【正文】 體質(zhì)量輕，傳動機構傳動性能好。 :步進電機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動絲杠，可以實現(xiàn)無級調(diào)速。 圖 31 工件定位夾緊裝置的結構示意圖 割炬橫向進給裝置結構設計 割炬橫向進給裝置固定在回轉(zhuǎn)支架上， 包括外割炬 橫向進給 裝置結構和內(nèi)割炬 橫向進給 結構兩個部分，兩部分裝置結構設計的原理是一致的，只 黑龍江科技 學院畢業(yè)設計（論文） 18 是具體的設計參數(shù)不一樣，這里給出外割炬 橫向進給 裝置結構設計原理。 機床工件定位夾緊裝置通過液壓動力系統(tǒng)，驅(qū)動由上 黑龍江科技 學院畢業(yè)設計（論文） 16 擺桿、下擺桿、下支臂和擺動臂組成的 8 個平面連 桿機構，對工件定位和夾緊。內(nèi)、外割具徑向進給裝置采用步進電機和絲杠徑向?qū)蝌?qū)動結合方式。行星擺線針輪減速 器 置于回轉(zhuǎn)工作臺 預留空間內(nèi)，空間整體結構設計比較緊湊。因此 ， 根據(jù) 節(jié)筒加工特點和技術要求， 該設計采用立式內(nèi)表面定心方式，將圓筒定位和夾緊裝置 合 為一體 。臥式配置方案如圖 2– 1 所示。 （ 2）保證機床具有與所要求的加工精度相適應的剛度和抗振性。 7． 造型與色彩 機床造型 是根據(jù) 機床功能和特點，要簡潔明快 ， 美觀大方，使用舒適方便。在壽命期內(nèi)，正常工作條件下，機床不應喪失設計時所規(guī)定的精度性能。機床的動態(tài)精度是指機床在重力、夾緊力、切削力、各種激振力和溫升的作用下主要零部件的形位精度。 2． 生產(chǎn)率和自動化程度 要提高機床的生產(chǎn)率，應縮短工作時間，其中包括切削加工時間、輔助時間以及準備與結束時間。 上述比較體現(xiàn)了各種加工方法的優(yōu)缺點，而且，在已有研究中，許多學者 針 對等離子切割的相關參數(shù)對切割坡口的影響均作了比較詳細的論述，文 中 不再贅述。 切邊的斜度一般為 2176。 2．等離子切割 等離子加工又稱等離子弧加工，是利用電弧放電使氣體電離成過熱的等離子氣體流束，靠局部熔化及氣化來去除材料。但是，對于左右非對稱切割時，必須考慮由于彎曲和熱變形所造成的尺寸偏差允許值。 熱切削方法 1．氧氣切割 該方法在熱切割坡口中最常采用。 2．剪切 剪切加工面根據(jù)加工時的應力狀態(tài)分為喇叭口、剪切面、斷裂面、飛邊四個部分。重點對坡口加工機床的徑向進給、縱向提升和切割角度調(diào)整等重要部件 進行 設計。清理焊根可采用砂輪打磨的 黑龍江科技 學院畢業(yè)設計（論文） 5 方法，但目前應用較多的是采用碳弧刨清理根部，特別是在返修有焊接缺陷的焊縫時采用碳弧氣刨容易發(fā)現(xiàn)焊根部各種細小的缺陷。 設備 注意事項 從重型廠的切割技術的應用情況可看出，工程機械在選用切割技術、切割設備時應注意以下幾個方面： 。其中，火焰切割的小型切割機械最多，從通用的半自動氣割機、仿形氣割機、 光電跟蹤氣割機到專用的型鋼氣割機、馬鞍形氣割機約 20 多種類型，價格適宜，大、中、小型企業(yè)均有條件配備，完全可以適合切割人員各種條件下切割生產(chǎn)。隨著激光器件功率等級、穩(wěn)定性及可靠性的提高和加工技術的進步，其應用領域逐步擴大到各種金屬和非金屬板材的切割。手工割炬切割厚度可達到 350mm，機用割炬切割厚度可達到 1800mm。由于潛艇殼體尺寸龐大，在生產(chǎn)規(guī)模上屬于小批量生產(chǎn)，所以其加工設備通用性較差。 根據(jù) 國外資料，大深度潛艇 一般系指最大下潛深度超過 500 m 或在 500 m 附近的作戰(zhàn)潛艇。 本文重點對坡口加工機床的夾緊裝置、徑向進給、縱向升降和切割角度調(diào)整等重要部件的設計，根據(jù)設計和使用的要求，對夾緊裝置的靜態(tài)剛度和強度、節(jié)筒受力變形和其加工誤差進行 分析 。 關鍵詞 ： 坡口；等離子束；數(shù)控； 機床 黑龍江科技學院 畢業(yè)設計（論文） II Abstract At present, there isn’t large shellring groove processing equipment in domestic and the traditional groove processing machine equipment has a lot of shorting, which includes low productivity, high cost, and inaccuracy so it doesn’t meet the processing needs