大型坡口机夹紧装置设计摘要内外割具径向进给装置内外割具升降装置靠背轮机构液压动力系统控制驱动装置以及空气等离子切割装置等结构组成。各组成结构设计如下。工件定位夹紧装置由上摆杆下摆杆下支臂和摆动臂组成个平面连杆机构，机构上摆杆和下摆杆的端与中央立柱铰接，另端和摆动臂铰接下支臂端和摆动臂铰接，另端和液压动力系统的拉杆铰接液压动力系统通过下拉杆带动下支臂来驱动摆动臂工作，摆动臂中放置臂垫板，根据节筒的不同直径，可以调整接触状态。这种夹紧装置既便于节筒的夹紧定位，又能够保证已成型的节筒在加工过程中不易在力的作用下变形，保证加工精度。回转工作台由回转架和回转支承构成。回转支承采用步进电机和行星摆线针轮减速器及二级减速的驱动方式。行星摆线针轮减速器置于回转工作台预留空间内，空间整体结构设计比较紧凑。底座由上下板和加强筋板焊接而成，既可减轻加工设备的质量，又能增加底座的刚度。底座下方底板设计有个水平调节支座，端面加工时便于加工设备整机水平位置调平，保证端面加工水平度。中央立柱采用圆柱形中空的结构方式，既能减轻加工设备的质量，又便于液压动力系统结构设计的实现中央立柱上端采用悬臂结构，便于工件夹紧装置上下摆杆杆长的设计。外割具角度调整装置由靠背轮机构和脉冲驱动角度调整机构组成。加工已成形节筒时，引入靠背轮是为了保证加工后的端面坡口和已成形节筒原内外表面形状致，保证切割的节筒坡口等宽。脉冲驱动角度调整机构实现加工角度的精确调整。内外割具采用径向进给和纵向升降相结合的运动方式。内外割具径向进给装置采用步进电机和丝杠径向导向驱动结合方式。丝杠驱动部分均设计有水箱和防护罩，以防止等离子切割所产生的大量灰尘外溅和散发以及灰尘金属切削碎片和其他杂质落入回转工作台。径向进给平台上放置内外割具升降装置，升降装置采用步进电机和蜗轮蜗杆减速器及单级蜗杆减速的驱动方式蜗轮蜗杆减速器采用蜗杆侧置式，便于水平旋转机构的传动。液压动力系统的进出油管驱动回转工作台回转步进电机以及加工机床装置所需的电源插板导线均布置在回转工作台和底座预留的空间内，使加工机床整体结构紧凑，便于操作。电机驱动装置均采用转角定位精度无累积误差分辨率小精度高低频无振荡高频力矩大的混合式系列步进电机控制径向进给的步进电机置于相应的径向溜板上，控制纵向升降的步进电机置于相应的升降台上，便于实际操作控制。综合上述设计思想，大型节筒坡口数控等离子束加工专机总体结构如图所示。．节筒．下拉杆机构．外割具角度调整装置．外割具靠背轮装置．外割具等离子切割装置．外割具升降装置．外割具防护罩．外割具径向进给装置．外割具步进电机．回转工作台．底座支承调节座．工件定位夹紧装置．内割具靠背轮装置．内割具角度调整装置．内割具等离子切割装置．内割具升降装置．内割具径向进给装置．内割具防护罩．内割具步进电机．液压动力系统．中央立柱．回转支承．底座图机床总体结构大型坡口等离子数控加工机床加工坡口时的工作过程可描述如下预先根据节筒的直径和坡口尺寸，调整机床内外割具升降装置的升降量割具角度，使其满足加工要求，并分别调整内外割具的靠背轮与节筒内外表面的距离，保证等离子切割头与被加工坡口间的距离。吊装所要加工的节筒，通过底座调整机构，即底座下方的个水平调节支座，调整机床底座支承件的水平度，使其达到加工的技术要求，保证端面加工水平度。机床工件定位夹紧装置通过液压动力系统，驱动由上摆杆下摆杆下支臂和摆动臂组成的个平面连杆机构，对工件定位和夹紧。内外割具径向进给，使靠背轮装置靠紧节筒。