田显 白强

摘 要：我国自改革开放以来，积极引进外国先进技术，以及相应的生产线，在数控火焰切割机方面也是如此，对于数控火焰切割机来说，切割是进行焊接的必要步骤，在焊接过程中需要的机械形状以及尺寸，多数是由切割机完成的，因此需要重视数控火焰切割机的作用。而对于数控火焰切割机的作用影响最为突出的就是数控火焰切割机的结构设计。本文基于此种观点，对数控火焰切割机的机械结构设计进行了初步探讨，并且提出了相应看法，以期为此种实践提供借鉴。

关键词：数控火焰；切割机；机械机构

众所周知，火焰切割机是一种板材切割设备，在工业生产中被广泛应用于设备的加工制造中，并且随着科学技术的不断发展，经济水平的不断提高，火焰切割机的发展历程经历了手动、半自动以及全自动的过程，而数控火焰切割机就是此种过程的组成部分。在国内来说，目前众多工厂进行工业生产的过程仍旧需要工人的参与，由工人进行手动下料，在此种工作方式中，工人的劳动强度较大并且工作的危险性较高，而生产过程本身也对工人工作以及操作水平有着较高的依赖性。若工人缺乏相应的工作经验，不仅仅会导致生产过程中的原材料浪费较严重，而且对工人自身的生命安全造成威胁。在此种背景下，进行数控火焰切割机的开发以及结构设计就显得十分必要。

一、数控火焰切割机的结构设计要求

总体上来说，进行数控火焰切割机的机械结构设计相关工作之前，首先要明确其机械结构设计的具体要求以及相应的设计目标。具体来讲，数控火焰切割机的结构设计总体上要有以下几方面要求。

1.机架的设计要求

由于目前我国经济快速发展，经济发展水平不断提高，市场竞争不断加剧，在此种过程中，进行数控火焰切割机的使用就需要满足当前较高强度的生产需要，因此，在数控火焰切割机的机架设计过程中，需要重视机架本身的稳定性以及使用强度，保证其能够满足高强度的使用以及生产需要。

具体来说，进行机架设计，首先要在满足其稳定性以及使用强度的前提下，保证机架本身运行的抗振性能以及使用性能，同时需要注意机架使用以及运行过程中的噪声，要将噪声尽可能减少到最小；其次，在进行机架设计的过程中，要注重其受温度的影响程度，保证其受到温度的影响程度降到最低，并且便于运行以及进行加工；再次，在机架的设计过程中，要考虑到机械设备本身的维护工作以及检修工作，便于检修以及维护；最后，要尽可能满足机械设计的外观好看并且經济实用，美观。

2.数控火焰切割机的传动方案设计

除去必要的机架设计之外，还要重视数控火焰切割机的传动方案的设计。通常来说，进行此项工作主要需要注意以下几个部分。

首先，要注意机床工作状况以及相关额性能参数，并且随时对系统动力的性能进行检查，以保证动力部分同传统机械的匹配；其次，在使用过程中，需要对不同类型的传动装置进行分析和估算，从而得出进行此类装备维修以及检修所需要的费用，以保证经济效益的最大化；最后，要满足安全运转以及使用过程的控制便捷性的要求。

二、数控火焰切割机的运行影响因素

1.切割过程中的压力以及氧的质量

从数控火焰切割机的运行原理不难看出，在数控火焰切割机的运行过程中，进行数控火焰切割的最为重要的影响因素就是且给解决的切割压力以及氧的质量，一般情况下，氧气纯度较低，则不能够进行气割，若要获得没有粘渣的气割切口，则需要极高的氧气浓度，因此，在进行数控火焰切割机的机械结构设计的过程中，要重视对于压力模块的设计以及氧气输送方面的设计。

2.火焰割嘴的结构

在不同的切割要求以及具体情况下，在火焰切割机运行的过程中需要使用到不同的割嘴，不同的割嘴有着不同的切割范围，可以在实际工作中根据不同需要进行选择。一般而言，使用大号切割嘴进行切割的过程中需要使用厚度较大的钢板。

3.切割程序的设定

切割程序的运行对于切割质量以及火焰切割机的运行有着至关重要的影响。而在切割程序的设定过程中，主要分为一下几个部分。

首先，要选择合适的切割顺序，根据所需要切割额钢板的零件进行依次切割，先内后外，先小后大，从而保证钢板本身不变形；其次，要选择正确的切割方向，将切割方向保持在与母板大部分脱离的状态下，从而保证尺寸的精确性；再次，选择合适的起火点，避免上到已经切割完毕的零件，影响整体的切割效果。

三、数控火焰切割机的结构设计

在数控火焰切割机额结构设计过程中，要选择合适的机床来制作相应的机架。龙门式的机床具有一系列优点，例如稳定性较好，能够满足使用以及工作中的各方面需要，并且使用寿命相对较长等等，但同样其缺陷也较为明显，即灵活性较差，只能够在固定的地点进行工作，而不能够进行移动。

因此在选择火焰切割及的结构时，可以选择龙门式火焰切割机的横梁结构，通过此种结构实现较好的承载力，并且自身的稳定性相对较好；其次，要满足切割板厚度以及火焰的不同要求，则应当实现无极调速。

在传动方式的选择方面，可以根据生产的实际情况，选择丝杠旋转，丝杠螺母带动工作台的直线运行，并且利用调节丝杠的转动速度来调整割头的速度，从而保证整体加工的精确度；最后，对于电机同丝杠用联轴器的连接方面，可以使得传动系统的转动不断减小，并且通过此种方式能够在一定程度上减小对于电机运行的负担，减少生产运行的成本，同时增加电机的使用寿命。

四、结语

总体上来说，进行数控火焰切割机的结构设计要从我国生产实践的实际情况出发，根据实践过程中的不通过要求，选择合适的数控火焰切割机的结构设计。但就目前来说，我国在此种方面的研究水平以及重视程度仍旧有待提高，并且需要根据实践中的不同情况不断调整设计方案以及设计思路。

具体来讲，数控火焰切割机的设计还可以从增加火焰切割及自动调高装置方面入手，改善火焰切割机的灵活性；其次，在数控火焰切割机运行的过程中，可以尝试实现对于外围电路的控制以及优化，并且搭建相应的控制平台，从而保证整体系统运转的稳定性以及可行性，为进一步优化数控火焰切割机的技术水平以及运行状态奠定良好的基础。

参考文献：

[1]孔庆存. 数控技术的机械加工优势——便携式火焰切割机应用实例[J]. 青海教育， 2017（5）：21-21.

[2]张一凡， 翟华， 周丽华，等. 一种数控玻璃切割机运动控制系统的设计[J]. 机械设计与制造， 2018（6）.

[3]丁伟， 张宏献， 吴德林. 3-PUU并联机构激光平面切割机数控系统的研究[J]. 煤矿机械， 2018， 39（4）：30-32.

作者简介：

田显，出生年月：19890110，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：四川省阆中市，当前职务：质量，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：机械结构设计.