數(shù)控火焰切割機(jī)的設(shè)計(jì)論文[帶圖紙].doc

數(shù)控火焰切割機(jī)的設(shè)計(jì)I摘要本課題所設(shè)計(jì)的數(shù)控火焰切割機(jī)是一種中型切割設(shè)備，它可以很方便的對金屬材料進(jìn)行直線或曲線切割，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、化工、航天等行業(yè)。首先，本文通過對火焰切割技術(shù)及數(shù)控火焰切割機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，對火焰切割機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，整體采用龍門式結(jié)構(gòu)，縱向、橫向和垂直三個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均選用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠傳動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。其次，由于火焰切割機(jī)切割工件時(shí)無切削力，所以縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)來完成。最后，為了加工制造的方便還繪制了切割機(jī)的所有零部件和裝配體的工程圖。關(guān)鍵詞數(shù)控火焰切割機(jī)，龍門式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)控火焰切割機(jī)的設(shè)計(jì)IIAbstractTheCNCflamecutterdesignedinthistopicisintermediatecuttingequipment.Itcaneasilycutmetalmaterialswithlinearorcurvilineardrawingsandcanbewidelyusedinmachining,architecture,chemicalindustry,spaceflightandotherindustry.Firstly,throughtheanalysisofresearchactualityabouttheflamecuttingtechnologyandtheCNCflamecuttingmachineathomeandabroadthewholestructureoftheflamecutterisdesignedinthisarticle.Thewholestructureusesthegantrystructure,theopen-loopcontrolsystems,usingsteppingmotortodriveballscrews,werechosenatlongitudinal,horizontalandverticaldirections.Secondly,Sincethereisnocuttingpowerwhentheflamecuttercutswork-piece,therefore,theverticalmovementisprovidedbythemovementofworktabledrivendirectlybysteppingmotor.Intheend,allthedrawingsofpartsandassemblyareprotractedinordertofacilitatethemanufacture.KeywordsNumericalcontrolflamecutter,gantrytype,StructuraldesignIII目錄摘要.IAbstract.II第1章緒論.111切割技術(shù)的種類及發(fā)展.112數(shù)控火焰切割簡介.2121火焰切割及數(shù)控火焰切割技術(shù).2122國內(nèi)外數(shù)控火焰切割技術(shù)的發(fā)展.3123數(shù)控火焰切割機(jī)的市場及發(fā)展.4第二章機(jī)床總體設(shè)計(jì).721總體方案的確定.722控制及傳動(dòng)系統(tǒng)選用.8第三章火焰切割機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì).1031螺旋傳動(dòng).10311滾珠絲杠副的工作原理及特點(diǎn).縱向傳動(dòng)滾珠絲杠、支撐件的設(shè)計(jì)計(jì)算及電機(jī)的選擇.橫向、垂直向滾珠絲杠、支撐件的設(shè)計(jì)計(jì)算及電機(jī)的選擇.21第四章導(dǎo)軌.3241導(dǎo)軌設(shè)計(jì).32第五章機(jī)床的維護(hù).47結(jié)論.50參考文獻(xiàn).51致謝.53附錄1.54附錄2.61附錄3.69數(shù)控火焰切割機(jī)的設(shè)計(jì)1第1章緒論1.1切割技術(shù)的種類及發(fā)展切割是焊接生產(chǎn)備料工序的重要加工方法，包括冷、熱兩類切割，而熱切割又有氣體火焰切割、電弧切割、等離子切割和激光切割等各種工藝方法。目前各種金屬和非金屬切割已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)（特別是焊接生產(chǎn)）中的一個(gè)重要工序，被焊工件所需要的幾何形狀和尺寸，絕大多數(shù)是通過切割來實(shí)現(xiàn)的。切割技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域里。