激光切割機機械機構(gòu)部分設(shè)計

前言激光切割機是將激光發(fā)射器發(fā)出的激光，經(jīng)過光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光使工件達(dá)到熔點再經(jīng)過工件與工作平臺的相應(yīng)移動產(chǎn)生切縫從而實現(xiàn)快速切割。激光切割加工技術(shù)的不可見光代替了傳統(tǒng)的機械刀包括早期的線切割技術(shù)，具有精度高，切割速度快，不局限于圖形的限制，相比以往切割設(shè)備節(jié)省了不少材料，切口平滑，加工成本低，通過技術(shù)的不斷改進將逐漸取代傳統(tǒng)的切割設(shè)備。激光切割機在全程的工作過程中切割機機械結(jié)構(gòu)與工件無接觸5會造成工件表面的劃傷切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續(xù)加工，以上優(yōu)點使切割區(qū)熱影響小，工件變形小，切縫切口沒有機械應(yīng)力，無毛刺，不損傷材料，被加工板材無需相應(yīng)模具，經(jīng)濟省時。主要用于：工藝品，家具，玻璃制品，木制品，聚氯乙烯，燈飾，廣告，裝飾，造紙，馬克板，郵票及印章，腈綸，竹制品，手袋及鞋子，衣服和服裝，面料等。通過對激光參數(shù)的調(diào)整，機器可以進行多樣的雕刻和切割。這個機器具有多種優(yōu)點：切口光滑，無接觸切割，高速雕刻，雕刻準(zhǔn)確、效果好。目前國外的激光切割技術(shù)全部采用數(shù)控，所以本次設(shè)計雖然只是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，但經(jīng)過相應(yīng)改裝，增加數(shù)控平臺，編寫數(shù)控軟件后與國外小型激光切割機沒有太大差距，這是一個自主創(chuàng)新設(shè)計的設(shè)備，相信進過不斷的改進與大膽嘗試我國的精密加工技術(shù)會走在世界前列。關(guān)鍵詞：激光發(fā)射器；精度高；高密度激光束；自主創(chuàng)新1概述 1 激光技術(shù)歷史 1 TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"激光切割技術(shù)的應(yīng)用 1………設(shè)計任務(wù) 2 總體設(shè)計方案分析 2 2機械部分XY工作臺及Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計. 3..…XY工作臺的設(shè)計 3 Z軸隨動系統(tǒng)設(shè)計 5.………\o"CurrentDocument"3滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 6.……滾珠絲杠副導(dǎo)程的確定 .6..….…滾珠絲杠副的傳動效率 6..….…\o"CurrentDocument"4直線滾動導(dǎo)軌的選型 7.………\o"CurrentDocument"5步進電機及其傳動機構(gòu)的確定 8步進電機的選用 8\o"CurrentDocument"步進電機慣性負(fù)載的計算 106齒輪傳動機構(gòu)的確定 11.傳動比的確定 口\o"CurrentDocument"齒輪結(jié)構(gòu)主要參數(shù)的確定 128消隙方法與預(yù)緊 129安裝和常見問題的調(diào)整 總結(jié) 15 致謝 16 參考文獻(xiàn) 17.………工程概況本文首先介紹了激光切割機的發(fā)展歷史和今日概謬照國際和國內(nèi)主要激光切割機設(shè)計出具有自主知識產(chǎn)權(quán)，參照其他成熟設(shè)計，首先設(shè)計了激光切割機的底部工作臺，可實現(xiàn)兩軸聯(lián)動，其次在底部工作臺的基礎(chǔ)上設(shè)計了Y方向的工作臺和一些隨動部件由于該激光切割機涉及精度較高也是本次設(shè)計關(guān)鍵部分，重點將部件配合與預(yù)警作為結(jié)尾部分主要介紹，體激光切割機機械機構(gòu)由各個部分組裝而成。經(jīng)過本次設(shè)計，在原有的機械機構(gòu)部分上留夠了足夠的空間為機床的改裝和設(shè)備更新?lián)Q在,丫軸方向與隨動部件采用了新思路，保證了激光頭的可升降，在安全方面可選用多種不同功率激光頭組合，整體尺寸上考慮了人機工程學(xué)，方便操作，造價便宜，材料環(huán)保是本次激光切割機設(shè)計上一次創(chuàng)新。