1。4。1  研究目的

管道几乎遍及国民经济建设的各行各业。在管道的安装中存在着大量的管 与管之间、管与管件，附件之间的连接工作。焊接是最常用的一种连接形式。 管道的切割是焊接成品加工过程中的首要步骤，高效精确的切割不但可以保证 产品的焊接质量，提高劳动生产率，同时也使得企业产品的制造成本大幅度下 降，缩短了产品生产周期。

在管道的切割技术中，相贯线的切割是最具代表性的。手工切割、半自动 切割、全自动数控切割技术都广泛应用于各行各业。但是他们都有各自的缺陷， 手工、半自动切割劳动强度大，效率低，质量低；全自动数控切割精度高，劳 动强度低，但对于并不复杂且有规律可循的管道相贯线切割来说成本过高。本

课题利用仿形原理来设计制造一种新型的工程管道相贯线切割设备，通过仿形 切割实现管道相贯线的加工，进而克服人工切割劳动强度大，数控切割成本高 的缺点。

通过这次课题的设计，也希望总结自己对大学的所学知识的综合利用。利

用本科期间所学的《机械原理》，《机械设计》，《材料力学》，《工程图学》，

《CAD 三维建模》等所学的知识进行设计，对金工实习培养的动手能力进行进 一步的检测，提高自身的专业素养和能力。

1。4。2  研究内容

本课题所研究内容为仿形相贯线切割设备的设计与制作，相贯线切割设备 目前已经很成熟了，不过传统的切割方式存在一定的缺陷，所以想用靠模的方 式去实现相贯线的切割。具体的研究内容包括以下几个方面：

（1）确定切割机的总体布局 主要是确定工件的装夹固定方式和切割执行部分布置位置。

（2）切管方案的设计

首先要分析管道相贯线的形成原理，提出几种可行的设计方案，并对各种 方案进行分析比较，最终确定切割方案。

（3）切割机传动部分的设计

切割机要满足切割不同尺寸，不同位置的功能，所以切割执行部分的位置 是需要改变的，需要添加丝杠传动；切割机的主轴驱动割枪按照靠模去切割出 给定的相贯线与坡口，所以主轴的传动装置设计是十分重要的，在其中要考虑 功率，传动比，角速度，力矩等物理参数。

（4）切割执行机构分析 要对切割执行部分进行运动学，动力学分析。同时由于切割机构采用四杆机构 和滑块机构合成构成，它的结构较为复杂。需要作出实物所以它的三维建模需 要满足理论参数同时保证不干涉。

（5）靠模的设计

靠模是本课题所设计切割机的控制部件，切割的形状与尺寸完全按照靠模

的尺寸。靠模在切割机的切割过程中提供位置与姿态两种信息，位置信息保证空间相贯线的正确切割，姿态信息保证坡口按照我们所需要的尺寸正确切割。

（6）切割机的三维建模来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

用 solidworks 绘图软件对所设计的切割机进行三维模型绘制，并导出相应 的 CAD 图纸。

（7）实物搭建调试

根据二维图纸，加工出所需要的零件，购买相应的标准件进行实物搭建。 实物搭建完成之后，进行设备的调试工作。

1。5  本章小结

本章对目前管道切割方法和设备进行简介，对现在的行业的现状进行分析。 找出了目前设备的一些问题并提出解决方案，确定了研究课题。总体阐述了本 课题的研究目的、意义，并对研究的内容进行详细阐述。