数控等离子切割机床结构设计

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1、ChengduTechnologicalUniversity毕业设计（论文）题目数控等离子切割机结构设计学生姓名班级学号系别材料工程学院专业指导教师朱成华周红艳2016年月数控等离子切割机结构设计摘要数控等离子切割机作为板材切割领域自动化装备，发展数控等离子切割机对于改变国内热切割行业的装备水平有着重要的作用。本课题针对简易数控等离子切割机床机械结构设计，它适用于中小型板材的切割加工。它可以改善部分小型加工制造企业生产效率低、质量差、劳动强度大的局面。论文对数控等离子切割设备国内外研究状况和发展趋势的进行了简要分析。主要对其机械结构的设计进

2、行分析计算，其中主要包括有：对纵向、横向和垂直方向进给机构电机的选型以及传动装置各部件的选择和校核、割炬调高装置进行改进设计和机架结构的确定。还根据其机械结构的特点简要讨论了设备故障和保养措施。关键字：数控；简易；等离子切割机；传动目录第一章绪论11.1数控等离子切割机的研究状况与发张展趋势11.2本课题的目的与意义2第二章总体设计方案32.1主要设计参数及要求32.2设计方法32.3总休布局设计4231总体布局的分析与确定42.3.2传动方式的确定5第三章X、Y向进给系统的设计73丄运动导轨的设计73丄1设计要求73.1.2导轨额定寿命计

3、算83.2X、Y向驱动装置的设计103.2.1齿轮齿条的设计113.2.2步进电机的选用11第四章Z向割炬调高系统的设计154.1丝杆的设计154.2联轴器的设计174.3Z向步进电机的选用17第五章机架的设计205.1机架的设计准则和要求205.2立柱结构设计20第六章设备的维护与保养216.1日常维护216.2设备故障分析21总结22致谢23参考文献24第一章绪论1.1数控等离子切割机的研究状况与发张展趋势我国工厂的钢材下料中应用最为普遍的是火焰切割和等离子切割，所用的设备包括手工下料、仿形机下料、半自动切割机下料及数控切割机下料等。与

4、其他切割方式比较而言，手工下料随意性大、灵活方便，并且不需耍专用配套下料设备。但手工切割下料的缺点也是显而易见的，其割缝质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后道加工工序的工作量人，同吋劳动条件恶劣。用仿形机下料，虽可大大提高下料工件的质量，但必须预先加工与工件相适应的靠模，不适于单件、小批量和大工件下料。半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一种形状的切割。上述几种切割方式，相对于数控切割来说由于设备成本较低、操作简单，所以在我国的屮小型企业甚至在一些大型企业屮仍在广泛使用。随着国内经济形势的蓬勃发展以及“以焊代铸”趋势的加速

5、，数控切割的优势正在逐渐为人们所认识。数控切割不仅使板材利用率大幅度提高，产品质量得到改进，而且改善了工人的劳动环境，使劳动效率进一步提高。目前，我国金属加工行业使用的数控切割机是以火焰和普通等离子切割机为主，但纯火焰切割,已不能适应现代生产的需要，而FI前市场需求的数控切割机多为数控等离子切割机，该类切割机可满足不同材料、不同厚度的金属板材的下料以及金属零件的加工的需要，因此需求量将会越来越大。但与国外的差距仍极为明显，主要表现为：发达国家金属加工行业90%为数控切割机下料，仅10%为手工下料；而我国数控切割机下料仅占下料总量的10%,其

6、中数控等离子切割下料所占比例更小Cl］o究其原因，较高的设备成本、复杂的维护和操作制约了数控切割在我国的进一步普及。因此国内数控切割机生产厂家引进了国外控制系统技术，经过二次开发后运用到了切割领域中，设计出了适合我国国情的数控切割机。某些厂家开发生产的专用数控切割设备，在技术上已经达到或超过了国外同类产品。我国数控切割机每年市场需求量约在400-5000台之间，产品主要以数控等离子切割机为主。相较而言，仿形切割机每年销售几T•台，半自动切割机每年销售达上万台［2］。由此可见，我国数控切割市场，尤其是数控等离子切割市场的发展潜力是巨人的。国外

7、数控切割机的生产厂家主要集中在德国、美国和日本。从机械结构上看,其发展经历了十字架型+轻型、门型+小型、龙门+型大型3个阶段，相应的型号种类繁多。能够代表数控等离子切割技术最高水平的厂家主要集中在德国，如德国ESAB公司的精细等离子切割机的切割精度已达激光切割下限。目前，国外已有厂家在龙门式切割机上安装一个专用切割机械手，开发出五轴控制系统的龙门式专用切割工具，该系统可以在空间切割岀各种轨迹，利用特殊的跟踪探头，在切割过程屮控制切割运行轨迹。相比Z下，国内虽然十字架型、门型、龙门型都有所生产，但广度不够，生产厂家产品型号较为单一，尚无龙门式

8、专用型材切割机产品［3］。近儿年来，由于对切割质量、劳动环境等的要求越来越高，国外的大型水下等离子切割法、精细等离子切割法等先进等离子切割技术得到较快发展，其相应产品在我国的市场