发布时间 : 星期日 文章数控高压水射流切割技术_毕业论文更新完毕开始阅读
目 录
摘 要 ............................................................................................................. I Abstract ...................................................................................................... II 第1章 绪论 ................................................................................................ 1
1.1 水射流的发展历史及应用 ............................................................. 1 1.2 水射流加工技术的应用 ................................................................. 2 1.3 水射流切割的工艺特点 ................................................................. 3 第2章 数控水射流切割机床的基本功能和基本参数 ........................... 7
2.1数控切割机床的基本功能 .............................................................. 7 2.1.1数控水蛇流切割机的原理 ......................................................... 7 2.1.2水蛇流切割的优点 ..................................................................... 8 2.2 机床的基本参数 ............................................................................. 8 第3章 数控水射流切割机床的布局与结构设计................................... 11
3.1 数水射流切割机床的控结构方案设计 ........................................ 11
3.2 机床支撑件的设计 ....................................................................... 12 3.2.1 对支撑件的要求 ...................................................................... 12 3.2.2 撑件的选材与连接 .................................................................. 13 3.3 提高支撑件刚度的措施 ............................................................... 13 第4章 数控水射流切割机床的传动系统设计...................................... 15
4.1 伺服系统的发展 ........................................................................... 15 4.2 数控水射流切割机的驱动系统设计 ........................................... 15 4.2.1 对数控机床机械系统的基本要求 .......................................... 15 4.2.2 驱动系统的设计 ...................................................................... 16 4.3 机床传动部件的选择 ................................................................... 17 4.4电机及滚珠丝杠的选择计算 ........................................................ 19 4.4.1 X方向电机的选择计算 ........................................................... 19 4.4.2 X向滚珠丝杠的选择计算 ....................................................... 21 4.4.3 Y方向电机的选择计算 ........................................................... 24
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4.4.4 Y向滚珠丝杠的选择计算 .................................................... 26 4.4.5 Z向电机的选择 .................................................................... 29 4.4.6滚珠丝杠的选择计算 ............................................................ 31 4.5 机床导轨的选择 ........................................................................ 35 4.5.1 滚动导轨的结构 ................................................................... 35 4.5.2 滚动导轨的特点 ................................................................... 36 4.5.3滚动导轨的寿命计算 ............................................................ 37 4.6 联轴器的选择 ............................................................................ 41 4.6.1 联轴器的种类及功用 ........................................................... 41 4.6.2 联轴器的选用 ....................................................................... 41
第5章 误差来源及分析 .......................................................................... 43