of the large shellring groove processing. Because there is the time and space of application range of large shellring groove processing equipment are limited and poor universality, poor efficiency, high the once only investment cost. If we only make introduction, there is lots of limited factors such as the aspects of politics, economic and technology etc, which will lead to extend production period, and can’t meet the needs of national defense, and can’t guarantee the safety of production quality. Therefore, in order to adapt to the development of national construction and increase the level of national defense industry, we should be selfreliance and innovation, and develop large shellring groove special equipment that has initiative intellectual property, high efficiency and economic practical for increasing the vitality, reliability and whole function of our country’s submarine. The design focus on clamp device, cross feed device, longitudinal lift device and cutting angle adjusting device, based on the require of design and use, aimed at static stiffness and intensity, shell stress transforms and its processing erroranalysis. Key words: groove。在這種深度下，潛艇不僅要承受巨大的海水壓力，還要克服前進過程中的阻力。因此，在確保產(chǎn)品性能和質(zhì) 量的前提下，最大限度地縮短研制和生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟效益，潛艇除了要設計合理的結構外，高精度制造技術也是制造潛艇的重要支承。 等離子弧切割是上世紀 80 年代中期發(fā)展起來的一種加工方法，當時主要是為解決不銹鋼和有色金屬的切割，先后開發(fā)了氬、氫、氮、氧及壓縮空氣等多種氣體，一般等離子弧切割及水再壓縮等離子切割等多種工藝方法，以適應不同的需求。據(jù) 20xx 年的統(tǒng)計表明：在世界激光工業(yè)應用范圍內(nèi)，激光切割所占的比例最大，約 24%。另外，還在小型切割機基礎上加以改進，以完成 U、 V、 Y、 K 型坡口及球瓣坡口切割和相貫線切割等工藝要求。比如：切割材料、厚度、工件的工藝特殊性等，另外還需要了解公司對所選用設備的效率要求； 、成熟程度，了解各種切割技術的優(yōu)缺點，分析綜合效益； 切割技術，提出特殊要求； 、安全、節(jié)能、節(jié)材等，加大相關新技術、新工藝的推廣應用。 工作內(nèi)容 大型薄壁節(jié)筒端面坡口，由于材料硬度大、節(jié)筒尺寸大，導致加工定位和操作困難，不僅難于加工，而且節(jié)筒壁薄容易變形。 ，采用有限元分析軟件對夾緊裝置 的靜態(tài)剛度和強度、節(jié)筒受力變形 及 其加工誤差進行仿真和分析。各部分對于板厚的關系一般是：上刃和下刃間隙大，喇叭口和飛邊 相 對較 大， 導致 剪切面變小。氧氣切割與機械加工切割相比，具有設備簡單、投資費用少、操作方便且靈活性好的一系列特點， 對于 各種含曲線形狀的零件和大厚工件，切割質(zhì)量良好 。 U 形坡口用氣割工藝加工比機械加工方法效率高、周期短，且不需要投資高的機床設備。 等離子弧不但具有溫度高、能量密度大的優(yōu)點，而且焰流可以控制?！?7176。 