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数控火焰切割机的设计（全套完整有CAD）

加速时间通常取的倍，故带入数据可得为空载加速转矩不允许超过伺服电机的最大输出转矩由此可见所选电机满足设计要求。精度的验算机床的定位精度要求为.，其丝杠的导程误差为.。其余误差为伺服系统误差丝杠轴承的轴向跳动和在载荷作用下个机械环节弹性形变引起的位移误差等。伺服刚度伺服刚度为是伺服电机的增益，而则带入数据可得折合到工作台部件的直线刚度滚珠丝杠的拉压刚度丝杠为端轴向定位结构。其最小拉压刚度发生在工作台螺母离定位点最远的位置。直丝杠的行程则根据公式可计算得丝杠轴承的轴向刚度型轴承的钢球直径，钢球数，接触角，预加载荷为，轴向外载荷为导轨摩擦力故轴向载荷为预加载荷与轴向外载荷之和。丝杠轴承轴向载荷刚度滚珠丝杠螺母副的接触刚度查样本手册得挠性联轴节扭转刚度查文献得折合到工作台部件的直线刚度为综合刚度计算出伺服刚度折算到工作台部件的直线刚度滚珠丝杠最小拉压刚度丝杠轴承轴向刚度滚珠丝杠螺母接触刚度折算到工作台部件直线刚度和联轴节刚度后，按弹簧串联原则合成求得综合刚度。故弹性变形加工中心的定位精度是在不切削空载条件下检验的，故轴向载荷仅为导轨的摩擦力。则定位误差验证滚珠丝杠在任意内的导程误差为，加弹性形变量，即为。再加上些次要因素，将不会超过要求的定位误差，能满足定位精度.的设计要求。.横向滚珠丝杠副的设计及电机的选择横向与垂直方向的滚珠丝杠的计算与电机的选择的计算过程与纵向的设计与计算过程相似，所以就简单叙述下过程。额定动载荷和额定静载荷滚珠丝杠螺母副的承载能力是以额定动载荷和静载荷来表示的。是设计选用螺母丝杠的主要依据。滚珠丝杠的计算滚珠丝杠应根据额定动载荷选用。滚珠丝杠的当量动载荷式中轴向工作载荷，当量载荷按单调式变化规律变化，各种转速使用机会相同时，为工作寿命，以转为单位，为丝杠转速为使用寿命，队数控机床可取如果轴向工作载荷和丝杠转速时变化的，应按当量轴向载荷和当量转速计算，器计算公式为如果考虑到实际运动中载荷的冲击和丝杠精度队寿命的影响，当量动载荷应为按上式求出当量动载荷后，查产品目录与相近的额定动载荷并使，然后当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随的运动指令反向而不会出现滞后。•双螺母螺纹调隙用锁紧螺母消隙差齿式调整法图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。两个工作螺母以平键与外套相联，其中右边的个螺母外伸部分有螺纹。当两个锁紧螺母转动时，正是由于平键限制了工作螺母的转动，才使得带外螺纹的工作螺母能相对于锁紧螺母轴向移动。间隙调整好后，对拧两锁紧螺母即可。结构紧凑，工作可靠，应用较广。•双螺母齿差调隙两个工作螺母的凸缘上分别切出齿数为的齿轮，且相差个齿，即，两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合，内齿圈紧固在螺母座上。设其中的个螺母转过个齿时，丝杆的轴向移动量为，则有则如果两个齿轮同方向各转过个齿，则丝杆的轴向位移为例当，时，。可以达到很高的调整精度。滚珠丝杆螺母副的安装滚珠丝杆螺母副所承受的主要是轴向载荷。它的径向载荷主要是卧式丝杆的自重。安装时，要保证螺母座的孔与工作螺母之间的良好配合，并保证孔与端面的垂直度等。这时主要是根据载荷的大小和方向选择轴承。另外安装和配置的形式还与丝杆的长短有关，当丝杆较长时，采用两支撑结构当丝杆较短时，采用单支撑结构。滚珠丝杠两端支撑形式图端固定，端自由适用于短丝杆及垂直丝杆。