【正文】 該研究主要完成以下幾方面工作： 1．在深入了解目前大型節(jié)筒坡口加工機床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前較為成熟的坡口加工機床和坡口加工方法，通過技術(shù)分析與比較，選擇 機床結(jié)構(gòu)和加工方式。 取 kp=2，代入各參數(shù)值，得到第一種極限狀態(tài)時 p= MPa；第二種極限狀態(tài)時 p= MPa，這種壓力值屬于低壓范圍?？勘齿喲b置的底板與縱向升降裝置的上底板連接，使割具做出相應(yīng)的位移變化，達(dá)到加工形狀的 精確控制的目的。這種液壓系統(tǒng)的布置不僅解決了工件夾緊裝置的夾緊功能實現(xiàn)，且液壓系統(tǒng)的進出油管對回轉(zhuǎn)支撐的回轉(zhuǎn)不會有任何影響，另外與液壓缸活塞連接的下拉桿的應(yīng)用極大地降低了加工機床的整體高度，使得整機穩(wěn)定性得到極大地提高。 ：絲杠一端固定采用成對雙聯(lián)角接觸球軸承（面對面方式）。 1．節(jié)筒； 2．下拉桿機構(gòu)； 3．外割具角度調(diào)整裝置； 4．外割具靠背輪裝置； 5．外割具等離子切割裝置； 6．外割具升降裝置； 7．外割具防護罩； 8．外割具徑向進給裝置； 9．外割具步進電機； 10．回轉(zhuǎn)工作臺； 11．底座支承調(diào)節(jié)座； 12．工件定位夾緊裝置； 13．內(nèi)割具靠背輪裝置； 14．內(nèi)割具角度調(diào)整裝置； 15．內(nèi)割具等離子切割裝置； 16．內(nèi)割具升降裝置； 17．內(nèi)割具徑向進給裝置； 18．內(nèi)割具防護罩； 19．內(nèi)割具步進電機； 20．液壓動力系統(tǒng)； 21．中央立柱； 22．回轉(zhuǎn)支承； 23．底座 圖 2–3 機床總體結(jié)構(gòu) 大型坡口等離子數(shù)控加工機床加工坡口時的工作 過程可 描述如下： （ 1） 預(yù)先根據(jù)節(jié)筒的直徑和坡口尺寸，調(diào)整機床內(nèi)、外割具升降裝置的升降量、割具角度 ， 使其滿足加工要求，并分別調(diào)整內(nèi)、外割具的靠背輪與節(jié)筒內(nèi)、外表面的距離，保證等離子切割頭與被加工坡口間的距離。 （ 2）回轉(zhuǎn)工作臺由回轉(zhuǎn)架和回轉(zhuǎn)支承構(gòu) 成。但在實際應(yīng)用中，機構(gòu)整體運動時，需要有其他的附屬裝置，占地面積大，不便于配合其他機構(gòu)的安裝和運行，導(dǎo)致加工效率低下，且不利于工件的吊裝和加工?，F(xiàn)代機床模塊化設(shè)計是根據(jù)廣大用戶提出的功能要求，設(shè)計出一系列具有不同結(jié)構(gòu)和用途，而功能相同并可互換的功能模塊和一些專用部件的設(shè)計法。 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 為了保證機床的加工精度，要求機床要具有相當(dāng)?shù)膭偠龋送?，機床的熱變形也會影響加工精度。 3．碳弧氣刨 采用碳弧氣刨可加工坡口，但是刨削面精度不高，而且 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 噪聲大，污染嚴(yán)重。 由于 切割面上產(chǎn)生的氣割凹痕多是造成未焊透和熔合不良的 主要 原因，所以在焊前必須對凹痕進行修補。但是，風(fēng)動砂輪、電動砂輪總成本低，用途廣泛，對于厚度小于 8 mm 的部件，多采用磨削方法加工坡口，該方法更適于現(xiàn)場修磨。 該研究主要完成以下幾方面工作： ，深入了解目前大型節(jié)筒坡口加工機床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，結(jié)合當(dāng)前較為成熟的坡口加工機床和坡口加工方法，給出大型節(jié)筒坡口加工機床的總體設(shè)計方案。 本文研究的主要內(nèi)容 在切割技術(shù)形形色色的今天，工程機械制造業(yè)的切割設(shè)備也將不在“一支獨秀”。 激光切割的工業(yè)應(yīng)用始于上世紀(jì) 70 年代初期。 潛艇的殼體是設(shè)計與加工是潛艇制造的重要組成部分，對于大潛深潛艇，為了滿足重量與排水量之比的設(shè)計指標(biāo)，減少大厚度鋼板帶來的潛艇重量增加所產(chǎn)生的矛盾，勢必采用高屈強比材料制造大型薄壁節(jié)筒。由于大型節(jié)筒坡口加工設(shè)備的使用范圍受到時間和空間上的限制，通用性差、利用率低、一次性投資成本高，若單純走引進之路，則受政治、經(jīng)濟、技術(shù)等諸多因素限制，且勢必延長產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，不能滿足國防建設(shè)之所需，產(chǎn)品的質(zhì)量安全也無從保證。 潛艇是特殊的制造業(yè)，既不同于一般機械制造，也有別于水面艦艇的加工，其設(shè)計既要考慮潛艇平臺的性能，也要考慮潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)、防御能力和可用性等因素。 的切割精度；水再壓縮等離子電源輸出電流可達(dá) 1000A，切割厚度可達(dá)到 130mm。 技術(shù)經(jīng)濟性比較 目前，熱切割在工程機械行業(yè)應(yīng)用廣泛，而火焰、等離子、激光三種切割技術(shù)均屬于熱切割，其技術(shù)經(jīng)濟性如下： 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 火焰切割變形大、切割速度較慢、切割前需要預(yù)熱，花費時間長，也采用多割炬同時切割，但易耗零件的使用壽命。該機床適用節(jié)筒直徑在2 400～ 2 800 mm、 節(jié)筒高度在 600～ 3 000 mm、加工坡口角度在 20176。 3．磨削 磨削加工坡口，幾乎都是用手提砂輪機加工。為此需采用多割具同時加工，一邊使工件沿板厚度方向形成溫度 梯度，一邊通過調(diào)節(jié)切割氧壓力割出圓弧段。～ 2176。