數(shù)控火焰切割機的設(shè)計論文[帶圖紙].doc

數(shù)控火焰切割機的設(shè)計I摘要本課題所設(shè)計的數(shù)控火焰切割機是一種中型切割設(shè)備，它可以很方便的對金屬材料進行直線或曲線切割，可廣泛應(yīng)用于機械、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)控火焰切割機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，對火焰切割機的總體結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，整體采用龍門式結(jié)構(gòu)，縱向、橫向和垂直三個方向進給運動均選用電動機帶動滾珠絲杠傳動的開環(huán)控制系統(tǒng)。其次，由于火焰切割機切割工件時無切削力，所以縱向進給運動采用電機直接驅(qū)動來完成。最后，為了加工制造的方便還繪制了切割機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，龍門式，結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)控火焰切割機的設(shè)計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)控火焰切割機的市場及發(fā)展.4第二章機床總體設(shè)計.721總體方案的確定.722控制及傳動系統(tǒng)選用.8第三章火焰切割機傳動裝置設(shè)計.1031螺旋傳動.10311滾珠絲杠副的工作原理及特點.縱向傳動滾珠絲杠、支撐件的設(shè)計計算及電機的選擇.橫向、垂直向滾珠絲杠、支撐件的設(shè)計計算及電機的選擇.21第四章導(dǎo)軌.3241導(dǎo)軌設(shè)計.32第五章機床的維護.47結(jié)論.50參考文獻.51致謝.53附錄1.54附錄2.61附錄3.69數(shù)控火焰切割機的設(shè)計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)是通過切割來實現(xiàn)的。切割技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域里。近年來，由于機械工業(yè)飛速發(fā)展的需求和國外先進技術(shù)的引進，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。自動化、半自動化切割技術(shù)的發(fā)展，使得切割技術(shù)可以代替部分機械加工，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、投資費用少、切割質(zhì)量好等特點。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使得它自進入工業(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)控火焰切割機就是在早期切割機的基礎(chǔ)上結(jié)合近年來高速發(fā)展的微型計算機技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的實際情況設(shè)計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），然后送進高純度，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，使之也達到燃點，直至工件的底部。與此同時，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)控火焰切割機的設(shè)計2數(shù)控火焰切割機是應(yīng)用計算機數(shù)字程序控制（ComputerNumericalprogramControl）的全自動化切割設(shè)備，人們借助計算機輔助設(shè)計程序，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輔助功能按一定的語言程序規(guī)則進行編程，然后輸入控制機，經(jīng)運算后發(fā)出運動控制及輔助功能指令，再有伺服行走系統(tǒng)和切割執(zhí)行機構(gòu)協(xié)調(diào)動作，從而完成所需零件的切割。數(shù)控火焰切割機的特點：功能齊全，自動化程度高具有割炬自動升降和自動調(diào)高、自動點火、自動穿孔、自動切割、噴粉畫線、噴印字碼、噴水冷卻、割縫自動補償、熄火返回重割、動態(tài)圖形跟蹤顯示等功能，實現(xiàn)了切割全過程的自動控制。可配置多個割炬工作，省去了制作樣板和劃線的工時，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。切割信息易于準(zhǔn)備、修改和保存。機器運行穩(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)和微型計算機技術(shù)也迅猛發(fā)展，數(shù)控機床、數(shù)控切割機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)自動化的強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，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)達國家相繼開展了數(shù)控切割機的研制熱潮。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，大大減輕了勞動強度，降低加工周期，增加經(jīng)濟效益和社會效益，發(fā)展前景廣闊。進一步開展微機控制機床的研究