數控火焰切割機機械結構設計研究

田顯 白強

摘 要：我國自改革開放以來，積極引進外國先進技術，以及相應的生產線，在數控火焰切割機方面也是如此，對于數控火焰切割機來說，切割是進行焊接的必要步驟，在焊接過程中需要的機械形狀以及尺寸，多數是由切割機完成的，因此需要重視數控火焰切割機的作用。而對于數控火焰切割機的作用影響最為突出的就是數控火焰切割機的結構設計。本文基于此種觀點，對數控火焰切割機的機械結構設計進行了初步探討，并且提出了相應看法，以期為此種實踐提供借鑒。

關鍵詞：數控火焰；切割機；機械機構

眾所周知，火焰切割機是一種板材切割設備，在工業生產中被廣泛應用于設備的加工制造中，并且隨著科學技術的不斷發展，經濟水平的不斷提高，火焰切割機的發展歷程經歷了手動、半自動以及全自動的過程，而數控火焰切割機就是此種過程的組成部分。在國內來說，目前眾多工廠進行工業生產的過程仍舊需要工人的參與，由工人進行手動下料，在此種工作方式中，工人的勞動強度較大并且工作的危險性較高，而生產過程本身也對工人工作以及操作水平有著較高的依賴性。若工人缺乏相應的工作經驗，不僅僅會導致生產過程中的原材料浪費較嚴重，而且對工人自身的生命安全造成威脅。在此種背景下，進行數控火焰切割機的開發以及結構設計就顯得十分必要。

一、數控火焰切割機的結構設計要求

總體上來說，進行數控火焰切割機的機械結構設計相關工作之前，首先要明確其機械結構設計的具體要求以及相應的設計目標。具體來講，數控火焰切割機的結構設計總體上要有以下幾方面要求。

1.機架的設計要求

由于目前我國經濟快速發展，經濟發展水平不斷提高，市場競爭不斷加劇，在此種過程中，進行數控火焰切割機的使用就需要滿足當前較高強度的生產需要，因此，在數控火焰切割機的機架設計過程中，需要重視機架本身的穩定性以及使用強度，保證其能夠滿足高強度的使用以及生產需要。

具體來說，進行機架設計，首先要在滿足其穩定性以及使用強度的前提下，保證機架本身運行的抗振性能以及使用性能，同時需要注意機架使用以及運行過程中的噪聲，要將噪聲盡可能減少到最小；其次，在進行機架設計的過程中，要注重其受溫度的影響程度，保證其受到溫度的影響程度降到最低，并且便于運行以及進行加工；再次，在機架的設計過程中，要考慮到機械設備本身的維護工作以及檢修工作，便于檢修以及維護；最后，要盡可能滿足機械設計的外觀好看并且經濟實用，美觀。

2.數控火焰切割機的傳動方案設計

除去必要的機架設計之外，還要重視數控火焰切割機的傳動方案的設計。通常來說，進行此項工作主要需要注意以下幾個部分。

首先，要注意機床工作狀況以及相關額性能參數，并且隨時對系統動力的性能進行檢查，以保證動力部分同傳統機械的匹配；其次，在使用過程中，需要對不同類型的傳動裝置進行分析和估算，從而得出進行此類裝備維修以及檢修所需要的費用，以保證經濟效益的最大化；最后，要滿足安全運轉以及使用過程的控制便捷性的要求。

二、數控火焰切割機的運行影響因素

1.切割過程中的壓力以及氧的質量

從數控火焰切割機的運行原理不難看出，在數控火焰切割機的運行過程中，進行數控火焰切割的最為重要的影響因素就是且給解決的切割壓力以及氧的質量，一般情況下，氧氣純度較低，則不能夠進行氣割，若要獲得沒有粘渣的氣割切口，則需要極高的氧氣濃度，因此，在進行數控火焰切割機的機械結構設計的過程中，要重視對于壓力模塊的設計以及氧氣輸送方面的設計。

2.火焰割嘴的結構

在不同的切割要求以及具體情況下，在火焰切割機運行的過程中需要使用到不同的割嘴，不同的割嘴有著不同的切割范圍，可以在實際工作中根據不同需要進行選擇。一般而言，使用大號切割嘴進行切割的過程中需要使用厚度較大的鋼板。

3.切割程序的設定

切割程序的運行對于切割質量以及火焰切割機的運行有著至關重要的影響。而在切割程序的設定過程中，主要分為一下幾個部分。

首先，要選擇合適的切割順序，根據所需要切割額鋼板的零件進行依次切割，先內后外，先小后大，從而保證鋼板本身不變形；其次，要選擇正確的切割方向，將切割方向保持在與母板大部分脫離的狀態下，從而保證尺寸的精確性；再次，選擇合適的起火點，避免上到已經切割完畢的零件，影響整體的切割效果。

三、數控火焰切割機的結構設計

在數控火焰切割機額結構設計過程中，要選擇合適的機床來制作相應的機架。龍門式的機床具有一系列優點，例如穩定性較好，能夠滿足使用以及工作中的各方面需要，并且使用壽命相對較長等等，但同樣其缺陷也較為明顯，即靈活性較差，只能夠在固定的地點進行工作，而不能夠進行移動。

因此在選擇火焰切割及的結構時，可以選擇龍門式火焰切割機的橫梁結構，通過此種結構實現較好的承載力，并且自身的穩定性相對較好；其次，要滿足切割板厚度以及火焰的不同要求，則應當實現無極調速。

在傳動方式的選擇方面，可以根據生產的實際情況，選擇絲杠旋轉，絲杠螺母帶動工作臺的直線運行，并且利用調節絲杠的轉動速度來調整割頭的速度，從而保證整體加工的精確度；最后，對于電機同絲杠用聯軸器的連接方面，可以使得傳動系統的轉動不斷減小，并且通過此種方式能夠在一定程度上減小對于電機運行的負擔，減少生產運行的成本，同時增加電機的使用壽命。

四、結語

總體上來說，進行數控火焰切割機的結構設計要從我國生產實踐的實際情況出發，根據實踐過程中的不通過要求，選擇合適的數控火焰切割機的結構設計。但就目前來說，我國在此種方面的研究水平以及重視程度仍舊有待提高，并且需要根據實踐中的不同情況不斷調整設計方案以及設計思路。

具體來講，數控火焰切割機的設計還可以從增加火焰切割及自動調高裝置方面入手，改善火焰切割機的靈活性；其次，在數控火焰切割機運行的過程中，可以嘗試實現對于外圍電路的控制以及優化，并且搭建相應的控制平臺，從而保證整體系統運轉的穩定性以及可行性，為進一步優化數控火焰切割機的技術水平以及運行狀態奠定良好的基礎。

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作者簡介：

田顯，出生年月：19890110，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省閬中市，當前職務：質量，當前職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：機械結構設計.