图端固定，端浮动端同时承受轴向力和径向力，另端径向力，当丝杆受热伸长时，可以通过端做微量的轴向浮动。图两端固定的支撑形式通常在它的端装有碟形弹簧和调整螺母，这样既能对滚珠丝杆施加预紧力，又能在丝杆热变形后保持不变的预紧力纵向滚珠丝杠副的设计及电机的选择.滚珠丝杠精度由于本系统要求达到的定位精度,根据此要求查阅滚珠丝杠样本,对于级精度丝杠,任意内导程允许误差为.,级精度丝杠的导程允差为.。初步设计时先设丝杠的任意行程内的行程变动量为定位精度的,即,因此,取滚珠丝杠精度为级,即级精度丝杠。.滚珠丝杠选择滚珠丝杠的名义直径滚珠的列数和工作圈数，应按当量动载荷选择。丝杠的最大载荷，为切削时的最大进给力加摩擦力最小载荷即摩擦力。由于此机床采用火焰切割所以切屑力忽略不计。本参数可估计工作台及能加工工件的最大重量为则钢的密度查表可得为。高，而且通常要求自锁，例如螺旋压力机和螺旋千斤顶上的螺旋。传导螺旋以传递运动为主，常要求具有高的运动精度，般在较长时间内连续工作，工作速度也较高，如机床的进给螺旋丝杠。调整螺旋用于调整并固定零件或部件之间的相对位置，般不经常转动，要求自锁，有时也要求很高精度，如机器和精密仪表微调机构的螺旋。按螺纹间摩擦性质，螺旋传动可分为滑动螺旋传动和滚动螺旋传动。滑动螺旋传动又可分为普通滑动螺旋传动和静压螺旋传动。滑动螺旋传动通常所说的滑动螺旋传动就是普通滑动螺旋传动。滑动螺旋通常采用梯形螺纹和锯齿形螺纹，其中梯形螺纹应用最广，锯齿形螺纹用于单面受力。矩形螺纹由于工艺性较差强度较低等原因应用很少对于受力不大和精密机构的调整螺旋，有时也采用三角螺纹。般螺纹升程和摩擦系数都不大，因此虽然轴向力相当大，而转矩则相当小。传力螺旋就是利用这种工作原理获得机械增益的。升程越小则机械增益的效果越显著。滑动螺旋传动的效率低，般为，能够自锁。而且磨损大寿命短，还可能出现爬行等现象。静压螺旋传动螺纹工作面间形成液体静压油膜润滑的螺旋传动。静压螺旋传动摩擦系数小，传动效率可达,无磨损和爬行现象,无反向空程,轴向刚度很高,不自锁,具有传动的可逆性,但螺母结构复杂,而且需要有套压力稳定温度恒定和过滤要求高的供油系统。静压螺旋常被用作精密机床进给和分度机构的传导螺旋。这种螺旋采用牙较高的梯形螺纹。在螺母每圈螺纹中径处开有个间隔均匀的油腔。同母线上同侧的油腔连通，用个节流阀控制。油泵将精滤后的高压油注入油腔，油经过摩擦面间缝隙后再由牙根处回油孔流回油箱。当螺杆未受载荷时，牙两侧的间隙和油压相同。当螺杆受向左的轴向力作用时，螺杆略向左移，当螺杆受径向力作用时，螺杆略向下移。当螺杆受弯矩作用时，螺杆略偏转。由于节流阀的作用，在微量移动后各油腔中油压发生变化，螺杆平衡于位置，保持油膜厚度。滚动螺旋传动用滚动体在螺纹工作面间实现滚动摩擦的螺旋传动，又称滚珠丝杠传动.滚动体通常为滚珠，也有用滚子的。滚动螺旋传进管理经验和信息集成技术，为美国及其它国家的企业实现这些技术提供了非常好的示范和参考作用。由于年代信息技术的发展，如网络技术万维网技术和分布计算技术的发展，为创造新代的制造思想和模式提供了空间。在数控系统中的应用敏捷制造的信息基础结构和建筑于信息基础结构之上的网上设计制造技术是实现网络开发的不可缺少的因素。网上设计技术的研究主要是在工网络环境下发展先进的制造技术，使得在技术层次上能实现企业间的实时合作。网络技术的发展使得远程控制技术迅速崛起，诸多研究机构和厂商纷纷对此投入了巨大的精力，希望向企业数控全球联盟方向靠拢。由于目前的网络技术的局限使得这目标在短期内难以实现但数控系统的网络化已是数控技术发展不可逆转的趋势。开放式热切割机数控软件系统的研究本课题研究种基于和平台的，用于火焰切割开放式热切割数控系统。它具有全中文的人性化操作界面，可以进行任意形状的二维零件加工。