【正文】 ..................................................................................................................... 25 致謝 ............................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 27 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 數(shù)控裝備的發(fā)展與趨勢 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。最終完成懸臂式火焰切割機(jī)的裝配?？傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。一般認(rèn)為， 1臺(tái) 5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于 2臺(tái) 3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)， 5軸聯(lián)動(dòng)加工可比 3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。我國在 2021 年也開始進(jìn)行中國的 ONC 數(shù)控 系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。它的應(yīng)用場合主要限于碳鋼、大厚度板材切割，在中、薄碳鋼板材切割上逐漸會(huì)被等離子切割代替。采用機(jī)械方法切割的坡口，只要把熔渣清理干凈，不需要進(jìn)行任何的機(jī)械加工就可進(jìn)行焊接。 懸臂式火焰切割機(jī)的特點(diǎn) ： （ 1）技術(shù)成熟且價(jià)格低廉，具有較高的性價(jià)比。因此，只要控制輸出脈沖的數(shù)量、頻率和電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序，變可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。步距角大，與之配套的驅(qū)動(dòng)電源一般要求具有細(xì)分功能。滾動(dòng)體不循環(huán)的直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副多用于載荷較大，行程較短的場合 圖 22 直線導(dǎo)軌 2. 3 機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇 常用的機(jī)械傳動(dòng)部件有螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、高速帶傳動(dòng)及各種非線性傳動(dòng)部件等。 （ 3）使用 壽命長，滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金制成，其滾道表面淬火硬度高達(dá) 60~62HRC，表面粗糙度值小，故磨損很小。接觸角推力角接觸球軸承，其特點(diǎn)有： （ 1） 接觸角大、軸向載荷能力大、剛度大。 滾珠絲杠副的支撐形式： 支撐應(yīng)限制絲杠的軸向竄動(dòng)，較短的絲杠或垂直安裝的絲杠，可以一端固定，一端自由的裝配方式。角接觸推力球軸承，背對背裝配），以端游動(dòng)（深溝球軸承裝配）的支撐方式。本次設(shè)計(jì)選用專業(yè)廠家生產(chǎn)的小型撓性聯(lián)軸器，既有結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易等特點(diǎn)，也可滿足緩沖和減震的效果。 3. 2. 3 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠的工作負(fù)載 F(N)和轉(zhuǎn)距 T()共同作用下的變形量 ? ?0Lm? 為： 20 2 cP F P TL E A G J?? ? ? ? （ 46） 式中： A絲杠載面積 ? ?22214A d m?? CJ 絲杠的極慣性距 ? ?44232cJ d m?? G絲杠切變模量 鋼 G= T轉(zhuǎn)矩（ Nm） ? ?0 ta n2m DTF ???? (? 為摩擦角， ?? ， mF 為平均工作負(fù)載 ) F— 工作負(fù)載 最大 不利情況 ? ?mFF? : 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 ? ?? ?33 2 ,30 411 2 920 10( 5 10 ) 6 t a n 4 33 25 10 6 21 10 ( 691 ) 2 10 6914 32L????? ? ? ? ???? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 30 10Lm??? ? ? 絲杠在工作長度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為： 3030 . 4 0 5 1 01 . 2 0 . 0 9 7 25 1 0y lL l mP ?????? ? ? ? ?? 通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差 L? 小于其傳動(dòng)精度 ?? 的 1/2 39。 2 絲杠是否發(fā)生共振 高速運(yùn)轉(zhuǎn)的絲杠有可能發(fā)生共振，需要 校核臨界轉(zhuǎn)速 。 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 表 44 滾珠絲杠副的數(shù)據(jù) 3. 4 直 線導(dǎo)軌的選擇與驗(yàn)算 Y 向直線導(dǎo)軌的選擇與驗(yàn)算： Y軸工作臺(tái)最大重量 20ym kg? ，滑塊座個(gè)數(shù) M=4，每根導(dǎo)軌上滑塊座配數(shù)為 1200yl mm? ，額定工作時(shí)間壽命 40000hTh? 計(jì)算額定行程壽命： 32 2 4 0 0 0 0 1 . 2 6 0 57601 0 1 0 0 0hysyT l nT K m? ? ?? ? ? 計(jì)算額定動(dòng)載荷： 3 /y s wayH T cF T K fCf f f? （ 47） 式中： K滾珠額定壽命 K=50km F滑塊座工作載荷 1 504yyF m g N?? Hf 硬度系數(shù) Hf = 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 表 4— 5 硬度系數(shù) 軌道表面硬度 HRC 60 58 55 45 Hf 1． 