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湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
摘 要
激光切割的適用對象主要是難切割材料，如高強度、高韌性材料以及精密細小和形狀復雜的零件，因而數(shù)控激光切割在我國制造業(yè)中正發(fā)揮出巨大的優(yōu)性。
本文設(shè)計了一臺單片機控制的數(shù)控激光切割機床，主要完成了：機床整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，Z軸、XY軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、滾珠絲杠、直線滾動導軌的選擇及其強度分析；以步進電機為進給驅(qū)動的驅(qū)動系統(tǒng)及其傳動機構(gòu)的分析設(shè)計計算。
關(guān)鍵詞：CNC；激光切割機床；結(jié)構(gòu)；設(shè)計
ABSTRACT
Laser cutting machine tool was usually used for the hard-cutting material, such as high-strength material, high precision ductile materials, and smart and complicated components. So, CNC laser cutting has been playing an important role in China's manufacturing industry.
This paper describes the design of a SCM-controlled CNC laser cutting machine tools. More attention was paid on the overall machine design, Z axis, XY axis in the design, ball-screw and the choice of linear motion guide and intensity analysis; the drive system into which stepper motor was put and the analysis of the drive system design.
KeyWords：CNC；laser cutting machine tools；architectured；esign
目 錄
第1章 緒論………………………………………………………………………1
1.1 課題背景…………………………………………………………………1
1.2 本課題主要研究內(nèi)容……………………………………………………1
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………2
第2章 總體方案的擬定………………………………………………………3
2.1設(shè)計任務……………………………………………………………………3
2.2總體方案的選擇和擬定……………………………………………………3
第3章 激光切割系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………5
3.1 激光器……………………………………………………………………5
3.1.1激光器的組成………………………………………………………5
3.1.2激光切的分類………………………………………………………5
3.2 激光切割設(shè)備……………………………………………………………6
3.2.1激光切割設(shè)備的組成………………………………………………6
3.2.2激光切割用的激光器……………………………………………8
3.2.3激光切割用割炬…………………………………………………9
3.3激光切割頭設(shè)計…………………………………………………………10
第4章 傳動系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………12
4.1 XY工作臺設(shè)計…………………………………………………………12
4.1.1主要設(shè)計參數(shù)及依據(jù)…………………………………………12
4.1.2XY進給系統(tǒng)手里分析……………………………………………12
4.1.3初步確定工作臺尺寸及估算質(zhì)量………………………………12
4.2 Z軸隨動系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………13
4.3 滾珠絲趕副設(shè)計計算………………………………………………… 14
4.3.1滾珠絲桿的特點…………………………………………………14
4.3.2主要參數(shù)…………………………………………………………14
4.3.3導程計算…………………………………………………………15
4.3.4確定當量轉(zhuǎn)速與當量載荷………………………………………16
4.3.5初選滾珠絲桿副…………………………………………………17
4.3.6確定允許的最小螺紋底徑………………………………………17
4.3.7確定滾珠絲桿副的規(guī)格代號……………………………………18
4.3.8確定絲桿副的預緊力…………………………………………18
4.3.9行程補償值與拉伸力…………………………………………18
4.3.10確定滾珠絲桿副支承用的軸承代號，規(guī)格…………………19
4.3.11滾珠絲桿副工作圖設(shè)計………………………………………20
4.3.12傳動系統(tǒng)剛度…………………………………………………20
4.3.13剛度驗算和精度選擇…………………………………………21
4.3.14驗算臨界壓縮載荷……………………………………………22
4.3.15驗算臨界轉(zhuǎn)速……………………………………………………23
4.3.16效率驗算………………………………………………………23
第5章 導軌的選定…………………………………………………………25
5.1 主要要求及種類…………………………………………………………25
5.1.1對導軌的基本要求………………………………………………25
5.1.2導軌的技術(shù)要求…………………………………………………25
5.1.3分類及特點………………………………………………………25
5.2 導軌的選用………………………………………………………………26
第6章 步進電機及其傳動機構(gòu)的確定…………………………………28
6.1 步進電機的選用………………………………………………………28
6.1.1脈沖當量和步距角………………………………………………28
6.1.2步進電機上起動力矩的近似計算………………………………28
6.1.3確定步進電機最高工作頻率……………………………………29
6.2 齒輪傳動機構(gòu)的確定…………………………………………………29
6.2.1傳動比的確定……………………………………………………29
6.2.2齒輪結(jié)構(gòu)主要參數(shù)的確定………………………………………30
6.3 步進電機慣性負載的計算……………………………………………30
第7章 傳動系統(tǒng)剛度分析…………………………………………………33
7.1 根據(jù)工作臺不出現(xiàn)爬行的條件來確定傳動系統(tǒng)剛度………………33
7.2 根據(jù)微量進給的靈敏度來確定傳動系統(tǒng)的剛度……………………33
第8章 消隙方法與預緊……………………………………………………35
8.1 消隙方法………………………………………………………………35
8.1.1偏心軸套調(diào)整法…………………………………………………35
8.1.2錐度齒輪調(diào)整法…………………………………………………35
8.1.3雙片齒輪錯齒調(diào)整法……………………………………………36
8.2 預緊……………………………………………………………………37
第9章 結(jié)論……………………………………………………………………38
參考文獻…………………………………………………………………………39
致謝…………………………………………………………………………………40
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