龙门数控切割机进给运动系统设计讲义

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1、东北林业大学毕业论文2题目名称：龙门数控切割机进给运动系统设计任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）1. 主要技术参数1）轨距：4m ，工作宽度 3200mm。2）割炬数量：标准为2把；割炬升降范围： 200 mm。3）最大切割厚度：200mm 。4）运行速度参数：切割速度0-4000 mm/min无级可调，横向移动速度范围，0-6000 mm/min无级可调。5）表面粗糙度：Ra12.5；尺寸精度：1000mm为0.3mm2进度安排：2012年3月 调研，查阅相关文献资料，熟悉数控切割机行业的特点、掌握数控切割机的组成、结构、传动装置、执行装置。2012年3月4月 根

2、据设计任务要求制定设计方案，进行设计计算，选定相应的参数，着手总装图设计。小四号宋体，加粗2012年4月5月 完成总装图设计，着手零件图的设计。2012年5月 完善所设计结构的零件图纸设计，并开始撰写毕业论文。2012年6月 完成论文撰写，并交相关教师审阅，修改，准备答辩。 20篇以上（其中，外文文献3篇以上）小四号宋体 根据各院（专业）要求确定，一般手绘A0图纸1张，计算机绘图3张其中：参考文献篇数： 20篇以上（其中，外文文献3篇以上）一般6000字以上一般10000字以上图 纸 张 数： 3A0（折合） 说明书字数： 6000字左右专业负责人意见签名：年 月 日龙门数控切割机进给运动系统

3、装置设计摘 要随着我国工业及其装备制造业的快速发展，我国已然走向了高新技术领域。与此同时，我国的切割技术也迎来了新一代变革，数控切割机将逐步取代传统手动及半自动切割机，数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割地效率、切割质量，减轻操作者的劳动强度。其未来的价值在现代切割技术领域无可限量。本次设计的龙门数控切割机，其相对于便携式的和悬臂式的数控切割机来说，龙门式数控切割机更稳定。本课题来源于生产实际，这里本文主要简述了数控切割机的概念，并对其在世界范围内的发展情况作出简单分析，同时指出龙门数控切割机的优缺点，阐述它在我国的发展趋势，对龙门数控切割机进给运动系统进行改进设计，使其

4、在制造成本上减少成本，使用中耗能减少，降低使用成本，并简化运动系统构造。本文设计内容包括：对龙门式数控切割机的三个自由度进给运动惊醒改进设计，使其三方向上进给结构更加简单，经济，达到它普及目的，使得中小企业更容易引进该设备。进给运动系统装置的设计，传动部件的选择设计计算，机架的设计，整体进给运动系统的图纸绘制。关键词： 龙门数控切割机；进给运动系统；传动部件 The Gantry CNC Cutting Machine Gun Rack Gear to Optimize the DesignAbstract With the rapid development of modern cuttin

5、g technology and equipment manufacturing in China, China has already moved toward the high-tech fields. At the same time, the changes in Chinas cutting technology has ushered in a new generation, and CNC cutting machine will gradually replace the traditional manual and semi-automatic cutting machine

6、. Compared with cutting manual and semi-automatic cutting, CNC cutting machine can effectively improve the sheet cutting efficiency and cutting quality, which can reduce the operators labor intensity. Relative to portable and cantilevered CNC cutting machine, the design of the gantry CNC cutting mac

7、hine is more stable This article mainly outlines the concept of numerical control cutting machine, and makes a simple analysis of its worldwide development. It also points out the advantages and disadvantages of the gantry CNC cutting machine and describes the development trend in China. The gantry

8、CNC cutting machine gun rack gear to optimize the design to accommodate the development trend of CNC cutting machine, and design products suitable for China, so that it can reduce energy consumption in use ,lower the cost and simplify the movement system structure. This article derived from actual p

9、roductions and its content mainly includes : system design of the gun rack gear, transmission components of the structural design and rack design calculations.Key words：Gantry CNC cutting machine; Feed the motor system; Transmission components 东北林业大学毕业论文目录1 绪论11.1 概述11.1.1 数控切割机11.1.2 数控切割机分类11.2 数控