在綜合考慮成本、加工質(zhì)量和加工效率的基礎上，該設計選取切割速度快、切縫窄、切口光潔、體積小、重量輕、高速節(jié)能的 LGK 系列空氣等離子切割機，既能夠保證加工速度，又能夠達到加工表面粗糙度要求。為了縮短切削加工時間，可以采用先進刀具，提高切削速度、進給速度，加大切削深度等方法。 4． 可靠性 機床的可靠性是指其在額定壽命內(nèi)，在特定工作條件下，在規(guī)定時間內(nèi)出現(xiàn)故障的幾率。對于中、小型通用機床，其壽命為8 a 左右；對于專用機床要求短些，它將隨著所加工產(chǎn)品的更新而廢棄；對于大型精密級、高精度級機床則要求更長的壽命。主要有曲線型、方型和梯型三種，目前趨向以方型和梯型相結合。 （ 3）使用方便，便于操作、調(diào)整、維修，便于輸送、裝卸工件。 黑龍江科技 學院畢業(yè)設計（論文） 12 圖 2–1 臥式加工方案 2． 立式配 置 立式配置時采用節(jié)筒內(nèi)表面定位和夾緊，兩個旋轉(zhuǎn)的加工頭分別由節(jié)筒內(nèi)、外表面定位，割具的進給和升降裝置隨回轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周完成一端平端面坡口的加工。 工件不動， 割 具放置在回轉(zhuǎn)臺上，回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)進行工件加工，結構簡單緊湊，便于圓筒吊裝和加工。 （ 3）底座由上下板和加強筋板焊接而成，既可減輕加工設備的質(zhì)量，又能增加底座的剛度。絲杠驅(qū)動部分均設計有水箱和防護罩，以防止等離子切割所產(chǎn)生的大量灰塵外濺和散發(fā)以及灰塵、金屬切削碎片和其他雜質(zhì)落入回轉(zhuǎn) 工作臺 。 （ 3） 內(nèi)、外割具徑向進給，使靠背輪裝置靠緊節(jié)筒。 外割炬 橫向進給 裝置包括滑動臺、防護罩、導向機構、支撐座、傳動機構、聯(lián)軸器、軸承端蓋、軸套、絲杠與絲母、專用彈簧和步進電機等組成部 分。 對于加工筒徑范圍為 2400mm~2800mm 的筒體來說，割炬的橫向位移量 黑龍江科技 學院畢業(yè)設計（論文） 19 較大，易產(chǎn)生橫向跨度變形，影響加工質(zhì)量問題。 3. 驅(qū)動：渦輪蝸桿減速器采用步進電機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動，可以實現(xiàn)無級變速。本文進行回轉(zhuǎn)支架和底座支承件結構設計時，首先考慮到面向大型節(jié)筒端面坡口加工機床所屬的機床類型、布局，選定回轉(zhuǎn)支架與底座支承件的形狀。 ～ 60176。為此加工大節(jié)筒即擺動臂與節(jié)筒全接觸時，把擺動臂與節(jié)筒間的接觸應力的分布簡化為近三角形線性分布，記為接觸狀態(tài)一；加工小節(jié)筒即擺動臂與節(jié)筒部分接觸時，把擺動臂與節(jié)筒間的接觸應力的分布簡化為近平行四變形線性分布，記為接觸狀態(tài)二。下支臂是兩端鉸接約束，根據(jù)兩端鉸接支撐壓桿歐拉公式得到壓桿下支臂穩(wěn)定臨界載荷 FPcr： 22 522 2 . 1 7 8 1 0 N()Pcr E I E IF u l l??? ? ? ? （ 4－ 9） 加工直徑 D=Φ2800mm、高度 H=3000mm 的最大節(jié)筒時，下支臂承受的軸向力 F 最大，最容易使下支臂產(chǎn)生不穩(wěn)定的問題，其中 F=。 2. 導桿的校核計算 本設計中所選用 的導桿所能承受的最大彎矩為 根據(jù)weee dMWM ][ 13 ???? ??,得 eM = ? 由于本設計中導桿所受載荷較小，所以選用的導桿完全能滿足要求。 相關關鍵外購件的選取 這里主要涉及兩個方 面，一個是步進電機的選取，另外一個是回轉(zhuǎn)支撐的選取。 3．根據(jù)設計和使用的要求， 對機床床身的剛度， 強度進行校核；對進給系統(tǒng)，割具調(diào)整系統(tǒng)，夾緊裝置進行設計選擇及校核；對機床各主要部分進行誤差分析 。 導師給予了學生盡心盡力的指導、熱情的幫助和關懷。 黑龍江科技 學院畢業(yè)設計（論文） 31 結 論 在這學期的畢業(yè)設計論文撰寫過程中，我受益匪淺。 支承件剛度引起的節(jié)筒加工誤差為中央立柱引起的節(jié)筒加工誤差δz1= 與回轉(zhuǎn)支撐和底座引起的節(jié)筒加工誤差 δz2 = 的代數(shù)和 12 0 .0 1 5 5 m mk z z? ? ?? ? ?。由于液壓缸體的壓強與作用在下拉桿上的拉力 tF 有關，由模型可得相應力的參數(shù)。 圖 4