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数控高压水射流切割机毕业设计

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更新时间：2014-10-14
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数控高压水射流切割机毕业设计
摘要

随着社会的发展，机械制造业也要适应社会的发展。由于发展的需要，出现了许多难以加工的材料，传统的加工方法已经不能满足加工的要求，因此出现了许多新的加工方法，以满足加工的需要。水射流加工就是其中的一种加工方法，它和新出现的电子束加工，超声波等加工方法被称为特种加工方法。
数控高压水射流切割机床是水射流加工机床的一种，它是数控技术，电气控制技术，计算机技术等新技术结合的产物。它包括超高压发生器、控制系统、切割平台等组成。
这次我所设计的数控高压水射流切割机床主要设计其机械部分。它主要包括纵向进给机构，横向进给机构的设计，及伺服电机，滚珠丝杠的选择等任务。该切割机床可以完成平面板材的切割。

关键词　水射流切割横向进给纵向进给伺服电机
滚珠丝杠

Abstract

With the development of society, machinery manufacturers must adept to the development of social. Due to the development needs of the many difficult materials processing, traditional processing methods have been unable to meet the needs of processing. As a result, many new processing methods, to meet the needs of processing. Waterjet cut is one of the processing methods, it and the emergence of electron beam processing, ultrasonic machining method is called special processing method.
CNC waterjet cutting machine is one of a waterjet processing machine; it is NC technology, electrical control technology, Computer technology and other new technologies with the product. It includes extra-high voltage generator, control system, Cutting Platform.
This time, I designed CNC waterjet cutting machine designed primarily to its mechanical parts. It includes vertical feed, horizontal feed mechanism design, and servo motor, ball screw options, and other tasks. The waterjet cutting machine to be completed planar sheet cutting .
Keywords　
Waterjet cutting Horizontal Feed Vertical Feed Servo motor
Ball Screws

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
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
第2章数控水射流切割机床的基本功能和基本参数
2.1数控切割机床的基本功能
2.1.1数控水蛇流切割机的原理
超高压水刀的基本技术既简单又极为复杂。当水被加压至很高的压力并且从特制的喷嘴小开孔(其直径为0.1mm至0.5mm)通过时, 可产生一道每秒达近千公尺(约音速的三倍)的水箭，此高速水箭可切割各种软质材料包括食品, 纸张, 纸尿片, 橡胶及泡棉，此种切割被称为纯水切割。而当少量的砂如石榴砂被加入水射流中与其混合时, 所产生之加砂水射流, 实际上可切割任何硬质材料包括金属, 复合材料, 石材及玻璃. 超高压水刀也可使用于各种不同的工业表面处理应用如船身清洗及汽车喷漆设备清洗.
超高压水的形成关键在于高压泵。从油泵来的低压油推动增压器的大活塞，使其往复运动，大活塞的活动方向则由换向阀自动控制。另一方面，供水系统先对水进行净化处理，然后由水泵打出低压水，进入增压器的低压水被小活塞增压后压力升高。由于高压水是经增压器的不断往复压缩后产生，而增压器的活塞需要换向，势必使从喷嘴发出的水射流压力是脉动的。为获得稳定的高压水射流，需将产生的高压水进入蓄能器然后再流到喷嘴，从而达到稳定压的目的。水压越高，水射流速度越快，对高压部份的制造要求也越严格，在各水射流厂家中，美国FLOW公司率先采用使用陶瓷制柱塞的高压增压器，可大幅度降低磨损和延长1倍以上超高压部件和水封的寿命。
经过高压所产生之高压水经由高压过流入切割刀头而直达被加工材料，因此另一个关键环节是节流喷嘴。喷嘴一般采用人造(或天然)红宝石或蓝宝石，直径通常是0.1mm至0.5mm，水流通过喷嘴后以1000m/s的速度喷出。
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