文档介绍：1 绪论
切割机的研究现状
1958年英国氧气公司试制成功了世界上第1台数控切割机,开创了数控切割的新纪元。随后,发达国家都相继开展了对数控切割的技术、工艺、相关配套软件和设备的深入开发研究工作,如今,针对不同的工件对象,人们可分别采用数控、机器人切割等多种切割方法;为了满足各种材质的切割性能和精度要求,又可以选用火焰、等离子、激光等与之相适应的切割工艺,真正达到了为用户提供全面解决问题的方案。
我国数控切割技术开发研制是在20世纪80年代初、伴随着微电子技术的成熟并获得广泛应用的基础上开始起步的,经历20多个春秋的持续发展,终于取得了可喜的成就。目前国产数控切割产品的种类和规格已相当齐全,其中部分产品在技术、性能、指标和功能上均已接近或达到。
在此就数控切割技术在我国应用情况作一个回顾,并对其介绍其优缺点。
数控火焰切割
20世纪70年代中期,我国研究了船体线型的数学光顺及曲面外板展开的计算机辅助设计程序,该程序系统产生的输出结果可用于数控加工,从而使船体钢板下料切割不再需要经过实尺放样——制作样板——在钢板上画线——用手工或半自动切割这么多道繁琐的工序,由此而来,应用数控切割船用钢板的优越性立刻展现出来,它既节省了工时、放样台场地和样板材料,又能减轻工人劳动强度,极大地提高了工效。

我国数控等离子切割技术开发研制是在数控火焰切割技术趋于成熟并获得广泛应用的基础上开始的。20世纪80年代末、90年代初,钢板和其他金属材料的切割量急剧增大,高速度、高效率的数控等离子切割技术日益受到包括造船在内的制造业界的重视,而当时国产设备还一时无法担此重任,许多厂不得已只能花巨资,率先从国外引进数控等离子切割机,以解生产上的燃眉之急。大量进口机器的接踵而至,给国内同行以极大的鞭策,更激发了我们发愤图强研制先进设备以替代进口设备的使命感和紧迫感。另一方面,国外先进设备的引进,也为我们提供了难得的学习和借鉴机会。经历了消化学习、潜心钻研,并在关键技术上采取引进和自主开发的措施,使我在高起点上得到了质的飞跃,因此国产数控等离子切割机从降生之日起就基本实现了自动化程度高、功能齐全、运行可靠、性价比高的发展目标,并很快被我国所认知和接受,从此成为国外进口设备强劲的竞争对手。
数控激光切割
激光切割所形成的割缝窄,能提高零件尺寸精度和材料利用率;割缝质量好,无挂渣、边缘垂直、表面光滑。在那些需要高精度、高效率切割薄板的领域,数控激光切割机仍然是首选设备。另外,激光切割还有能量密度高,切割热影响区小,可以对常规方法无法加工的材料和零件进行加工等诸多优点。但是数控激光切割机价格昂贵,设备投资费用大概是精细等离子的2-3倍;当用激光切割厚度超过6-8 mm的钢板时,加工费用将会大于精细等离子切割,外加日常维护工作量大,因此数控激光切割的运行成本较高,这些不利因素,阻碍了其在我国各行业的应用。
20世纪80年代以来,因为数控火焰切割机具有许多优点,在我国造船行业获得了普遍应用。至90年代中期,当数控等离子切割机登台亮相时,其所扮演的角色逐渐发生了转变,但这并不意味着它将从此退出历史的舞台,遭到弃用或淘汰,毕竟数控火焰切割机在切割厚度超过30 mm的钢板、切割加工多种形状的坡口和多割炬大批量切割直条钢板时,还有许多不容忽视的优越性。可以预见,数控火焰切割机在今后相当长的时期内,将作为数控等离子切割机等先进设备的补充,在各个行业继续发挥它应有的作用,并能长期存在。
本课题设计的目的和意义
目前,中小型机械制造企业板材下料的自动化程度较低,基本上采用人工下料,造成“三低一高”现象,即生产效率低、材料利用率低、产品质量低和生产成本高,从而直接影响企业的经济效益。为提高生产效率,减轻人工劳动强度,结合实际生产需要,现设计一种新型龙门式数控火焰切割机,实现切割下料的全自动。另外,设计出新型的龙门式数控火焰切割机,主要是解决现在中小企业的“三低一高”现象,提高中小企业在市场上的竞争力,为企业创造出更多的效益。
主要设计内容
本课题将结合市场的需要,设计出一种新型龙门式数控火焰切割机。主要内容包括:
(1)参与龙门式数控火焰切割机总体结构的设计;
(2)横向进给系统的结构设计;
(3)横向进给系统主要零件的设计及计算。
(4)横向进给系统主要零部件的刚度和强度校核。
设计中要解决的关键问题有:
(1)如何实现切割头的左右移动?
(2)如何实现切割头的上下移动?
(3)如何实现横向进给系统中各零部分正确连接?
2 总体方案的确定

龙门式火焰切割机总体结构应达到如下