0 0． 98 0． 9 0． 54 Tf 溫度系數(shù) Tf = 表 4— 6 溫度系數(shù) 工作溫度 /℃ Tf 100 100～ 150 150～ 200 200～ 250 cf 接觸系數(shù) cf = 表 4— 7 接觸系數(shù) 每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù) Cf 1 2 3 4 5 wf 負(fù)載系數(shù) wf = /minm 表 4— 8 負(fù)荷系數(shù) 工作條件 Wf 無外部 沖擊的低速運(yùn)動(dòng)場合，速度小于15m/min 1～ 無明顯沖擊或震動(dòng)的中速運(yùn)動(dòng)場合，速度小于 60m/min ～ 2 由外部沖擊或振動(dòng)的高速運(yùn)動(dòng)場合，速度大于 60m/min 2～ aC 額定動(dòng)載荷 3 9600150 50 ?????? ayC 相對與市場上的直線導(dǎo)軌的基本額定符合，大部分都滿足要求，所以 Y懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 軸選擇 SSR— 15XWMY 型直線導(dǎo)軌。 圖 31 圖中 F=200N， G=260N， a=， l= 計(jì)算梁的撓度按照疊加法計(jì)算： 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 gfw w w?? （ 31） gw 按照下式計(jì)算： 33Flw EI?? （ 32） fw 按照下式計(jì)算： 3 ( 3 )6Faw l aEI? ? ? （ 33） 式中 E=70Gp， I= 3cm ，得 ? ?3 492 0 0 6 0 3 1 2 0 6 0 2 . 3 7 1 06 7 0 1 0 1 3 0 . 1 6fw ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? 3 692 0 0 1 2 0 1 . 5 8 1 03 7 0 1 0 1 3 0 . 1 6gw ??? ? ? ? ?? ? ? 61. 58 10gfw w w ?? ? ? ? ? 所以梁的剛性符合要求。 通過本次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，我們對以前所學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行了一次全面的運(yùn) 用于復(fù)習(xí)，基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能得到了實(shí)踐與運(yùn)用，初步認(rèn)識(shí)和了解了解決實(shí)際工程技術(shù)問題的方法和手段，對于設(shè)計(jì)中需要運(yùn)用的我們沒有了解過的知識(shí)我們也通過自學(xué)或者老師講 解進(jìn)行了掌握，同時(shí)也培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考和解決問題的能力。觀點(diǎn)、結(jié)論正確、論證充分、設(shè)計(jì)合理。 論文 (設(shè)計(jì) ) 內(nèi)容與質(zhì)量 （ 60 分） 觀點(diǎn)、結(jié)論正確，論證充分，設(shè)計(jì)合理。 總分（ 100 分） 答辯小組評語 : 答辯小組組長： 年 月 日 論文 (設(shè)計(jì) )綜合成績 指導(dǎo)教師成績（ 30%） 評閱教師成績（ 20%） 小組答辯成績（ 50%） 綜合成績（百分制） 五級分制 成績 。 總分（ 100 分） 指導(dǎo)教師評語 : 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 新疆大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評議書 論文 (設(shè)計(jì) )題目 :懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的選型與設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 : 葉燃 專業(yè)班級 :過程裝備與控制工程 071 學(xué)號： 20212457047 指導(dǎo)教師姓名 : 阿達(dá) 依 職稱 : 副教授 評價(jià)內(nèi)容 具體要求 得分 規(guī)范程度 （ 25 分） 結(jié)構(gòu)合理、條理清楚、文理通順、用語符合專業(yè)要求，文體格式規(guī)范，圖表清楚。 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 參考文獻(xiàn) [1]李建永著 機(jī)電一體化技術(shù) ， 北京：科學(xué)出版社， 2021 [2]楊黎明、王智向著 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)手冊 ， 北京：國防工業(yè)出版社， 1997 [3]徐元昌著 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ， 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [4]鄭堤、堂可洪編著 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1997 [5]李亞江、王娟、劉鵬等著 焊接與切割技術(shù) ， 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [6]大連理工大學(xué)工程畫教研室編 機(jī)械制圖 ， 北京：高等教育出版社， [7]楊可貞、程光蘊(yùn)、李仲生等著 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ， 北京：高等教育出版社， [8]張黎驊，鄭嚴(yán)編 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 ， 北京：人 民郵電出版社， [9]沈永基著 機(jī)械設(shè)計(jì) AutoCAD基礎(chǔ)教程 ， 北京：中國青年出版社， 2021 [10]陳光偉，王曉宇編著 火焰切割與焊接技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021