深圳6000W地轨式金属激光切割机关键部件的设计要点
1、工作台的设计要点
对工作台进行受力分析可以知道，激光切割机的激光器与被加工零件不直接接触，而是在一定范围之内通过激光束加工工件，所以在加工零部件过程中，切削力为零。根据以往设计的经验，确定工作台的长度方向、宽度方向和高度方向的尺寸，确定后，对工作台及其附属工件的材料和重量进行初步估算确定。
2、滚珠丝杠传动系统的设计计算
滚珠丝杠副的导程：；各种切削力下丝杠的转速：；丝杠的轴向载荷：Fi=pxi+W/10；Vmax――工作台最高移动速度；nmax――电机最高转速；i――传动比；pxi――纵向切削力；W――工件重量加工作台重量。
2.1 强度计算
轴向负荷计算公式：；F――切削力，F=0；U――滚动导轨上的滚动摩擦系数。
2.2 滚珠丝杠副的传动效率
滚珠丝杠副的传动效率为：；ψ――滚珠丝杠的螺纹升角；ρ'――当量摩擦角。
3、导轨的选型和计算
3.1导轨的种类和性能：导轨的分类方法很多，根据接触面的性质可以分为，滑动、滚动、流体导轨。机械系统对导轨最基本的要求是：精度好，刚性大，运行平稳，耐腐蚀性好，对温度影响不敏感及良好的可加工性能，图1是直线滚动导轨的一般结构。导轨的材料一般为铸铁或有色金属，对于承载能力要求高的情况下一般选用铸铁材料铸造，然后二次加工；承载能力要求不高的工况，一般采用有色金属直接拉伸成型。
3.2导轨长度及寿命计算：导轨的长度公式为：；式中：L――导轨的长度；H――滑块的引导面长度；S――滑块行程；Δl――封闭高度调节量；S1――上极限位置时，滑块露出导轨的长度；S2――下极限位置时，滑块露出导轨的长度； 导轨的寿命公式为：；式中：Lh―― 额定寿命（km）；Ca――额定动载荷（kN）；Pc――当量动载荷（kN）；ε――指数，滚珠时，ε=3，滚柱时，ε=10/3；K――额定寿命单位（km），滚珠时，K=50km，滚柱时，K=100km；fh――硬度系数，一般取fh=1；ft――温度系数；fc――接触系数；fa――精度系数；fw――载荷系数；
3.3 导轨的精度要求 ：导轨的精度非常高。几何精度等级要求一般在6～7级之间，若有特殊要求，精度还应该提高；导轨的形位公差的精度等级一般在1～3级之间；导轨的表面需要精密磨削，表面粗糙度一般控制在Ra=（0.63～2.5）之间，特殊的有0.63以下的高精度表面粗糙度。
4、 步进电机的选型计算
4.1 步进电机选型的要点：步进电机的精度一般为步进角的（0.03～0.05）之间；确定步进电机的功率保证步进电机的发热量允许的范围内，使步进电机内的磁钢不退磁；根据计算出的理论转矩选择适合的步进电机，由于步进电机转矩越大，反响电动势就越大，若不控制在一定范围内，会导致转矩的下降；根据设计要求确定步进电机的启动频率，不能使步进电机的启动频率过大，否则影响步进电机的精度。若想获得较高的转速，应该使步进电机低频启动，然后按照某个规律加速，直到达到预期的转速。
4.2 步进电机的选型计算 ：脉冲当量和步距角越小，激光切割机的加工精度越好，根据成功的设计实例，初选一组值。
步进电机的启动转矩公式为：；式中：M1――负载摩擦转矩；M2――预紧摩擦转矩；
负载摩擦转矩公式为：；式中：Fa――摩擦力；D――飞轮直径；――螺旋升角；P――导程角；
预紧摩擦转矩公式：；式中：K――摩擦系数；Fao――预紧力；ph――导程；
由于有齿轮传动的存在，所以步进电机输出轴的转矩公式为：；式中：i――齿轮传动比；η――齿轮的传动效率；
通过查阅相关激光切割机的相关资料可以得到，激光切割记得最高启动频率不超过1000Hz。根据计算得到的Tp和启动频率，查找步进电机的选用手册就可以选到合适的步进电机
5、消隙方法
5.1 偏心套调整 ：电机通过偏心套安装到壳体上，通过转动偏心套就能够方便地调整两齿轮的中心距，，从而消除齿侧间隙。
5.2 垫片调整：在加工相互啮合的两个齿轮时，将分度圆柱面制成带有小锥度的圆锥面，使齿轮齿厚在轴向稍有变化，装配时只需改变垫片的厚度，使齿轮作轴向移动，调整两齿轮在轴向的相对位置即可达到消除齿侧间隙的目的。
5.3 双齿轮错齿调整：两个齿数相同的薄片齿轮与另外一个宽齿轮啮合。薄片齿轮套装在一起，并可做相对回转运动。每个薄片齿轮上分别开有轴向圆弧槽，并在齿轮的槽内压装了弹簧凸耳，由于弹簧的作用使两个齿轮错位，分别与宽齿轮的齿槽左右侧贴紧，消除了齿侧间隙。
6 、结论
通过上述对激光切割机的机械部分设计要点的讨论，可以确定的是，只要在设计激光切割机时，按照以上要点进行设计，就可以在设计层面上达到预期的精度。
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