龙门式火焰数控切割机

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1、新疆大学毕业论文（设计）目录第1章绪论11.1切割机现状11.2本文主要内容2第2章切割机方案设计32.1本设计针对切割机设计的主要技术参数32.2常见的几种机械传动方式32.3各类机床导轨的比较及其分析52.4切割机的主体结构9第3章整体结构设计与计算113.1滚动直线导轨的选择及计算113.1.1滚动直线导轨的特点113.1.2滚动直线导轨的选择程序及预紧方式113.1.3滚动直线导轨有关计算123.2滚珠丝杠副的选择163.2.1滚珠丝杠副的特点和支承方式163.2.2滚珠丝杠副的计算183.3步进电动机的选择243.3.1步进电机的原理243.3.2步进电机相

2、位控制原理243.3.3步进电机的选择及相关计算25第4章总结29参考文献30附录131致谢3230新疆大学毕业论文（设计）第1章绪论1.1切割机现状在现代金属切割技术中通常采用四种切割方法，薄板(一般8mm以下)切割采用激光切割；中厚板(一般10mm-30mm)切割采用等离子切割；而30mm以上的厚碳钢板切割通常采用火焰切割，而其它的非金属厚板切割则采用水射流切割。气割(氧-燃气切割，俗称火焰切割)是利用纯氧在高温中与金属发生放热反应进行分割或分离金属的一种切割方法。它是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属燃烧并放出热量而实现切割

3、的方法。切割过程有预热、燃烧、融化与吹出三个部分。火焰切割机可以根据用户编程来自动切割任意形状的零件，具有效率高、切割质量好、适用范围广、可靠性和稳定性高的特点，火焰切割机以其在厚板切割上的优势在造船、机车车辆制造等工业上得到广泛应用。火焰切割机是利用燃气配氧气或者汽油配氧气进行金属材料切割的一种切割设备。主要分为早期的手动切割和半自动切割机,仿形切割机和切割机,随着社会的进步和科技的发展,越来越先进，切割功能也越来越强大。大致机型结构主要有:手动;仿形切割机,便携式切割机,悬臂式切割机,龙门切割机,台式切割机和专门用于钢管相贯线切割的相贯线切割机，以上结构都可以利用

4、火焰切割方式进行切割。其中根据金属材料和切割金属的厚度从工艺角度来说,一般5mm以上的碳钢板推荐用火焰进行切割，因为此类钢板产生的热变形很小。不锈钢和有色金属不能用火焰进行切割，原因是不锈钢在受热后表面产生高密度氧化层，阻止热量向下传递，从而影响板材的熔断；铜铝等有色金属的散热能力很强，导致割面的热量快速散失，也影响到板材熔断。火焰切割机的发展大致经历了手动切割、仿型切割和切割三个阶段;而切割又经历了简易、专用系统和当今的开放式计算机系统。简易系统如单扳机控制系统，专用系统如MESSER公司的KS20系统、ESAB公司的NCE520系统，开放式计算机系统如MESSER

5、公司的OMINICOM50系统、ESAB公司的NCE2000系统。切割系统经历了从分离元件到集成元件和DSP技术的过程，由于计算机技术的不断发展使切割控制系统更加趋于完善，功能越来越强大。现在国际上先进的切割控制系统已经具备了高速度高精度化，多功能化、智能化，小型化、高可靠性，开放性和高通讯功能，使火焰切割机的应用更加广泛。30新疆大学毕业论文（设计）火焰切割机在工业生产和加工过程中能切割各种形状的零件,广泛应用于机床制造、造船、压力容器、工程机械、矿山机械、电力、桥梁建筑、钢结构等行业。具有效率高、切割精度高、操作方便等显著优点,极大地改善劳动强度和劳动环境,广泛适

6、用于各大、中型企业的板材下料。火焰切割机是一个复杂的系统工程,它综合了计算机技术、精密机械制造、电机拖动、数字控制、焊接等多门学科,所以在设计、生产、调试、安装、维护等各环节都会遇到许多问题。　与等离子切割比较：火焰切割时的温度比等离子切割时温度低，直接导致了其切割速率不及等离子，而且无法切割不锈钢以及很多有色金属。其优点在于，可以切割大厚度板材（我国已经掌握了切割2000mm厚度的火焰切断技术），切割设备和切割成本相对低廉，污染较等离子切割机小。　　与激光切割比较：火焰切割机在切割速度精度以及切割材质种类方面都远不及激光切割机，但是在切割厚度和切割成本上都优于激光切

7、割机。　　与高压水射流切割机比较：高压水射流切割机的精度和切割材料的种类都优于火焰切割机，但是火焰切割机在切割速度和切割厚度上均大于水切割机，且设备成本和切割成本都相对低廉。综合比较后的结论：火焰切割机生产投入小，加工厚度大，适合精度要求不高的粗加工行业。图1.1为一龙门式火焰切割机图1.1火焰切割机1.2本文主要内容本文对火焰切割机进行了机械结构方面的设计，主要包括导动系统的选择、传动系统的选择、伺服系统的选择以及整体的三维建模，具体章节安排如下：1.总体方案设计确定；2.总体结构的设计及计算，其中包括导轨、丝杠以及步进电机的选择和计算。30新疆大