提高機床的自動化程度，可以減輕工人的勞動強度，更好地保證加工精度及穩(wěn)定性。系列化包括機床參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的判定、型譜的編制和產(chǎn)品的系列設(shè)計。 配置形式的選擇 1． 臥式配置 大型節(jié)筒臥式配置方案常采用轉(zhuǎn) 輪支承，壓輪壓緊的夾緊方式。各組成結(jié)構(gòu)設(shè)計如下。 （ 7）液壓動力系統(tǒng)的進出油管、驅(qū)動回轉(zhuǎn) 工作臺 回轉(zhuǎn)步進電機以及加工機床裝置所需的電源插板、導(dǎo)線均布置在回轉(zhuǎn) 工作臺 和底座預(yù)留的空間 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 內(nèi)，使加工機床整體結(jié)構(gòu)緊湊，便于操作。 圖 32 外割炬橫向進給裝置結(jié)構(gòu)示意圖 工作特性 : :采用雙桿（光桿）導(dǎo)向方式，光桿材料采用 45Cr，且對稱分布于絲杠兩面。 5. L 型板：材料采用 16Mn；用于放置步進電機，達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊的目的。 引入靠背輪裝置是為了保證節(jié)筒加工時，靠背輪始終和節(jié)筒內(nèi)（或外）表面相接觸，實現(xiàn)割具相對節(jié)筒的加工定位，保證切割的節(jié)筒坡口等寬，達(dá)到加工形狀的精確控制。由于液壓缸體的壓強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)。 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 結(jié) 論 在這學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計論文撰寫過程中，我受益匪淺。 3．根據(jù)設(shè)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(shè)計選擇及校核；對機床各主要部分進行誤差分析 。 2. 導(dǎo)桿的校核計算 本設(shè)計中所選用 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。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(yīng)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(yīng)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。本文進行回轉(zhuǎn)支架和底座支承件結(jié)構(gòu)設(shè)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。 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(xué)院畢業(yè)設(shè)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） 內(nèi)、外割具徑向進給，使靠背輪裝置靠緊節(jié)筒。 （ 3）底座由上下板和加強筋板焊接而成，既可減輕加工設(shè)備的質(zhì)量，又能增加底座的剛度。 黑龍江科技 學(xué)院畢業(yè)設(shè)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。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。 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。 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(dá)到加工表面粗糙度要求。 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。氧氣切割與機械加工切割相比，具有設(shè)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 。 ，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。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(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，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。據(jù) 20xx 年的統(tǒng)計表明：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%。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(shè)計合理的結(jié)構(gòu)外，高精度制造技術(shù)也是制造潛艇的重要支承。 關(guān)鍵詞 ： 坡口；等離子束；數(shù)控； 機床 黑龍江科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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。 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。手工割炬切割厚度可達(dá)到 350mm，機用割炬切割厚度可達(dá)到 1800mm。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)。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（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采用碳弧氣刨容易發(fā)現(xiàn)焊根部各種細(xì)小的缺