机械毕业设计1318数控龙门三枪H型钢自动火焰切割机说明书Word文件下载.docx
《机械毕业设计1318数控龙门三枪H型钢自动火焰切割机说明书Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械毕业设计1318数控龙门三枪H型钢自动火焰切割机说明书Word文件下载.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3．5轴承选取…………………………………………………………19
第四章滑块1上的重心计算………………………………………………20
总结…………………………………………………………………………22
鸣谢………………………………………………………………………22
参考文献………………………………………………………………………22
数控龙门三枪H型钢自动火焰切割机
摘要:
机械技术和以计算机为代表的微电子技术在相互渗透中获得迅速发展，形成了机电一体化技术，本次设计在沿于机电一体化的思想下进行的，其中应用了不小现代机电一代的常用技术，极大地丰富了本次设计的内涵。
设计共分四章，主要内容有：
总体方案与机架的设计；
传动方案设计；
机床零部件设计，其中包括丝杠和电机的计算；
重心计算。
本次设计简明扼要，重在实用。
abstract:
asthepenetvatingofmachanicaltechnologyandthemicro-electronicswhichisrepresentedbycomputer,theyimprovequicklyatthesametime.Itformanewtechnology-mechatronics.Thisdesignisonthebasisofmechatronics.Thedesignapplymanycommontechmologiesaboutmechatronics,itenrichthecontentofthedesigndeeply.Thedesigncontainfourchapters.Themaincontentinvolvethedesignofthewholeprojectandthefromestructare,thedesignofdrivingpart,thedesignofthecenterofgrawing,thedesignofthepartsofthemachinetoolwhichcontainthedesignofthethreadbar,thecaculationoftheelectromotor.Thisdesignisconcosebutverypractical.
第一章总体方案与机架的设计
1．1总体方案的设计
1．功能与技术参数分析
由于加工的H型钢三个面都要加工，为了提高工作效率，所以采取三枪同时工作，来缩短工作时间。
枪的支承取用龙门式，这样可以调整龙门的大小来实现加工不同尺寸的H型钢的要求。
龙门式的机床不但有使用寿命长，工作的稳定性高，而且能最大限度地满足加工不同型号H型钢的要求，其缺点是只能在固定的地点加工，使用起来不够灵活。
由于要切割曲线割缝，割枪由十字滑台带动，这样既能简化结构，又能满足运动要求。
2．传动设计
因为切割速度要满足板厚和火焰对其的要求，所以要无级调速。
传动方式采用丝杠旋转，丝杠螺母带动工作台直线运动，利用调节丝杠的转速来控制割枪的速度。
而且要求的加工精度为1～4mm,所以丝杠能很好地保证传动精度和平稳性。
3．电气控制
本设计采用MCS-51系列的8031单片机扩展控制系统。
MCS-51单片机的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，具有很高的性能价格比。
控制系统由微机部份，键盘，显示器及I/O接口等组成，由微机控制伺服电机的输入频率，来控制电机的输出转速，从而实现割枪的无级调速。
1．2立柱设计
机架设计准则：
机架的设计主要应保证刚度，强度及稳定性。
机架设计的一般要求：
1．在滿足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻，成本低；
2．抗振性好；
3．噪声小；
4．温度场分布合理，热变形对精度的影响小；
5．结构设计合理，工艺性良好，便于铸造，焊接和机械加工；
6．结构力求便安装与调整，方便于修理和更换零部件；
7．有导轨的机架要求导轨面受力合理，耐磨性良好；
8．造型好，使之既适用经济，又美观大方。
机架通常分为铸造机架和焊接机架两类，焊接结构较之铸造结构具有强度和刚度高，重量轻，生产周期短以及施工简便等优点。
下面是铸造机架和焊接机架的对比：
铸造机架
焊接机架
重量
较重
钢板焊件比铸件轻30%
强度，刚度，抗振性
刚度强度较低，阻尼大
强度刚度大，抗振性差
价格
价廉
价格较高
生产周期
周期长，资金周转慢
生产周期短
设计条件
铸件壁厚不能相差过大，只能用开口结构
设计灵活，壁厚可以相差较大
用途
大批量生产
单件小批
在比较上述参数和结合本次设计的具体事况，选用焊接机架。
从可焊性考虑，一般选取碳含量<
0.25%的碳钢。
现选20号钢为焊接机架的材料。
立柱外形
焊接柱按外形分为实腹柱和格构柱。
1．实腹柱实腹柱又分为型钢实腹柱和钢板实腹柱，前者焊缝小应优先选用，后者适应性强，可按使用要求设计成各种大小尺寸。
当腹板的计算高度为h，与腹板厚度b之比大于80时，应有横向隔板加强，间距不得大于3h，柱肢外伸自由宽度b0不宜超过15吨.