1概述激光技術(shù)歷史激光被譽為二十世紀(jì)最重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，它剛一問世就引起了材料科學(xué)家的高度重視971年11月，美國通用汽車公司率先使用一臺50WCO2激光器進行利用激光輻射提高材料耐磨性能的試驗研究，并于1974年成功地完成了汽車轉(zhuǎn)向器殼內(nèi)表面（可鍛鑄鐵材質(zhì)）激光淬火工藝研究，淬硬部位的耐磨性能比未處理之前提高了0倍。這是激光表面改性技術(shù)的首次工業(yè)應(yīng)用。多年以來，世界各國投入了大量資金和人力進行激光器激光加工設(shè)備和激光加工對材料學(xué)的研究促使激光加工得到了飛速發(fā)展，并獲得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。如今在中國，激光技術(shù)已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍工以及人們的現(xiàn)代生活中得到廣泛的應(yīng)用，并且正逐步實現(xiàn)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，國家也將其列為“九五”攻關(guān)重點項目之一。“十五”的主要工作是促進激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展保持激光器年產(chǎn)值20%的平均增長率，實現(xiàn)年產(chǎn)值200億元以上；在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中普及和推廣加工技術(shù)，重點完成電子、汽車、鋼鐵、石油、造船、航空等傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用激光技術(shù)進行改造的示范工程；為信息、材料、生物、能源、空間、海洋等六大高科技領(lǐng)域提供嶄新的激光設(shè)備和儀器。數(shù)控化和綜合化把激光器與計算機數(shù)控技術(shù)先進的光學(xué)系統(tǒng)以及高精度和自動化的工件定位相結(jié)合，形成研制和生產(chǎn)加工中心，已成為激光加工發(fā)展的一個重要趨勢。激光切割是用聚焦鏡》鴕02激光束聚焦在材料表面使材料熔侗時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運極而形成一定形狀的切縫。從二十世紀(jì)七十年代以來隨著C02激光器及數(shù)控技術(shù)的不斷完善和發(fā)|目前已成為工業(yè)上板材切割的一種先進的加工方法。在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧乙快火焰切割；對于薄板采用剪床下料成形復(fù)雜零件大批量的采用沖彈件的采用振動剪。七十年代電了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。各種切割下料方法都有其有缺點工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。激光切割機是光、機、電一體化高度集成設(shè)備，科技含量高，與傳統(tǒng)機加工相比，激光切割機的加工精度更高、柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低產(chǎn)品成本，減輕工人負(fù)擔(dān)，對制造業(yè)來說，可以說是一場技術(shù)革命。激光切割的適用對象主要是難切割材料，如高強度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件激光切割技術(shù)、激光切割機床正在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用因此研究和設(shè)計數(shù)控激光切割有很強的現(xiàn)實意義，微機控制技術(shù)正在發(fā)揮出巨大的優(yōu)越性。激光切割技術(shù)的應(yīng)用激光切割是用聚焦鏡將C02激光束聚焦在材料表面使材料熔侗時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運極而形成一定形狀的切縫。