【正文】 8 5 / m in 1 0 0 1 8 5 / m in 1 0 0mmmn q n q r rF F F Nn n r r? ? ? ? ? ? ? ? ?則 1. 2 1. 0 1. 0 18 21 .6c y F H A mF K K K K N N? ? ? ? ? ? 上式中查 機(jī)電一 體化設(shè) 計(jì)基礎(chǔ) 表 26 FK =，查表27 HK =，查表 28 AK =。 撓性聯(lián)軸器：有些結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但可傳遞較大的扭矩，可有利低消除傳動間隙，提高傳動剛度。 推力角接觸軸承的組配方式： （ 1） 背靠背組配：有效支點(diǎn)距離增大，可以承受 雙向軸向載荷和徑向載荷，并且有較大的承受傾斜力矩的能力 （ 2） 面對面組配：軸承間的有效支點(diǎn)距離減小，可以承受雙向軸向載荷和徑向載荷，但承受傾斜力矩的能力差，并較大降低了軸承極限轉(zhuǎn)速。 綜上所述 ,本次設(shè)計(jì)選用滾動絲杠螺母作為其機(jī)械傳動部 件。 步進(jìn)電機(jī)的分類及特點(diǎn)： 按工作原理可分為反映式（磁阻式）、永磁式和混合式（永磁感應(yīng)式）步進(jìn)電機(jī)。 焊接結(jié)構(gòu)中常見的焊接坡口有 V 形、 Y 形、 X 形（帶鈍邊或不帶鈍邊）、 U形，如圖 1 所示。這種機(jī)電一體化的切割設(shè)備（如上海鐘秀數(shù)控火焰切割系列）就稱之為數(shù)控火焰切割機(jī)。美國的 STEP Tools 公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè) 數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型 (Super Model)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。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 College of science ＆ technology Xinjiang University 學(xué)生畢業(yè)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) 指導(dǎo)教師 : 烏日開西 副教授 學(xué)生姓名： 葉燃 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 班 級 ： 化機(jī) 071 班 完成日期 ： 2021520 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)）任務(wù)書 學(xué)生姓名 葉燃 學(xué)號 20212457008 專業(yè) 過程裝備與控制工程 班級 化機(jī) 071 班 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) 論文（設(shè)計(jì)）來源 教師自擬 要求完成的內(nèi)容 一張（ A0） 一張（ A1） 一份 一份 發(fā)題日期： 2021年 1 月 8 日 完成日期： 2021年 5月 20 日 指導(dǎo)教師簽名 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要 本文設(shè)計(jì)一個(gè)懸 臂式 數(shù)控 火焰切割機(jī)。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（ CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了 SIEMENS、 FIDIA 以及歐洲 OSACANC 數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。數(shù)控火焰切割機(jī)可分為 3大部分：數(shù)控系統(tǒng)、火焰切割系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)，不同廠家生產(chǎn)的大體相同（國外知名：梅塞爾、小池、伊薩等，國內(nèi)的有：上海鐘秀數(shù)控等）。其中 V 形和 Y 形坡口當(dāng)單側(cè)坡口角度大于 30176。 （ 1） 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單、材料成本低、驅(qū)動容易、定子 和轉(zhuǎn)子加工容易、步距角可以做的很?。坏珓討B(tài)性能差、容易出現(xiàn)低頻震蕩現(xiàn)象、電機(jī)溫升較高、斷電無自鎖。 圖 23 滾珠絲杠螺母副 結(jié)構(gòu)件圖 懸臂式數(shù)控火焰切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 與普通絲杠螺母副相比，滾珠絲杠螺母副其有一下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）傳動效率高，傳動效率可達(dá)到 92%~98%，是普通絲杠螺母副傳動的 2~4 倍。一般用于需要精密調(diào)心的場合。緩沖和減震效果明顯。 5 初選滾珠絲杠 計(jì)算額定載荷 按照式 43 則 341 8 5 4 0 0 0 02 1 . 6 1 6 4 . 6 71 . 6 7 1 0ayC N N????? 根據(jù)所選的絲杠 DIK 25056型的滾珠絲杠動載荷 aC =9700N符合要求。 而 Z 軸選則為 SSR— 15XWMY 型。 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 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 : 烏日開西 職稱 : 副教授 評價(jià)內(nèi)容 具體要求 得分 方案 論證（ 15分） 能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和課題調(diào)研，能提出較科學(xué)、合理、可 行的實(shí)施方案。 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 。觀點(diǎn)、結(jié)論正確、論證充分、設(shè)計(jì)合理。 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。 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 。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。 滾珠絲杠副的支撐形式： 支撐應(yīng)限制絲杠的軸向竄動，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。 （ 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。步距角大，與之配套的驅(qū)動電源一般要求具有細(xì)分功能。 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。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被等離子切割代替。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。一般認(rèn)為， 1臺 5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于 2臺 3軸聯(lián)動機(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)動加工可比 3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。最終完成懸臂式火焰切割機(jī)的裝配。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［ 1～ 4］。目前，歐美國家非常重視 STEPNC 的研究，歐洲發(fā)起了 STEPNC 的 IMS 計(jì)劃(～ )。 在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。但手工切割坡口的質(zhì)量在很大程度上受切割技術(shù)熟練程度的影響。它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小、動態(tài)相應(yīng)快、易于起停、正反轉(zhuǎn)和無極變速也容易實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求 ,經(jīng)過在齒輪、帶輪、纜繩、杠桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、渦輪、鏈條、絲杠螺母等之間的性能比較 .絲杠螺母符合要求 , 而絲杠螺母機(jī)構(gòu)有滑動摩擦和滾動摩擦之分。 （ 4） 可根據(jù)購貨方要求的預(yù)緊力由滾珠絲杠副生產(chǎn)廠家組配好成組供應(yīng)。由于制造及安裝誤差等影響，通常根據(jù)各種相對位移有無補(bǔ)償能力，將聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器（無補(bǔ)償）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩類。所以 Y 軸絲杠選擇為 DIK 20216型。Tf = 39。烏日開西老師在工作表現(xiàn)出來的敬業(yè)精神與在指導(dǎo)上表現(xiàn)出來的淵博的知識讓我們感到欽佩 。 總分（ 100 分） 評閱教師評語 : 評閱教師（簽名）： 2021 年 5 月 23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 : 職稱 : 評價(jià)內(nèi)容 具體要求 得分 論文（設(shè)計(jì)）水平 （ 30 分） 論文（設(shè) 計(jì)）內(nèi)容正確，撰寫規(guī)范、有一定的創(chuàng)新性和應(yīng)