然后，进给驱动装置步进电机驱动回转工作台内外割具进行回转的同时，固定于回转工作台上的内外割具同时进行坡口的等离子切割工作，工作台回转周完成被加工节筒端内外坡口的切割加工。完成节筒端坡口的加工后，内外割具径向进给装置和升降装置离开节筒，退回到初始位置，液压动力装置卸荷，松开工件。将节筒翻转，重复步骤，完成节筒另端的坡口加工。第章机床各个装置和机构的结构设计.工件定位夹紧装置结构设计工件定位夹紧装置是由包括上摆杆下摆杆下支臂和摆动臂等组成的个异形平面连杆机构构成，其功能是通过液压动力装置驱动个异形平面连杆机构对被加工节筒进行定位夹紧，机构上下摆杆的端和中央立柱铰接，另端和摆动臂铰接，下支臂端和摆动臂铰接，另端与下拉杆铰接，液压动力系统通过下拉杆带动下支臂来驱动摆动臂工作，摆动臂中放置臂垫板，根据加工节筒的直径的不同，可以调整接触状态。这种夹紧装置既便于节筒的夹紧定位，又能够保证已成型的节筒在加工过程中不易在力的作用下变形，保证加工精度。工件定位夹紧装置的结构示意如图所示。.上摆杆.下摆杆.摆动臂.下支臂.节筒.下拉杆.中央立柱.液压系统图工件定位夹紧装置的结构示意图.割炬横向进给装置结构设计割炬横向进给装置固定在回转支架上，包括外割炬横向进给装置结构和内割炬横向进给结构两个部分，两部分装置结构设计的原理是致的，只是具体的设计参数不样，这里给出外割炬横向进给装置结构设计原理。外割炬横向进给装置包括滑动台防护罩导向机构支撑座传动机构联轴器轴承端盖轴套丝杠与丝母专用弹簧和步进电机等组成部分。外割炬横向进给装置的结构示意如图所示。.步进电机.联轴器.丝杠.滑动台.专用弹簧.丝母.防护罩.支承座图外割炬横向进给装置结构示意图工作特性.导向机构采用双杆光杆导向方式，光杆材料采用，且对称分布于丝杠两面。.传动方式采用丝杠传递力和位大型坡口机夹紧装置设计摘要大型,坡口机,夹紧,装置,设计,毕业设计,全套,图纸摘要目前，国内尚无大型节筒坡口加工设备，传统的坡口加工机械设备存在生产效率低下成本高难以保证加工精度的缺点，不能满足超大型节筒坡口的加工需要。由于大型节筒坡口加工设备的使用范围受到时间和空间上的限制，通用性差利用率低次性投资成本高，若单纯走引进之路，则受政治经济技术等诸多因素限制，且势必延长产品的生产周期，不能满足国防建设之所需，产品的质量安全也无从保证。因此，为了适应国防建设的发展和提高国防工业的水平，需要走自主创新的道路，研制种具有自主知识产权效率高经济实用的大型节筒坡口加工专用设备，以提升我国潜艇的生命力可靠性和整体性能。本文重点对坡口加工机床的夹紧装置径向进给纵向升降和切割角度调整等重要部件的设计，根据设计和使用的要求，对夹紧装置的静态刚度和强度节筒受力变形和其加工误差进行分析。关键词坡口等离子束数控机课题背景.切割技术的现状应用形式及技术经济性.本文研究的主要内容设备注意事项工作内容第章机床总体设计.坡口加工工艺机械加工方法热切削方法.机床总体设计的基本要求.总体结构布局总体结构布局原则配置形式的选择方案选择.机床工作原理第章机床各个装置和机构的结构设计.工件定位夹紧装置结构设计.割炬横向进给装置结构设计.割炬纵向升降装置结构设计.液压动力系统结构设计.回转支架和底座结构设计课题背景由于现代海域战争日益呈现多层次空间大立体纵深的特点，所以研制潜艇是国防建设的需要，是提高国防工业快速反应能力的需要，其主要目的是保持威慑力量，应对随时可能出现的地区热点。反潜导弹深水炸弹等精确制导武器的出现以及先进传感系统的不断更新发展，对潜艇的生命力构成了极大的威胁。与此同时，世界各国研制的潜艇也在向深快静的方向发展，力图通过占领海洋的“内层空间”，应对外界的潜在威胁。