從二十世紀(jì)七十年代以來隨著C02激光器及數(shù)控技術(shù)的不斷完善和發(fā)膜前已成為工業(yè)上板材切割的一種先進的加工方法。在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧乙快火焰切割；對于薄板采用剪床下料，成形復(fù)雜零件大批量的采用沖廛件的采用振動剪。七十年代后為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)，各種切割下料方法都有其有缺點工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。激光切割機是光、機、電一體化高度集成設(shè)備，科技含量高，與傳統(tǒng)機加工相比，激光切割機的加工精度更高、柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低產(chǎn)品成本，減輕工人負(fù)擔(dān)，對制造業(yè)來說，可以說是一場技術(shù)革命。激光切割的適用對象主要是難切割材料，如高強度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件激光切割技術(shù)、激光切割機床正在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用因此研究和設(shè)計數(shù)控激光切割有很強的現(xiàn)實意義，微機控制技術(shù)正在發(fā)揮出巨大的優(yōu)越性。設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計任務(wù)是設(shè)計一臺數(shù)控制激光切割機床主要設(shè)計對象聯(lián)丫工作臺部件及2立柱。而對激光切割機其他部件如冷水機激光器等不作為設(shè)計內(nèi)容要求只作一般了解。單片機對XY工作臺的縱、橫向進給脈沖當(dāng)量0.001mm/plus0工作臺部件主要構(gòu)件為滾珠絲杠副、滾動直線導(dǎo)軌副、步進電機、工作臺等。設(shè)計時應(yīng)兼顧兩方向的安裝尺寸和裝配工藝?？傮w設(shè)計方案分析參考數(shù)控激光切割機的有關(guān)技術(shù)資料，確定總體方案如下：采用主控芯片對數(shù)據(jù)進行計算處理，由O接口輸出控制信號給驅(qū)動器，來驅(qū)動步進電機，經(jīng)齒輪機構(gòu)減速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)進給，其原理示意圖。x向工作臺Yx向工作臺Y向工作臺圖1-1系統(tǒng)總體原理圖對潤滑劑的要求，考慮到傳動件的傳動特點，載荷性質(zhì)，運轉(zhuǎn)速度，選用黏度較低的潤滑劑，滾動軸承的軸向間隙調(diào)整方法采用墊片式齒輪等間隙調(diào)整后面將詳細(xì)介紹機床的箱體部分的密封處不允許漏油，部分面上允許涂密封膠或水玻璃，但不允許塞入填料，絲杠延伸處密封涂上潤滑油。箱體表面應(yīng)涂漆，外伸處零件需涂油。2機械部分XY工作臺及Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計XY工作臺的設(shè)計主要設(shè)計參數(shù)及依據(jù)本設(shè)計的XY工作臺的參數(shù)定為：①工作臺行程：橫向800mm，縱向300mm②工作臺最大尺寸(長X寬X高)：800X300X300mm③工作臺最大承載重量：120Kg；④脈沖當(dāng)量：0.001mm/pluse⑤進給速度：60平方毫米/min；⑥表面粗糙度：0.8?1.6；⑦設(shè)計壽命：15年。XY工作臺部件進給系統(tǒng)受力分析因激光切割機床為激光加供激光器與工件之間不直接接觸因此可以認(rèn)為在加工過程中沒有外力負(fù)載作用。其切削力為零。XY工作臺部件由工作臺、中間滑臺、底座等零部件組成各自之間均以滾動直線導(dǎo)軌副相1以保證相對運動精度。設(shè)下底座的傳動系統(tǒng)為橫向傳動系統(tǒng)，留向，上導(dǎo)軌為縱向傳動系統(tǒng)，艮Y向。如圖2-1所示，一般來說數(shù)控切割機床的滾動直線導(dǎo)軌的摩擦力可忽略不,但滾珠絲杠副以及齒輪之間的滑動摩擦不能忽略這些摩擦力矩會影響電機的步距精度另外由于采取了一系列的消隙預(yù)緊措施,其產(chǎn)生的負(fù)載波動應(yīng)控制在很小的范圍。初步確定XY工作臺尺寸及估算重量初定工作臺尺寸長*寬X高圉為:1200X950X70mm,材料為HT200,估重為625N(W1。設(shè)中托座尺寸長*寬X高圉為:1200X520X220mm材料為HT200,估重為250N(W2)。另外估計其他零件的重量約為50N(W3。加上工件最大重量約為20Kg(1176N)(G)。則下托座導(dǎo)軌副所承受的最大負(fù)期為：W=W1+W2+W3+G=665+250+250+1176=2301N

