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1。2 。2 提出的解决方案

从上小结的分析中可以看出管道相贯线切割加工对象还是比较复杂的所 以除了手工和数控加工的方法，其他的半自动设备对于相贯线加工很难实现。 所以半自动的管道相贯线切割机是研究的一个空白。所以这也就是本课题设计 的灵感来源和意义所在。 

为解决手工切割、半自动切割劳动强度大很难加工相贯线，数控管切割加 工单一尺寸大批量的工件时不经济的问题，在本课题中希望采用仿形加工的方 法设计出一款结合：质量，经济，效率的新型管道相贯线切割设备。结合已有 设备的利弊，设计的仿形切管设备在功能上必须要满足两个要求:（1）加工出 空间相贯线； （2）需要可以加工出变化的坡口。 

在搜集资料的过程中发现了一款仿形切割机，如图 1。5 所示。 

图 1。5 CG1-30B 半自动火焰切割机 

此款仿形切割机主要由机架、电机、靠模、仿形轮、割枪组成、割枪与仿 形轮同轴线，仿形轮在力封闭的情况下紧靠着靠模，沿着靠模轮廓运动，这样 割枪就会割出所需要的图形。只是这种设备只能加工平面轮廓图形，本课题参 考了此设备的加工原理和方法，去实现空间曲线的仿形切割。 

1。3  仿形加工的简要介绍

1。3。1  仿形加工的概念及发展过程

仿形加工是以预先制成的靠模为依据，加工时在一定的压力作用下实现力 封闭，保证触头与靠模工作表面紧密接触，并沿其表面移动，使刀具作同步仿 形动作，从而在零件毛坯上加工出与靠模相同型面的零件。

1578 年，法国的 J。贝松首次用仿形法加工木制装饰品和螺纹。此后机械仿 形的机床随之出现，至 19 世纪得到推广。20 世纪初出现了带电气机械随动系统 的仿形机床。1923 年开始生产电接触仿形铣床。30 年代，瑞士、德国和美国等 相继生产了液压仿形装置，后经一系列改进。到 50 年代，液压仿形机床增加很 快。70 年代以后，由于电子技术和数字控制机床发展较快，仿形机床逐步减少。 最近几年由于各种传感器技术和靠模加工精度的提高，对于一些复杂但又有一 定规律的零件，仿形加工的优点又进一步体现出来。不少研究者结合新技术对 传统的仿形加工机床进行改进设计，取得了很多的新成果。

根据靠模触头传递信息的形式和机床进给传动的控制方式的不同，仿形加

工的控制形式可以分类为：机械式、液压式、电控式、电液式、电光式。

1。3。2  常见仿形加工设备

（1）机械式仿形钥匙复制机

如图 1。6 所示，此款仿形钥匙复制机在生活中比较常见，他的结构比较简单 如图所示主要有靠模、触头、工件装夹台、切割刀具组成。是一种机械式的仿 形加工设备，结构简单实用方便。

图 1。6 钥匙复制机

（2）仿形车床

图 1。7 仿形车床

如图 1。7 所示，仿形车床是平面轮廓仿形，需要两个方向的进给运动。一般 仿形装置是使车刀在纵向进给的同时，又使车刀按照预定的轨迹横向运动，通 过纵向与横向的运动合成，完成复杂旋转曲面的内、外形面加工。文献综述

（3）仿形铣床

图 1。8 立式仿形铣床

如图 1。8 所示，仿形铣削主要用于加工非旋转体的复杂的成型表面的零件， 如凸轮、凸轮轴、螺旋浆叶片、锻模、冷冲模的成形或型腔表面等。仿形铣削 可以在普通立式铣床上安装仿形装置来实现，也可以在仿形铣床上进行。

1。4  本文的研究目的和研究内容 (责任编辑：qin)