因而，潜深也就成为潜艇隐身性的个重要指标。根据国外资料，大深度潜艇般系指最大下潜深度超过或在附近的作战潜艇。在这种深度下，潜艇不仅要承受巨大的海水压力，还要克服前进过程中的阻力。因此，对于潜艇节筒的加工，采用传统的设计思想和方法已不能适应大深度潜艇发展的需要。潜艇是特殊的制造业，既不同于般机械制造，也有别于水面舰艇的加工，其设计既要考虑潜艇平台的性能，也要考虑潜艇作战系统防御能力和可用性等因素。因此，现代潜艇的设计已成为项综合的系统工程，制造潜艇所选用的诸多装置都有其独特的要求和特点，这也是有别于其他制造业的重要特点如肋骨的弯制和热处理高屈强比厚板材料的校平壳板的弯制与校正壳圈和肋骨的焊接坡口仿形加工特殊曲面的开孔上千吨大型立体分段合拢与对中等。因此，不但要有严谨的制作工艺，还需要先进的工艺设备。潜艇的壳体是设计与加工是潜艇制造的重要组成部分，对于大潜深潜艇，为了满足重量与排水量之比的设计指标，减少大厚度钢板带来的潜艇重量增加所产生的矛盾，势必采用高屈强比材料制造大型薄壁节筒。将这些大型薄壁节筒，通过大合拢技术便构成潜艇的耐压壳体。由于潜艇壳体尺寸庞大，在生产规模上属于小批量生产，所以其加工设备通用性较差。因此，在确保产品性能和质量的前提下，最大限度地缩短研制和生产周期，降低生产成本和提高经济效益，潜艇除了要设计合理的结构外，高精度制造技术也是制造潜艇的重要支承。考虑潜艇制造业的特点和大型薄壁节筒加工过程中的特殊性，为了满足国防建设和促进国防工业的发展，亟需设计和制造种精度高成本低且便于坡口加工的数控专用设备。.切割技术的现状应用形式及技术经济性近年来，国内外切割技术取得了突破性进展，从单的氧乙炔火焰气切割发展成为新型工业燃气火焰切割等离子弧切割激光切割水射流切割等多能源，多种工艺方法在内的现代化切割技术，与此同时又将现代化控制技术与切割技术相结合，研究开发出新代的全自动切割设备。技术发展现状.氧乙炔新型燃气火焰切割自年法国人发明氧乙炔火焰，到年和制造出第把氧乙炔切割炬，氧乙炔火焰切割作为最古老的热切割技术至今仍是机械制造行业中的种加工方法。由于乙炔生产的原料为电石，生产过程中会排出大量电石渣电石生成.电石渣及等有毒有害气体，严重污染环境，在制取溶解乙炔气时又消耗大量重要化工原料丙酮，增加了生产成本。因此，近年来国内外有关研究机构及企业相继投入大量资金，用于开发研究成本低安全低污染的新型燃气。目前国内已经自主开发和引进了多种新型工业燃气代替乙炔用于工业火焰加工。手工割炬切割厚度可达到，机用割炬切割厚度可达到。.等离子弧切割等离子弧切割是上世纪年代中期发展起来的种加工方法，当时主要是为解决不锈钢和有色金属的切割，先后开发了氩氢氮氧及压缩空气等多种气体，般等离子弧切割及水再压缩等离子切割等多种工艺方法，以适应不同的需求。普通等离子电源输出电流为，切割厚度为以下精细等离子电源输出电流最高可达，切割厚度为以下，其中精细等离子割缝宽为，与数控切割机配合可以达到.的切割精度水再压缩等离子电源输出电流可达，切割厚度可达到。目前，等离子弧切割机的割炬正朝着割缝精度接近激光精度的方向发展小功率切割电源向逆变方向发展，以提高电源效率及电弧的收缩性大功率切割电源向闸管方向发展，并采用定的补偿措施以提高效率，从而提高切割速度

（图纸） 部装图.dwg

（图纸） 齿轮.dwg

（其他） 大型坡口机夹紧装置设计说明书.doc

（图纸） 端盖.dwg

（图纸） 法兰盘.dwg

（图纸） 坡口机总装图.dwg

（其他） 任务书.doc