Page 75 - 《橡塑技术与装备》2020年16期（8月下半月）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS) 产品与设计 赵士龙·数控激光切割机床总体和垂直进给系统设计

5.2 根据微量进给的灵敏度来确定传动系统 向通槽，在齿轮的端面上装有短柱 3，用来安装弹簧 4。 参考文献 : 影响 [J]. 热加工工艺，2019, (2): 251~253+256.
[1] 叶建斌 . 激光切割技术 [M]. 上海 : 上海科学技术出版社，2012. [14] 谭坤 . 基于计算机的数控激光切割机床的应用分析及改进措施
的刚度 装配时使弹簧 4 具有足够的拉力，使两个薄齿轮的左 [2] 濮良贵 . 机械设计 [M]. 西安 : 西北工业大学出版社，2005. [J]. 南方农机， 2018, (10): 93~94.
此时传动系统应当满足 ： 右面分别与宽齿轮的左右面贴紧，以消除齿侧间隙 [22] 。 [3] 孙桓 . 机械原理 [M]. 西安 : 西北工业大学出版社，2006. [15] 黄文飞 . 总线式激光切割机床数控系统设计 [D]. 南京 ：南京
K △ ≥ F 0 / △ 对比三种方案 ： [4] 关慧贞 . 机械制造装备设计 [M]. 北京 : 机械工业出版社， 林业大学硕士学位论文 , 2015.
2014. [16] 李志鹏 . 数控激光切割机床全自动摄像轮廓定位算法研究 [D].
式中 ： 第一种需要经常的调整，对于本身就以提高效率
[5] 机械设计手册编委会 . 机械设计手册 ( 二 )[M]. 北京 : 机械工 合肥 ：安徽大学硕士学位论文，2010.
K △ ——传动系统当量刚度 ； 为目标的数控机床而言肯定不合适。 业出版社，1988. [17] 石尚锋 . 高速激光切割机床数控系统研究 [D]. 上海 ：上海交
F 0 ——部件运动时的静摩擦力 ； 第二种是很不错的方案，但在切割机上并不实用。 [6] 机械设计手册编委会 . 机械设计手册 ( 五 )[M]. 北京 : 机械工 通大学硕士学位论文， 2008.
N——正压力 ； 第三种方案相比较而言在数控切割机上适用，而 业出版社，1988. [18] 余先照，朱华炳，冯霄，等 . 数控激光切割机床开发及其关键
[7] 王爱玲 . 现代数控机床结构与设计 [M]. 北京 : 兵器工业出版 技术分析 [J]. 机电产品开发与创新，2011, (03): 176~178.
F——静摩擦系数，取 0.003~0.004 ； 且不需要人为经常调整，很适合数控机床的需要。
社，1999. [19] 岳俊强，欧阳斌 , 周志兵 , 等 . 激光切割机双值恒等长光路补
△——部件调整时，所需的最小进给量。则 ： 本设计方案选用第三种方法。 [8] 任济生 . 机械设计基础课程设计 [M]. 北京 : 中国矿业大学出 偿系统 [J]. 机械工程师，2017, (08): 113~116.
F 0 =210×0.004 5=0.945 KGF A=0.5δ p =0.5 µm/ 版社，2008. [20] 田敬党 . 数控激光切割机结构设计 [J]. 中国新技术新产品 ,
[9] 哈尔滨工业大学理论力学教研室 . 理论力学 [M]. 哈尔滨 : 高 2018, (10): 45~46.
STEP
等教育出版社， 2002. [21] 易勇帆 . 基于 STM32 数控系统研究及在激光切割机中的应用
即满足微量进给要求的传动系统刚度为 ： [10] 李泽 众，郭 宗和， 杜岩 锦，等 . 基于 影响 系数 法的 激光 切 [D]. 广州 ：广东工业大学硕士学位论文 , 2018.
K △ ≥ F 0 / △ =0.88/0.5=1.76 gf/mm 割机床主体机构运动学研究 [J]. 机床与液压，2018, (21): [22] 丁伟，张宏献，吴德林，等 . 3-PUU 并联机构激光平面切割
34~38. 机数控系统的研究 [J]. 煤矿机械 , 2018, (4): 24~26.
综合上述传动系统刚度的讨论可知满足微量进给
[11] 胡金龙，周鹏飞，潘志华，等 . 一种少自由度并联五轴激 [23] 韩亚锋，王霄，刘会霞，等 . 三自由度新型并联运动激光切割
灵敏度所需要的刚度较小，可以达到精度要求。 光切割机的设计与仿真 [J]. 机械工程与自动化 . 2012, (01): 机床的工作空间分析 [J]. 煤矿机械，2005,(12): 65~67.
77~79. [24] 刘冲，王金荣，涂芬芬，等 . 数控激光切割机伺服进给系统的
[12] 徐红丽 , 王霄 , 蔡兰 , 等 . 新型激光切割并联机床的工作空间 机电耦合建模与仿真分析 [J]. 锻压装备与制造技术， 2018, (1):
6 消隙方法与预紧
研究 [J]. 机械设计与制造，2007,(12): 42~44. 31~36.
6.1 消隙方法 [13] 张良 , 郭献洲 . 热处理温度对激光切割机械轴承耐磨损性能的
6.1.1 偏心轴套调整法