本系统还有动态加工过程仿真加工条件自动选定及优化等功能。另外还具有丰富的图库，可以进入相应的控制界面调用相应的功能，实现常用图形零件的便捷加工。该部分实现是通过相应图形的调用，进行参数的输入，并将该参数转化为相应的代码，传送给主控制程序实现各图形的加工开放式切割机数控系统硬件平台采用十运动驱动卡，软件平台采用，开发平台采用十，替代原系统下的数控系统。这种方式下机只负责常规的系统管理和维护，而具体的数控系统的核心功能，则由运动控制卡实现直接实现。由控制卡硬件直接控制电机的动作，从而解决了平台下计算机控制中经常碰到的实时控制问题所带来的困扰。本系统研制成功提高了该类产品在市场上的竞争地位，本系统研制成功必然取代现有封闭的或平台下的数控系统，全面提升切割机的整机性能，提高切割机的性能价格比，增强其在市场上的竞争实力，是较为先进的热切割机数控系统。第章机床总体设计.总体方案的确定数控火焰切割机是个复杂的系统工程,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.适用方向要求该设备适用面广,既可用于大型企业的下料车间,进行大型零件的批量切割,又可用于小型机械厂,进行小型零件的小批量生产。.技术水平该设备的综合技术水平要求超过国内同类产品,接近世界先进水平。.加工精度该设备的运行精度应超过目前的国家相关标准。.适用材料该设备可用来切割碳钢不锈钢有色金属等板材。.工作方式工作方式为连续工作。.运行速度定位速度要求.切割速度为。与此同时，切割氧流把氧化铁熔渣吹掉，从而形成切口将钢材切割开。数控火焰切割机是应用计算机数字程序控制的全自动化切割设备，人们借助计算机辅助设计程序，把所要切割零件的形状尺寸切割顺序及切割过程中的各项辅助功能按定的语言程序规则进行编程，然后输入控制机，经运算后发出运动控制及辅助功能指令，再有伺服行走系统和切割执行机构协调动作，从而完成所需零件的切割。数控火焰切割机的特点．功能齐全，自动化程度高．具有割炬自动升降和自动调高自动点火自动穿孔自动切割喷粉画线喷印字码喷水冷却割缝自动补偿熄火返回重割动态图形跟踪显示等功能，实现了切割全过程的自动控制。．可配置多个割炬工作，省去了制作样板和划线的工时，生产效率高．采用套料程序，提高钢板利用率。．能合理选定切割工艺参数及切割路径，可减小热变形，加工精度高，切割质量好，能够减少后续打磨和装焊工时。．切割信息易于准备修改和保存。．机器运行稳定可靠，操作方便国内外数控火焰切割技术的发展随着科学技术的发展，数控技术和微型计算机技术也迅猛发展，数控机床数控切割机等已被人熟悉和利用。年之后，数字控制技术已经作为生产自动化的强有力手段得到了迅速推广，并且也引入到庞大而繁杂的造船工业之中了。年，英国氧气公司首先试制成功了世界上第台数控切割机，并于年正式投入挪威斯托德造船厂的造船生产使用中，随后不少造船工业发达国家相继开展了数控切割机的研制热潮。到了六十年代中后期，己有相当数量的数控切割机投产使用。它们编程简单操作方便加工质量稳定，大大减轻了劳动强度，降低加工周期，增加经济效益和社会效益，发展前景广阔。进步开展微机控制机床的研究和生产工作，将是我国机械工业改造旧设备，研制新机型的个经济有效的途径。数控切割机在造船工业中的应用是造船工艺的项重大改革，是实现船厂现代化改造的个重要内容。数控火焰切割机属于对金属结构件进行切割下料的气割设备。在机械船舶压力容器冶金行业中，各种形状的厚钢板的切割下料工作量非常大。随着国民经济的发展，数控技术已应用于国民经济的各个部门，切割设备也不例外。目前，国内许多大型结构件企业为减轻工人的劳动强度，提高产品质量和劳动效率，不惜耗资以每台五六十万元的价格从国外购进数控切割设备。国内生产的该类设备般每台