圖2-1(a)圖2-1(b)圖2-1x,y軸隨動機構(gòu)設(shè)計展示Z軸隨動系統(tǒng)設(shè)計激光切割機對Z軸隨動機構(gòu)要求非常高，在切割中需隨時檢測和控制切割表面的不平度1過伺服電機和滾珠絲桿調(diào)整切割頭的高度以保證激光聚焦后的焦點在切割板材的表面位置。于激光焦點至板面的距離將影響割縫寬窄及質(zhì)量因此，要求Z軸的檢測精度高于）.010mn。同時，隨動速度應(yīng)大于5m/min。隨動速度太快會造成切割頭上下震蕩太慢又造成切割頭跟不上的現(xiàn)象目前，對加工板材的檢測主要有電容、電感、電阻、激光、紅外等幾種方式。電感式和電阻式屬于傳感器，激光、紅外及電容式屬于非接觸式傳感器。電容式傳感器在運動檢測過程中不發(fā)生摩擦阻力最適于金屬板材和高速切割加工，而激光和紅外位移傳感器對加工材料的反射率很敏感，僅適用于一些特殊場合的切割加工強磁場、強干擾環(huán)境。所以在選擇傳感器時，應(yīng)注意檢測精度和對切割材料的適應(yīng)性，同時安裝時還需要注意采取抗干擾措施。割頭具有多種先進的智能和附加功能，如自動調(diào)整激光噴嘴距離、自動清潔噴嘴、同軸噴水機構(gòu)、切割頭轉(zhuǎn)動、切割嘴擺動等。這些功能機構(gòu)的增加不可避免地增加了切割頭的重量成切割頭的動態(tài)性能不好隨動機構(gòu)反應(yīng)不靈敏。一般來說，普通數(shù)控激光切割機軸拖動重量在5kg以上時，應(yīng)采用重力平衡設(shè)施。而高性能數(shù)控激光切割機晚軸拖動重量在2kg以上就必須施加重力平衡設(shè)施特別是在高速飛行光路設(shè)計中這一點尤為重要。目前Z軸上的重力平衡設(shè)施使用較多的是采用氣缸托動方圖2-2）。該方式重量輕、體積小、易安裝，還可根據(jù)要求調(diào)整氣缸的平衡力。圖2-2Z軸隨動機構(gòu)3滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算滾珠絲杠副導(dǎo)程的確定軸向負(fù)荷計算公式：F二F+UW

a式中F——切削力，F(xiàn)=0；W——工件重量加工作臺重量W=2301N；U——滾動導(dǎo)軌上的滾動摩擦系數(shù)(約為.003-0.004)，取U=0.004則根據(jù)式(3.1)：F=0.004X2301=92N激光切割機滾珠絲杠是在低速條件下工作的。故本處的Go=(0.2-0.3),Fa=18.4-27.6N對照樣本參數(shù)這里的Go非常小，選定導(dǎo)程為I的滾珠絲杠副。滾珠絲杠副的傳動效率滾珠絲杠副的傳動效率為n=tg^/tgw+p') (3.2)式中w一滾珠絲杠的螺紋升角；p‘一當(dāng)量摩擦角；根據(jù)當(dāng)量摩擦系數(shù)和當(dāng)量摩擦角關(guān)系見表3-1),前面已經(jīng)定v=1m/s,材料選擇灰鑄鐵HRCN45。所以：p/=4°00,,tgp'=0.0025；因為：ip=arctg(Ph/nd) (3.3)式中:Ph―導(dǎo)程，4mm；d 絲杠公稱直徑,25mm；則根據(jù)式(3.3)：

中=2.91°則根據(jù)式（3.2）得：n=0.953。表3-1當(dāng)量摩擦系測,和當(dāng)量摩擦角P齒圈材料錫青銅無錫青銅灰鑄鐵齒面硬度HRCN45其它HRCN45HRCN45其它相對速度ism/sfP/fP/fP＇f，P＇f，P＇0.010.1106°17,0.1206°51,0.18010°12，0.18010°2，0.19010°450.050.0905°09,0.1005°43,0.1407°58，0.1407°58，0.1609°050.100.0804°34'0.905°09,0.1307°24，0.1307°24，0.1407°58，0.250.0653°43,0.0754°17，0.1005°43，0.1005°43，0.1206°51，0.500.0553°09,0.0653°43,0.0905°09，0.0905°09，0.1005°49，1.00