5.1误差及误差来源 ............................................................................. 43 5.1.1 误差研究的意义 ....................................................................... 43 5.1.2 误差的来源和传递规律 ........................................................... 43 5.2举例说明安装误差对机床精度的影响 ......................................... 45 5.3 提高传动精度减小传动误差的措施 ............................................ 45 5.4减小安装误差举例 ......................................................................... 46 第6章 机床的维护与润滑 ...................................................................... 49
6.1 轴承的润滑与防护 ........................................................................ 49 6.2导轨的润滑与防护 ......................................................................... 49 6.3 滚珠丝杠的防护与润滑 ................................................................ 50 结 论 ........................................................................................................... 51 参考文献..................................................................................................... 53 附录1 英文翻译 ....................................................................................... 55 附录2 英文原文 ....................................................................................... 61 附录3 开题报告 ....................................................................................... 69 致谢 ............................................................................................................. 73
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第1章 绪论
第1章 绪论
1.1 水射流的发展历史及应用
19世纪中叶，在北美洲，人类第一次使用水射流开采非固结矿床。20世纪50年代初，苏联和中国利用水射流进行采煤(即水力采煤)。 随着水力采煤技术的推广，人们认识到，提高水的压力、适当减小喷嘴直径，可以显著提高水射流的击穿效果。于是人们开始研究较高压力的压力源(高压泵和增压器)及高压脉冲射流。
20世纪60年代以前，人们主要研究低压水射流采矿，水射流技术还处于探索试验阶段；至20世纪70年代初，主要研究制高压泵、增压器、高压管件，推广水射流清洗技术，处在设备研制阶段；至20世纪80年代，水射流技术的应用领域从采矿发展到其他领域，大量的水射流采煤机、切割机、清洗机相继问世，并进行了广泛的推广应用；之后，水射流进入了快速发展阶段，水射流技术研究进一步深化，磨料射流、空化射流、自激振动射流等新型射流技术发展很快。
20世纪60年代，大批高压柱塞泵和增压器的问世，大大推动了水射流技术的研究工作。当时，部分学者认为水射流的压力越高越好。日本研究出1700兆帕的增压器，苏联和美国研制出5600兆帕的脉冲射流发生器。
到20世纪70年代末。水射流技术出现了一个新的动向，即从单一提高水射流压力，转向研究如何提高水射流的威力。开始出现了高频冲击射流、共振射流和磨料射流，这些射流的水压并不算太高，但它们的威力却大大高于同样压力下的普通连续水射流。
进入20世纪80年代，磨料射流、空化射流、气水射流和自振射流的发展，把水射流技术推向一个新的发展阶段。同时，各国学者也开始对各种射流的基础理论和切割机理等进行研究。水射流技术的应用范围也由采矿工业扩大到航空、建筑、市政建设、化工、机械、医学等领域。水射流作为一种良好的切割、破碎和清洗除垢工具，逐步被人们认可。一大批水射流切割机、采煤机、打桩机和不同用途、不同形式的清洗机被陆续投放市场。
1972年，英国流体力学研究协会(BHRA)组织了第一次国际水射流切割
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技术会；1981年，美国水射流技术协会成立，此次技术会议也是国际性的；1983年日本水射流协会成立。定期召开水射流技术研讨会和展览会，邀请国外水射流专家参会；1987年，国际水射流协会成立，定期出版《国际水射流》杂志，多次召开环太平洋国际水射流会议，大大推动了世界各国水射流技术的发展。
我国的水射流技术研究从20世纪70年代开始，最初主要是在煤炭部门研究和应用，以后逐渐发展到石油、冶金、航空等领域。经过多年的研究实践，取得很大进展，开发出了一批新技术和新产品，有的在国际上还处于先进水平。我国从1979年开始，每两年召开一次全国水射流技术研讨会，并出版了《高压水射流》杂志。
1.2 水射流加工技术的应用
水射流技术因其本身的特点及优势在工业切割、清洗领域应用已十分广泛。
切割方面：纯水应用于造纸业、橡胶业等，而加砂水刀则可应用于石材业、陶瓷业、航天航空业，汽车制造业、金属加工业。尤其值得一提的是汽车制造业，随着近几中国汽车工业的迅猛发展，国内外各大汽车生产厂商产量地极剧扩大，车型地不断更新，生产周期地缩短，对配套的汽车内饰件(如汽车地毯、仪表板、顶蓬等)厂家来 说，早期手工加工汽车内饰件的切边及打孔的方法，由于效率低下、产品精度差、劳动强度大，显然已不能满足当前汽车业发展的需求。此时，与机器人相结合的水 射流设备脱颖而出。高压水管以螺旋形绕在机器人手臂上，利用机器的手臂和手腕可使水切割头的喷嘴快速沿直线或弧线运行，达到3维加工内饰件的目的。此种加 工方式的优点在于高效率、高质量、精度高、柔性好。目前国内包括上海大众、上海通用、一汽大众、天津丰田、广州本田、神龙富康、南京南亚等众多车型的内饰 件配套厂商已使用高压水射流设备进行内饰件的加工。
工业清洗方面，可应用于汽车业之喷漆房清洗、石化业之热交换器内外管清洗、飞机跑道之橡胶清洗、工业上之除锈及防蚀工程表面处理、航天工业引擎零件之清洗、核能发电厂之清除辐射污染等行业。
除了以上所介绍的应用领域以外，近几年，国外已有公司通过超高压技术，将其应用于食品杀菌达到食品保鲜的目的，并已成功打入食品保鲜行
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