数输入的对与错。能够自动生成轮胎模零件的预演分度程序、试加工程序、加工程序和精加工程序。能自动分析轮胎模零件旋转一周后封 闭与否并具有手动控制运行功能。

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