近年來，由于機(jī)械工業(yè)飛速發(fā)展的需求和國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，我國切割技術(shù)無論在新工藝的開發(fā)方面，還是在新能源的利用方面都有了長足的發(fā)展。自動(dòng)化、半自動(dòng)化切割技術(shù)的發(fā)展，使得切割技術(shù)可以代替部分機(jī)械加工，大大提高了工作效率，還可以提高金屬材料的利用率。氣體火焰切割是熱切割中最早被采用和最常用的工藝方法，這種切割方法設(shè)備簡單、操作方便靈活、投資費(fèi)用少、切割質(zhì)量好等特點(diǎn)。尤其是能夠切割各種含曲線形狀的零件和大厚度工件等一系列特點(diǎn)使得它自進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域以來一直作為工業(yè)生產(chǎn)中切割碳鋼和低合金鋼的基本方法而被廣泛采用。而本文介紹的數(shù)控火焰切割機(jī)就是在早期切割機(jī)的基礎(chǔ)上結(jié)合近年來高速發(fā)展的微型計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出的一種新型切割設(shè)備。1.2數(shù)控火焰切割簡介1.2.1火焰切割及數(shù)控火焰切割技術(shù)火焰切割就是利用氣體火焰的熱能將工件切割處金屬預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧氣流使預(yù)熱處的金屬燃燒并放出熱量實(shí)現(xiàn)切割的方法。最常見的氣體切割是氧-乙炔火焰切割。鋼材的氣割是利用氣體火焰（稱預(yù)熱火焰）將鋼材表面加熱到能夠在氧氣流中燃燒的溫度（即燃點(diǎn)），然后送進(jìn)高純度，高流速切割氧，使鋼材中的鐵在氧氛圍中燃燒生成氧化鐵熔渣，同時(shí)放出大量熱，借助這些燃燒熱和熔渣不斷加熱鋼材的下層和切口邊緣，使之也達(dá)到燃點(diǎn)，直至工件的底部。與此同時(shí)，切割氧流把氧化鐵熔渣吹掉，從而形成切口將鋼材切割開。數(shù)控火焰切割機(jī)的設(shè)計(jì)2數(shù)控火焰切割機(jī)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)字程序控制（ComputerNumericalprogramControl）的全自動(dòng)化切割設(shè)備，人們借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序，把所要切割零件的形狀、尺寸、切割順序及切割過程中的各項(xiàng)輔助功能按一定的語言程序規(guī)則進(jìn)行編程，然后輸入控制機(jī)，經(jīng)運(yùn)算后發(fā)出運(yùn)動(dòng)控制及輔助功能指令，再有伺服行走系統(tǒng)和切割執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作，從而完成所需零件的切割。數(shù)控火焰切割機(jī)的特點(diǎn)：功能齊全，自動(dòng)化程度高具有割炬自動(dòng)升降和自動(dòng)調(diào)高、自動(dòng)點(diǎn)火、自動(dòng)穿孔、自動(dòng)切割、噴粉畫線、噴印字碼、噴水冷卻、割縫自動(dòng)補(bǔ)償、熄火返回重割、動(dòng)態(tài)圖形跟蹤顯示等功能，實(shí)現(xiàn)了切割全過程的自動(dòng)控制。可配置多個(gè)割炬工作，省去了制作樣板和劃線的工時(shí)，生產(chǎn)效率高采用套料程序，提高鋼板利用率。能合理選定切割工藝參數(shù)及切割路徑，可減小熱變形，加工精度高，切割質(zhì)量好，能夠減少后續(xù)打磨和裝焊工時(shí)。切割信息易于準(zhǔn)備、修改和保存。機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作方便1.2.2國內(nèi)外數(shù)控火焰切割技術(shù)的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)也迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床、數(shù)控切割機(jī)等已被人熟悉和利用。1952年之后，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)作為生產(chǎn)自動(dòng)化的強(qiáng)有力手段得到了迅速推廣，并且也引入到龐大而繁雜的造船工業(yè)之中了。1958年，英國氧氣公司首先試制成功了世界上第一臺數(shù)控切割機(jī)，并于1961年正式投入挪威斯托德造船廠的造船生產(chǎn)使用中，隨后不少造船工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼開展了數(shù)控切割機(jī)的研制熱潮。到了六十年代中、后期，己有相當(dāng)數(shù)量的數(shù)控切割機(jī)投產(chǎn)使用。它們編程簡單、操作方便、加工質(zhì)量穩(wěn)定，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低加工周期，增加經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，發(fā)展前景廣闊。進(jìn)一步開展微機(jī)控制機(jī)床的研究