.0452°35'0.0553°09，0.0704°00，0.0704°00，0.0905°09，1.50.0402°17,0.052°52，0.0653°43，0.0653°43，0.0804°34，2.00.0352°00'0.0452°35，0.0553°09，0.0553°09，0.0704°00，2.50.0301°43,0.0402°17，0.052°52，3.00.0281°36,0.0352°00，0.0452°35，40.0241°22'0.0311°47，0.0402°17，50.0221°16,0.0291°40，0.0352°00，80.0181°02,0.0261°29，0.031°43，100.0160°55'0.0241°22，150.0140°48'0.0201°09，240.0130°45'4直線滾動導(dǎo)軌的選型導(dǎo)軌主要分為滾動導(dǎo)軌和滑動導(dǎo)軌兩種，直線滾動導(dǎo)軌在數(shù)控機床中有廣泛的應(yīng)用。相對普通機床所用的滑動導(dǎo)軌而言，它有以下幾方面的優(yōu)點：①定位精度高直線滾動導(dǎo)軌可使摩擦系數(shù)減小到滑動導(dǎo)軌的50。由于動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差很小運動靈活，可使驅(qū)動扭矩減少90%,因此，可將機床定位精度設(shè)定到超微米級。②降低機床造價并大幅度節(jié)約電力采用直線滾動導(dǎo)軌的機床由于摩擦阻力小特別適用于反復(fù)進行起動、停止的往復(fù)運動，可使所需的動力源及動力傳遞機構(gòu)小型化，減輕了重量，使機床所需電力降低％，具有大幅度節(jié)能的效果。7③可提高機床的運動速度直線滾動導(dǎo)軌由于摩擦阻力小，因此發(fā)熱少，可實現(xiàn)機床的高速運動，提高機床的工作效也30%。④可長期維持機床的高精度對于滑動導(dǎo)軌面的流體潤滑，由于油膜的浮動，產(chǎn)生的運動精度的誤差是無法避免的絕大多數(shù)情況下，流體潤滑只限于邊界區(qū)域，由金屬接觸而產(chǎn)生的直接摩擦是無法避免的，在這種摩擦中，大量的能量以摩擦損耗被浪費掉了。與之相反，滾動接觸由于摩擦耗能小.滾動面的摩擦損耗也相應(yīng)減少，故能使直線滾動導(dǎo)軌系統(tǒng)長期處于高精度狀態(tài)。同時由于使用潤滑油也很少，大多數(shù)情況下只需脂潤滑就足夠了，這使得在機床的潤滑系統(tǒng)設(shè)計及使用維護方面都變的非常容易所以在結(jié)構(gòu)上選用:開式直線滾動導(dǎo)軌。參照南京工藝裝備廠的產(chǎn)品系列。型號：選用GGB型四方向等載荷型滾動直線導(dǎo)軌副，如圖1。具體型號：X向選用GGB20BA2R2500-4；丫向選用GGB20AB2R21100-4。圖4-1直線滾動導(dǎo)軌5步進電機及其傳動機構(gòu)的確定步進電機的選用脈沖當(dāng)量和步距角已知脈沖當(dāng)量為1〃m/STEP,而步距角越小，則加工精度越高。初選為36o/STEP(二倍細(xì)分)。步進電機上起動力矩的近似計算電機起動力矩：M=M1+M2式中:M為滾珠絲杠所受總扭矩;Ml為外部負(fù)載產(chǎn)生的摩擦扭矩；有M=Fxd/2xtg(v+p1)

1a=92X0.025/2Xtg(2.91+0.1冷=0.062N?mM2為內(nèi)部預(yù)緊所產(chǎn)生的摩擦扭矩，有：M2=KxFxPh/2九式中:K—預(yù)緊時的摩擦系數(shù),0.1—0.3Ph-導(dǎo)程，4cm；Fao——預(yù)緊力；有：Fao=Fao1+Fao2 (5.4)取Fao1=0.04XCa=0.04X1600=640NFao2為軸承的預(yù)緊力，軸承型號方004輕系列，預(yù)緊力為Fao2=130N。故根據(jù)式(5.3)：M2=0.098N?m齒輪傳動比公式為:iRXPh/(360X6p),故步進電機輸出軸上起動矩近似地可估算為：Tq=M/山 (5.5)=360XMX6p/(pXnXPh式中：6p=lpm/STEP=0.0001cm/STEPM=M1+M2=0.16Np=0.36o/STEPq=0.85；9Ph=0.4cm；n=0.953；則根據(jù)式(5.4)：Tq=360X0.16X0.0001/(3.6X0.85X0.4)=0.4N?m因Tq/TJM=0.866因為電機為五相運行。則步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩TJM=Tq/0.866=0.46Nm.