五轴激光切割机机架设计开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

毕业设计的具体目的:

三维激光切割技术与装备代表了激光切割技术研究和应用的最高水平。作为一种具有高度柔性和智能化的制造技术,在美国、德国、日本等发达工业国家,被广泛应用于汽车制造、航空航天等领域,实现对复杂曲面钣金件的高效三维切割加工。国内目前采用的成熟三维激光切割自动编程系统均来自于国外,制约了三维激光切割技术在国内的应用。本文主要针对五轴激光切割机架进行设计,设计出一个符合当前工艺的五轴激光切割机使用的机架。

本课题研究的意义:

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2. 国内外研究现状分析

当前,五轴联动数控机床在国外已经发展得比较成熟,更被广泛应用于市场,以欧美、日本为代表的国家掌握着该产品领域高端的核心技术,他们的五轴联动数控机床代表了当今五轴联动数控机床发展的最高水平。目前国外著名机床厂五轴联动数控机床的技术发展重点可归结为:高速、高精度、环保、智能、复合化。

但是,由于我国工业基础薄弱,加上国外同类产品的技术封锁,国内的五轴联动数控机床相对于国外整体水平还比较低,具体体现在关键功能部件不能自主研发,直线电机、力矩电机、多轴联动应用编程等核心应用技术尚无法成熟应用,五轴联动机床的设计、制造、应用仍处于起步阶段,产品的稳定性、精度等与国外相比相差较大。面对巨大的消费市场,国内机床生产企业的生产能力无法满足迅速膨胀的市场需求,多数五轴联动数控机床仍需从国外进口,给我国众多加工制造业造成了很大的成本压力。

在国外三维激光切割领域中,其硬件设备(包括激光器、切割机床、控制系统等)的相关技术已经相当成熟,激光器的光束质量好、工作性能稳定、使用寿命长;加工机床多为六轴五轴联动,自动化程度高、功能强大、精度高、速度快;控制系统性能优越。整个全球市场的三维激光设备几乎由欧洲、日本和美国垄断,如意大利 Prima、日本 NTC、Mitsubishi(三菱)、 山崎 mazak(马扎克)、德国Trumpf(通快)、瑞士 Bystronic(百超)等。

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3. 研究的基本内容与计划

需要研究的内容有:

1、确定激光切割机在各种环境下快速、高精度、稳定运行的条件。2、根据功能性要求来确定机架的结构、参数,结合激光切割机的结构特点,建立起相应的动力学模型。3、研究机架的结构、参数对机架的静、动态刚度及热稳定性的影响,并为机架设计提供理论根据。4、确定机架与其他部件间的相互耦合关系。

毕业设计的具体内容:

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4. 研究创新点

本论文特色与创新如下:

从国内外五轴联动数控机床的研究状况,可以清楚的看到当今五轴联动机床需要进行的创新内容。

本文主要针对五轴加工机床所使用的龙门机床的结构进行创新设计,主要包括使用行架固定式,以及通过滚珠四行副来传动回转工作台。滚珠丝杠副又名滚珠丝杆副、滚珠螺杆副。是由丝杠及螺母二个配套组成的。是传动机械中精度最高也是最常用的传动装置。

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