如图 5，齿轮 1 装在电动机轴上，调整偏心轴套 2 图 6 双片齿轮错齿调整法
可以改变齿轮 1 和 3 之间的中心距，从而消除齿侧间 6.2 预紧 Design of overall and vertical feed system of CNC laser cutting machine
隙。 工作台上的滚珠丝杠由两种支撑形式 [23] 。第一种
Zhao Shilong
为单支承方式 ；第二种为两对端支承方式。本设计拟
(CNOOC Safety Technology Services Co.LTD., Tianjin 300450, China)
采用两对端支承的方式，其对端的支撑点间的滚珠丝
Abstract: The main task of this paper is to design a CNC laser cutting machine tool XYZ feed system and
杠各单向固定。两对端支承方式可夹紧两个圆锥型滚
cutting system. There are no design requirements for single chip microcomputer, chip and circuit. The pulse
子轴承，并预紧其外圈。这种预紧方式可使轴承旋转
equivalent of single chip microcomputer to the transverse and longitudinal feed system of XY table and the
精确度获得提升，并使轴承刚性增加，减若工作状态
vertical feed system of Z axis is 0.001 mm/plus. The main components of the table are ball screw pair, linear
[24]
时滚子轴承震动 。对于预紧度一般生产厂家予以提
rolling guide pair, stepping motor, etc. The installation dimension and assembly process of X and Y direction
供。
are taken into account in the design.
Key words: laser cutting machine; installation size; assembly process; feed system
7 结论 (R-03)
1— 齿轮 ； 2— 偏心套 ； 3— 齿轮
本文所设计的激光切割机的 XY 轴工作台，其结
图 5 偏心轴套调整法
构合理。同时对 XY 轴工作台开展了受力分析、设计
6.1.2 锥度齿轮调整法 计算。文中针对传动系统 — 滚珠丝杠的传动效率以及
将一对齿轮 1 和 2 的轮齿沿齿宽方向制成小锥度， 强度等都进行了核算。另外，深度分析了直线式滚动
使齿厚在齿轮的轴向稍有变化。调整时改变垫片 3 的 型导轨副的选型问题。最后，完成步进电机和传动机
厚度就能改变齿轮 1 和 2 的轴向相对位置，从而消除 构惯性负载计算以及刚度分析，并验证了计算结果的
齿侧间隙。 合理性。本次设计完成的激光切割机床进给系统，完
6.1.3 双片齿轮错齿调整法 全可投入实际工业生产中，并可满足工件切割和加工
图 6 是另一种双片齿轮周向弹簧错齿消隙结构， 需要。
两片薄齿轮 1 和 2 套装一起，每片齿轮各开有两条周

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