確定步進電機最高工作頻率參考有關(guān)數(shù)控激光切割機床的資副以知道步進電機最高工作頻率不超逝00Hzo根據(jù)以上討論并參照樣本確定選取M56853s型步進電機，該電機的最大靜止轉(zhuǎn)矩為8N-m,轉(zhuǎn)動慣量為235g/cm2步進電機慣性負(fù)載的計算慣性負(fù)載可由以下公式進行計算:JD=J+J1+(Z1/Z2)(J2+J3)+J4(V/①D)2Xm (5.6)式中：JD為整個傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的慣性負(fù)載；J0為步進電機轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動慣量；J1為齒輪Zl的轉(zhuǎn)動慣量；J2為齒輪Z2的轉(zhuǎn)動慣量；J3為齒輪Z3的轉(zhuǎn)動慣量；mn為系統(tǒng)工作臺質(zhì)量；Vm為工作臺的最大移動速率；3D為折算成單軸系統(tǒng)電動機軸角速度；各項計算如下：已知：J0=0忽略不計，mn=112.5Kg齒輪慣性轉(zhuǎn)矩計算公式：J=p2m=p2G/g (5.7)其中：P為回轉(zhuǎn)半徑；G為轉(zhuǎn)件的重量；滾珠絲杠的慣性矩計算公式：10

(5.8)J=nRLD/32(5.8)最后計算可得：J1=0.1X10-3Kg.m2J2=1.32X10-3Kg.m2J3=2.98X10-4Kg.m2J4=1.14X10-5Kg.m2Vm=12m/s3D=2nrad/s故慣性負(fù)載根據(jù)式5.7)得：JD=J0+J1+(Zl/Z2)(J2+J3)+J4(Vm/3D)2Xmn=17.3Kg.cm2此值為近似值故此值小于所選電機的轉(zhuǎn)動慣。6齒輪傳動機構(gòu)的確定傳動比的確定要實現(xiàn)脈沖當(dāng)量l|im/STEP的設(shè)計要求，必須通過齒輪機構(gòu)進行分度，其傳動比為:i=gP/(360x6)h p式中：Ph一為滾珠絲杠導(dǎo)程；Q一為步距角；bp-為脈沖當(dāng)量；根據(jù)前面選定的幾個參數(shù)，由式6.1)得：i=0.36X4/360X0.001i=4:1=Z2/Z111

11根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選用Z1為30,Z2為120.。齒輪結(jié)構(gòu)主要參數(shù)的確定①齒輪類型：選擇直齒加工方便(圖-1)。②模數(shù)選擇：本工作臺負(fù)載相當(dāng)鈴考同類型的機床后選擇m=1齒輪傳動側(cè)隙的消除。③中心距的計算：A=mX(Z1+Z2) (6.2)=1x(30+120)/2=75mm齒頂高為1mm,齒根高為125mm齒寬為20mm。④齒輪材料及熱處理：小齒輪Z1采用40Cr,齒面高頻淬火；大齒輪Z2采用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。8消隙方法與預(yù)緊圖6-1齒輪模型輪在制造8消隙方法與預(yù)緊圖6-1齒輪模型輪在制造巨的齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙會造成進給系統(tǒng)的反向動作落后于數(shù)控系統(tǒng)指令要求，形成跟隨誤差甚至是輪廓誤差。12對閉環(huán)系統(tǒng)來說，齒側(cè)間隙也會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性因此，齒輪傳動副常采用各種消除側(cè)隙的措施，以盡量減小齒輪側(cè)隙。數(shù)控機床上常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法針對不同類型的齒輪傳動副有不同的方法。雙片齒輪錯齒調(diào)整法：是另一種雙片齒輪周向彈簧錯齒消隙結(jié)構(gòu)兩片薄齒輪1和2套裝一起，每片齒輪各開有兩條周向通槽，在齒輪的端面上裝有短柱，用來安裝彈簧4。裝配時使彈簧4具有足夠的拉力，使兩個薄齒輪的左右面分別與寬齒輪的左右面貼緊，以消除齒側(cè)間隙。滾珠絲杠副在工作臺上的支承方式有兩種一種是單支承形式，另一種是兩端支承形式，本設(shè)計選用兩端支承形式中的“雙支點各單向固定”的支承方式，該形式夾緊一對圓錐滾子軸承的外圈而預(yù)緊，提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減小機器工作時軸承的振動，預(yù)緊量由廠家提供。