【正文】 體質(zhì)量輕，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能好。 :步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)絲杠，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 圖 31 工件定位夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 割炬橫向進(jìn)給裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 割炬橫向進(jìn)給裝置固定在回轉(zhuǎn)支架上， 包括外割炬 橫向進(jìn)給 裝置結(jié)構(gòu)和內(nèi)割炬 橫向進(jìn)給 結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分，兩部分裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理是一致的，只 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 是具體的設(shè)計(jì)參數(shù)不一樣，這里給出外割炬 橫向進(jìn)給 裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理。 機(jī)床工件定位夾緊裝置通過(guò)液壓動(dòng)力系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)由上 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 擺桿、下擺桿、下支臂和擺動(dòng)臂組成的 8 個(gè)平面連 桿機(jī)構(gòu)，對(duì)工件定位和夾緊。內(nèi)、外割具徑向進(jìn)給裝置采用步進(jìn)電機(jī)和絲杠徑向?qū)蝌?qū)動(dòng)結(jié)合方式。行星擺線針輪減速 器 置于回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 預(yù)留空間內(nèi)，空間整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較緊湊。因此 ， 根據(jù) 節(jié)筒加工特點(diǎn)和技術(shù)要求， 該設(shè)計(jì)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(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗振性。 7． 造型與色彩 機(jī)床造型 是根據(jù) 機(jī)床功能和特點(diǎn)，要簡(jiǎn)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(jī)床不應(yīng)喪失設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的精度性能。機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度是指機(jī)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(dòng)化程度 要提高機(jī)床的生產(chǎn)率，應(yīng)縮短工作時(shí)間，其中包括切削加工時(shí)間、輔助時(shí)間以及準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間。 上述比較體現(xiàn)了各種加工方法的優(yōu)缺點(diǎn)，而且，在已有研究中，許多學(xué)者 針 對(duì)等離子切割的相關(guān)參數(shù)對(duì)切割坡口的影響均作了比較詳細(xì)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(guò)熱的等離子氣體流束，靠局部熔化及氣化來(lái)去除材料。但是，對(duì)于左右非對(duì)稱切割時(shí)，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(shí)的應(yīng)力狀態(tài)分為喇叭口、剪切面、斷裂面、飛邊四個(gè)部分。重點(diǎn)對(duì)坡口加工機(jī)床的徑向進(jìn)給、縱向提升和切割角度調(diào)整等重要部件 進(jìn)行 設(shè)計(jì)。清理焊根可采用砂輪打磨的 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 方法，但目前應(yīng)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(shí)采用碳弧氣刨容易發(fā)現(xiàn)焊根部各種細(xì)小的缺陷。 設(shè)備 注意事項(xiàng) 從重型廠的切割技術(shù)的應(yīng)用情況可看出，工程機(jī)械在選用切割技術(shù)、切割設(shè)備時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 。其中，火焰切割的小型切割機(jī)械最多，從通用的半自動(dòng)氣割機(jī)、仿形氣割機(jī)、 光電跟蹤氣割機(jī)到專用的型鋼氣割機(jī)、馬鞍形氣割機(jī)約 20 多種類型，價(jià)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(jí)、穩(wěn)定性及可靠性的提高和加工技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)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(dá)到 350mm，機(jī)用割炬切割厚度可達(dá)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(shè)備通用性較差。 根據(jù) 國(guó)外資料，大深度潛艇 一般系指最大下潛深度超過(guò) 500 m 或在 500 m 附近的作戰(zhàn)潛艇。 本文重點(diǎn)對(duì)坡口加工機(jī)床的夾緊裝置、徑向進(jìn)給、縱向升降和切割角度調(diào)整等重要部件的設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)和使用的要求，對(duì)夾緊裝置的靜態(tài)剛度和強(qiáng)度、節(jié)筒受力變形和其加工誤差進(jìn)行 分析 。 關(guān)鍵詞 ： 坡口；等離子束；數(shù)控； 機(jī)床 黑龍江科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jìn)過(guò)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(jì)效益，潛艇除了要設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)外，高精度制造技術(shù)也是制造潛艇的重要支承。 等離子弧切割是上世紀(jì) 80 年代中期發(fā)展起來(lái)的一種加工方法，當(dāng)時(shí)主要是為解決不銹鋼和有色金屬的切割，先后開(kāi)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(yīng)不同的需求。