2.格构柱格构柱分缀板式和缀条式两种
立柱截面形状
由于零件的抗弯，抗扭强度和刚度除与其截面面积有关外，还取决于截面形状，合理改变截面形状，增大其惯性矩和截面系数，可提高机架零件的强度和刚度，从而充分发挥材料的作用。
从《机械零件手册》查得取用矩形面，其抗弯与抗扭惯性矩相对值较大。
综合上述条件，立柱采用型钢实腹柱，截面形状为方形，选取结构用冷弯形空心型钢，这样可以减小焊缝和避免焊缝受到集中应力。
结构用冷弯形空心型钢：
国标为：
GB/T6728—1986
1．一般钢号为Q235-A，20或Mn等，其力学性能与化学成分应符合：
GB/T700，GB/T699和GB/T1591的规定。
2．
弯曲部分的内弧半径
<
235,t<
4.0,时r<
1.4t,4.0<
t<
8.0时，r<
1.8t.
选取的型号：
71，边长=250mm,壁厚=12mm,
理论重量：
86.8kg/m,
载面面积=110.5cm2
惯性矩：
Ix=Iy=10300cm4
回转半径：
rx=ry=9.63cm
截面模数：
Wx=Wy=820cm3
1.3立柱热处理
为保持尺寸稳定，为消除内应力，焊后应进行热处理，第一次热处理安排在焊接后，第二次热处理安排在粗加工后进行。
温度/º
C625±
25º
C
保温冷却
250º
C出炉
>
8h
30-40º
0热处理时间（h）
18h
第一次热处理
C525±
保温冷却
48h
第二次热处理
初步选定机架的主要尺寸：
两边的立柱高度为：
3130mm.
横梁长为：
3100mm.
滑台1的尺寸为：
长=1100mm,宽=220mm,高=30mm.
滑台2的尺寸为：
长=320mm,宽=100mm,高=30mm.
第二章传动方案设计
1．1机床传动设计
传动装置类型的选用
机械传支装置的选用是比较复杂的工作，它需要考虑从动力机到工作机多方面的因素，经细致分析对比后才能作出合理的选择。
通常，以下几方面是选择机械传动装置类型的基本依据：
（1）工作机的工况的性能参数；
（2）动力机的性能及与动力机匹配对传动装置机械特性上的要求；
（3）综合分析不同类型传动装置的初始费用，运转费用和维修费用，使所选的传动装置具有良好的经济性；
（4）能符合运转安全和环境保护方面的要求；
（5）使用的控制方便，可靠。
在现代的机器设计中，为了优化机器的设计方案，传动方案的确定都是同动力机的选择，工作机构的选定通盘考虑的。
也就是考虑动力机，传动装置秘工作机的匹配问题。
传动装置的选用，通常并没有一成不变的程序可行，而要根据不同机器的具体条件和复杂程度，经多方案的分析比较才能选定。
以下几方面是在选定传动装置类型时要具体分析考虑的：
（1）机械特性
（2）功率范围
（3）速度
（4）传动比范围
（5）传动效率
（6）寿命
（7）外廓尺寸
（8）重量
（9）变速要求
（10）价格
本次设计主要解决的问题是变速方式
1．无级变速
无级变速能够选用最合理的运动速度，可在运转中变带，操纵控制方便，简化机械结构等，是目前发展的主要方向。
无级变速在数控机床上得到广泛应用。
无级变速主要是利用直流和交流调速主轴电动机。
利用直流调速电动机进行机床主轴无级变速发展较早，应用较广。
但直流调速电动机恒功率调速范围都很少，一般只有1～2，很少到3～4。
且换向有限制。
80年代初开始在数控机床主轴驱动中应用交流变频调速驱动系统，克服了直流调速电动机换向的限制和恒功率范围小等，现在国际上新生产的数控机床已有85%采用交流变频主轴驱动系统；
交流变频调速电动机恒功率调速范围可达8～30，有的直接驱动主轴。
近年来出现了一种内装主轴电动机，即主轴与电机转子合为一体，其优点是主轴部件结构紧凑，重量轻，惯量小，可提高起动，停止的响应特性，并有利于控制振动和噪声，其缺点是运转中产生的热量容易使主轴产生热变形，因此控制温升和冷却是使用内装主轴电动机的关键。
内装主轴电动机转速可达20000r/min.
设计无级变速系统时，应注意电动机的机械特性应符合传动链的要求。
若不满足要求，还应串联有级变速箱，一般变速级数为2～4级。
2．有级变速
有级变速装置有下列几种，并经常联合使用：
a,滑移齿轮；
b,交换齿轮；
c,多速交流异步电动机，一般采用双速或三速电动机；
d,离合器。
2．2传动方案选取
由于工作台只作直线运动，以下为直线传动的常用方案：
方案1.电机
升级会员 