10、切割机现状21.3 数控切割机发展趋势31.4龙门式数控切割机进给运动系统设计的目的及意义32 进给运动系统装置方案的设计62.1 龙门式数控切割机整体方案设计62.1.1数控切割机进给运动系统62.1.2 电动机和丝杠之间的联接方式62.1.3 进给运动系统滑动螺旋副的功能概述72.1.4 丝杠副类型选择及其支撑方式类型82.1.5 龙门式数控切割机变速形式的选择确定92.2 进给运动系统装置总体方案的制定102.2.1 初拟升降台总体布局102.2.2 X方向进给运动系统装置布局122.3 关键部件参数的确定132.3.1直流伺服电动机的型号选择132.3.2 进给运动系统部件的选定142

11、.4 运行载荷的确定142.4.1 静载荷的确定142.4.2 工作载荷的确定153 进给运动系统装置部件设计计算163.1 进给运动系统装置部件参数设定163.1.1对滑动丝杠副的设计及其计算163.1.2 齿轮齿条设计计算203.2进给运动系统装置部件结构设计213.2.1齿轮齿条的结构与材料设计213.2.2 滑动丝杠尺寸及材料的确定213.2.3 轴承，电机与联轴器的确定及型号选定223.3 进给运动系统装置整体布局234 龙门式数控切割机机架设计234.1 机架设计原则及其要求234.2 横梁机架结构设计245 结论26参考文献致谢龙门数控切割机进给运动系统装置设计本题目来源于生产实

12、际1 绪论1.1 概述1.1.1 数控切割机数控切割机(CNC Cutting Machine )：用数字程序来驱动机床运动系统运动，同时随着机床运动，随机配有的切割工具对待加工物体进行切割加工。这种数字程序配合机床运动系统来驱动进行切割运动的切割机称为数控切割机。在机械加工生产过程中，板材的切割常用方式为：手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。手工切割其优点在于能够灵活方便的进行加工生产，但切割出的尺寸误差大、质量差、材料使用率小、后续加工工作量较大，同时作业条件恶劣，生产效不高。半自动切割机中仅有仿形切割机，切割工件的质量较好，由于它所使用的切割模具，并不适合于单件，小批量和较大工件

13、的切割。其它种类的半自动切割机虽然能够降低工人劳动强度，但是其功能上较为简单，只适合切割一些较规则的常规形状零件。而数控切割相比较手动和半自动切割方式来说，它能够明显地提高板材切割质量、切割效率，大大的减轻操作者的劳动强度。1.1.2 数控切割机分类一、数控切割机按不同切割方式包括以下几种：（1）数控火焰切割机：有较强的切割能力，切割时费用较低，但切割能力的上升，同时存在其切割变形大，切割精度相对不高；切割速度低，需要较长预热时间和穿孔时间，比较难以适应现在的全自动化操作需求。目前它主要应用于碳钢和较大厚度板材的切割，对于中、薄厚度的碳钢板材切削，等离子切割正在逐步取代数控火焰切割机。（2）数

14、控等离子切割机：具有切割种类多，能够切割所有的金属板材，同时效率高，其切割速度可高达10m/min以上的特点。对于环境上，它在水下切割作业时，能够有效消除掉切割中产生的噪声、粉尘等污染，改善工人操作环境。（3）数控激光切割机：其优点在于切割速度快，切割精度高；但目前的发展水平还不足以弥补其价格异常昂贵，切割费用高等问题，目前相对来说，仅适用于加工精度要求极高的各别特种行业。（4）数控高压水射流切割机：可以切削任何材料，且切削精度高，没有热变形，对于环境上，同样具有环保的特点。但是问题在于，它的切削速度上很慢，效率不高，切削的费用大。（5）其它专用特殊切割设备（如数控管材切割机、数控型材切割机、其它非金属专用切割设备等，）二、数控切割机按结构分类包括以下几种：（1）龙门式数控切割机：传统的龙门式机床结构，具有大中型机床双立柱底架横梁座的立式结构，行走作业路程长，横向与纵向跨距大，适合用于加工大型板材。（2）便携式数控切割机：从半自动小车式切割机逐步发展演变而来，在小车式切割机的基础上，添加了数控系统和相关传动装置，但外形上基本没有太大改进，其类数控切割机成本小，结构简洁轻巧，能够适应各种中小型板材的加工。（3）悬臂式数控切割机：传统普遍的机械结构，由单底座和横梁的一端相连接，割枪在横梁上单向移动作业，此种切割机作为典型老式结构切割机，适用于中小型板材加工。