滾珠絲杠的螺桿和螺母的螺紋滾到間置有滾珠當(dāng)螺桿和螺母傳動時，滾珠沿螺紋滾道滾動使螺桿和螺母做相對運動時為滾動摩擦提高了傳動效率和傳動精度本次設(shè)計根據(jù)滾珠在滾道內(nèi)的循環(huán)方式采用內(nèi)循環(huán)類型，內(nèi)循環(huán)鑲塊式是在螺母上開有側(cè)孔，孔內(nèi)鑲有反向器，越過螺桿牙頂，進入相鄰螺紋滾道，形成循環(huán)回路，該類型的特點是螺母的外徑尺寸較小和滑動螺旋副大致相同，滾珠返回通道短，有利于減少滾珠數(shù)量，減少磨損，提高傳動效率，但反向器回行槽加工要求高。齒差調(diào)隙式，在螺母的凸緣上切出齒數(shù)相差一個齒的外齒輪，把其裝入螺母座調(diào)整時先取下內(nèi)齒輪，將兩個螺母相對螺母座同方向轉(zhuǎn)動一定的齒嫩后將內(nèi)齒復(fù)位固定，兩個螺母之間產(chǎn)生相應(yīng)的軸向位移，從而達(dá)到調(diào)整的目的。這種方法的特點是調(diào)整精度很高，工作可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝和裝配性能較差。9安裝和常見問題的調(diào)整(1)確保激光管無破損，檢查配件是否齊全，有無破損或擦傷。(2)裝機地點要達(dá)到空氣濕度不大于0%,且通風(fēng)良好；濕度應(yīng)控制在)~32℃之間，不得超出此范圍，過大的濕度將導(dǎo)致高壓放電，損毀機器；應(yīng)有良好的接地裝置9國。(3)如果激光輸出的功率太低，使用者應(yīng)通過控制面板增加輸出的功率。(4)如果聚焦點沒有在正確的位置，使用者應(yīng)調(diào)整。(5)如果激光管老化，使用者應(yīng)增加激光功率或替換激光管。(6)如果激光電源供電不充足，使用者應(yīng)調(diào)整或替換激光電源。1314總結(jié)過對數(shù)控激光切割機的整體設(shè)計，確定了一臺合理的立式機床結(jié)構(gòu)。根據(jù)題目要求，設(shè)計出了一個結(jié)構(gòu)合理的XY軸工作臺，同時對工作臺進行了受力分析、設(shè)計計算，對滾珠絲杠傳動系統(tǒng)傳動效率、強度等也進行了相應(yīng)的計算對直線滾動導(dǎo)軌如何選型進行了深度分析確定步進電機及其傳動機構(gòu)并進行了慣性負(fù)載計算、剛度討論等，分別來驗證了其合理性。我明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，不能眼高手低，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。其次，創(chuàng)新才是一個人一個國家一個民族靈魂所在在當(dāng)今無論是國內(nèi)還是國外要想立于不敗之地必須要敢創(chuàng)親大膽設(shè)想，努力鉆研，不要害怕失敗，才能不斷提高自己的創(chuàng)新能力。總之，不管學(xué)會的還是正在學(xué)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種柳暗花明的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了，并且做到不但會用還要在此基礎(chǔ)上探索出一條新的道路。本設(shè)計主要完成了如下要求：1、根據(jù)切割機機械結(jié)構(gòu)部分的特點和要求設(shè)計了機床機械結(jié)構(gòu)的總體方案介紹了相關(guān)的機械設(shè)備。2、根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，對于設(shè)計的結(jié)構(gòu)的總體方案進行了反復(fù)研究。針對激光切割機中要求操作簡單，易于實現(xiàn)的特點，提出了設(shè)計方案中所涉及的硬件設(shè)備和軟件設(shè)備，并對其進行了了解。3、對機械部分進行了設(shè)計和選用，并進行了相應(yīng)計算。進行了輔助設(shè)備的分析與機械部分的有效結(jié)合。從設(shè)計的結(jié)果表明，本次設(shè)計的結(jié)果基本符合設(shè)計要求但由于本人的此次設(shè)計基于理論與大量成熟經(jīng)驗為參考來完成，加上知識能力儲備有限，所以在本次設(shè)計中仍然存在著許多不到位的地