據(jù) 20xx 年的統(tǒng)計(jì)表明：在世界激光工業(yè)應(yīng)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(jī)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，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(duì)所選用設(shè)備的效率要求； 、成熟程度，了解各種切割技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析綜合效益； 切割技術(shù)，提出特殊要求； 、安全、節(jié)能、節(jié)材等，加大相關(guān)新技術(shù)、新工藝的推廣應(yīng)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(dǎo)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(duì)夾緊裝置 的靜態(tài)剛度和強(qiáng)度、節(jié)筒受力變形 及 其加工誤差進(jìn)行仿真和分析。各部分對(duì)于板厚的關(guān)系一般是：上刃和下刃間隙大，喇叭口和飛邊 相 對(duì)較 大， 導(dǎo)致 剪切面變小。氧氣切割與機(jī)械加工切割相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用少、操作方便且靈活性好的一系列特點(diǎn)， 對(duì)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(jī)械加工方法效率高、周期短，且不需要投資高的機(jī)床設(shè)備。 等離子弧不但具有溫度高、能量密度大的優(yōu)點(diǎn)，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(chǔ)上，該設(shè)計(jì)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(jī)，既能夠保證加工速度，又能夠達(dá)到加工表面粗糙度要求。為了縮短切削加工時(shí)間，可以采用先進(jìn)刀具，提高切削速度、進(jìn)給速度，加大切削深度等方法。 4． 可靠性 機(jī)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(shí)間內(nèi)出現(xiàn)故障的幾率。對(duì)于中、小型通用機(jī)床，其壽命為8 a 左右；對(duì)于專用機(jī)床要求短些，它將隨著所加工產(chǎn)品的更新而廢棄；對(duì)于大型精密級(jí)、高精度級(jí)機(jī)床則要求更長(zhǎng)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(jié)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 2–1 臥式加工方案 2． 立式配 置 立式配置時(shí)采用節(jié)筒內(nèi)表面定位和夾緊，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的加工頭分別由節(jié)筒內(nèi)、外表面定位，割具的進(jìn)給和升降裝置隨回轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周完成一端平端面坡口的加工。 工件不動(dòng)， 割 具放置在回轉(zhuǎn)臺(tái)上，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)進(jìn)行工件加工，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于圓筒吊裝和加工。 （ 3）底座由上下板和加強(qiáng)筋板焊接而成，既可減輕加工設(shè)備的質(zhì)量，又能增加底座的剛度。絲杠驅(qū)動(dòng)部分均設(shè)計(jì)有水箱和防護(hù)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(tái) 。 （ 3） 內(nèi)、外割具徑向進(jìn)給，使靠背輪裝置靠緊節(jié)筒。 外割炬 橫向進(jìn)給 裝置包括滑動(dòng)臺(tái)、防護(hù)罩、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、支撐座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、軸承端蓋、軸套、絲杠與絲母、專用彈簧和步進(jìn)電機(jī)等組成部 分。 對(duì)于加工筒徑范圍為 2400mm~2800mm 的筒體來(lái)說(shuō)，割炬的橫向位移量 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 較大，易產(chǎn)生橫向跨度變形，影響加工質(zhì)量問(wèn)題。 3. 驅(qū)動(dòng)：渦輪蝸桿減速器采用步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。本文進(jìn)行回轉(zhuǎn)支架和底座支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮到面向大型節(jié)筒端面坡口加工機(jī)床所屬的機(jī)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(dòng)臂與節(jié)筒全接觸時(shí)，把擺動(dòng)臂與節(jié)筒間的接觸應(yīng)力的分布簡(jiǎn)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(dòng)臂與節(jié)筒部分接觸時(shí)，把擺動(dòng)臂與節(jié)筒間的接觸應(yīng)力的分布簡(jiǎn)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(shí)，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(wèn)題，其中 F=。 2. 導(dǎo)桿的校核計(jì)算 本設(shè)計(jì)中所選用 的導(dǎo)桿所能承受的最大彎矩為 根據(jù)weee dMWM ][ 13 ???? ??,得 eM = ? 由于本設(shè)計(jì)中導(dǎo)桿所受載荷較小，所以選用的導(dǎo)桿完全能滿足要求。 相關(guān)關(guān)鍵外購(gòu)件的選取 這里主要涉及兩個(gè)方 面，一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)的選取，另外一個(gè)是回轉(zhuǎn)支撐的選取。 3．根據(jù)設(shè)計(jì)和使用的要求， 對(duì)機(jī)床床身的剛度， 強(qiáng)度進(jìn)行校核；對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)，割具調(diào)整系統(tǒng)，夾緊裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇及校核；對(duì)機(jī)床各主要部分進(jìn)行誤差分析 。 導(dǎo)師給予了學(xué)生盡心盡力的指導(dǎo)、熱情的幫助和關(guān)懷。 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 結(jié) 論 在這學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文撰寫(xiě)過(guò)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(qiáng)與作用在下拉桿上的拉力 tF 有關(guān)，由模型可得相應(yīng)力的參數(shù)。 圖 4