氧—丙烷火焰切割质量控制的研究

论文摘要

火焰切割利用氧化铁在燃烧过程中所产生的高温来对切割碳钢的,燃烧氧化铁所使用的氧气是通过对割炬的设计来实现的,这样可以保证切割效果良好。火焰切割为切割厚金属板唯一经济有效的途径,但是在切割薄金属板方面有很多不足之处。与等离子切割相比,火焰切割的热变形较大,热影响区也较大。为了切割准确有效,操作人员需要拥有高超技术才能在切割过程中及时回避金属板的热变形。影响火焰切割质量的因素包括预热火焰功率和时间、氧气的纯度、氧气的压力、割嘴到工件的距离和切割速度等。不同厚度的钢板,根据加工要求,如需要最佳质量、生产与质量平衡兼顾、加工要求低可以优先保证生产等不同情况下,选择何种切割参数最佳。需要研究在不同的切割参数下,质量变化情况。规则零件,主要是各种长条型零件,当板厚变化时,其长宽比在何种范围之内,可以保证零件的旁弯控制在满足工艺要求的范围之内,从而确定零件是否适于火焰切割加工。以及在不同加工方式下,如单割炬加工,多割炬加工(取6个),零件旁弯变形程度。本文对数控火焰切割机电气控制系统、数控系统和伺服系统进行了研究,电气控制系统、数控系统和伺服系统的的好坏直接影响到切割质量的水平,需要对切割质量进行提高,就需要对其进行全面的研究。本文最后结合前几个章节所设计的主电路和控制电路,对火焰切割机控制系统的实验电路进行了搭建,并对实验的结果进行了系统分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及其意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 课题的来源
• 1.3 课题的主要研究内容
• 1.4 课题采用的研究方案
• 1.5 课题预期达到的研究目标
• 第2章 火焰切割工艺特点与分析
• 2.1 气体火焰切割的原理及其工艺概述
• 2.1.1 气体火焰切割的原理介绍
• 2.1.2 气体数控火焰切割工艺介绍
• 2.2 关于数控气体火焰切割技术的介绍
• 2.2.1 坡口的气割
• 2.2.2 钢件的气体火焰切割
• 2.3 氧—丙烷切割的基本原理
• 2.3.1 丙烷的物理性质分析
• 2.3.2 饱和蒸气压
• 2.4 氧—丙烷切割的试验
• 2.4.1 试验条件
• 2.4.2 试验结果
• 2.4.3 对试验结果的分析
• 2.4.4 实际应用
• 2.5 小结
• 第3章 数控火焰切割机电气控制系统的研究
• 3.1 数控与伺服驱动系统的研究
• 3.1.1 数控系统的方案设计
• 3.1.2 数控系统的简介
• 3.1.3 对伺服驱动系统进行选型
• 3.1.4 伺服系统的形式
• 3.2 电气控制系统的整体结构分析
• 3.2.1 整体设计方案
• 3.2.2 电气控制系统方案的设计
• 3.2.3 PID控制算法介绍
• 3.2.4 驱动部分的设计
• 3.2.5 信号检测装置
• 3.2.6 关于数控装置的外部接口介绍
• 3.3 监控系统的软件设计
• 3.3.1 软件系统的设计
• 3.3.2 软件系统的设计任务与设计思路
• 3.3.3 软件系统的工作流程介绍
• 3.4 试验及其试验结果的分析
• 3.4.1 总体结构
• 3.4.2 控制系统电路的实验与分析
• 3.5 小结
• 第4章 气体火焰切割质量参数控制的研究
• 4.1 火焰切割质量指标简介
• 4.1.1 外观质量要求
• 4.1.2 尺寸质量要求
• 4.2 气体火焰切割质量的因素分析
• 4.2.1 预热火焰的选择
• 4.2.2 切割速度的选择
• 4.2.3 对切割氧气压力的选择
• 4.2.4 切割氧的纯度
• 4.2.5 割嘴到工件表面的距离的控制
• 4.3 对切割质量的参数控制分析
• 4.4 提高火焰切割质量的策略
• 4.4.1 对影响切割质量因素的解决办法
• 4.4.2 钢板厚度不同时的控制
• 4.4.3 对带孔零件切割质量的控制
• 4.4.4 对细长件切割质量的控制
• 4.5 数控火焰切割质量控制的分析
• 4.5.1 数控火焰切割的工艺流程图
• 4.5.2 对数控火焰切割质量控制的分析
• 4.6 提高切割质量的途径
• 4.7 质量提升程度
• 4.8 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表