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數控高壓水射流切割機畢業設計

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更新時間：2014-10-14
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數控高壓水射流切割機畢業設計
摘要

隨著社會的發展，機械制造業也要適應社會的發展。由于發展的需要，出現了許多難以加工的材料，傳統的加工方法已經不能滿足加工的要求，因此出現了許多新的加工方法，以滿足加工的需要。水射流加工就是其中的一種加工方法，它和新出現的電子束加工，超聲波等加工方法被稱為特種加工方法。
數控高壓水射流切割機床是水射流加工機床的一種，它是數控技術，電氣控制技術，計算機技術等新技術結合的產物。它包括超高壓發生器、控制系統、切割平臺等組成。
這次我所設計的數控高壓水射流切割機床主要設計其機械部分。它主要包括縱向進給機構，橫向進給機構的設計，及伺服電機，滾珠絲杠的選擇等任務。該切割機床可以完成平面板材的切割。

關鍵詞　水射流切割橫向進給縱向進給伺服電機
滾珠絲杠

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

目錄
摘要 I
Abstract II
第1章緒論 1
1.1 水射流的發展歷史及應用 1
1.2 水射流加工技術的應用 2
1.3 水射流切割的工藝特點 3
第2章數控水射流切割機床的基本功能和基本參數 7
2.1數控切割機床的基本功能 7
2.1.1數控水蛇流切割機的原理 7
2.1.2水蛇流切割的優點 8
2.2 機床的基本參數 8
第3章數控水射流切割機床的布局與結構設計 11
3.1 數水射流切割機床的控結構方案設計 11
3.2 機床支撐件的設計 12
3.2.1 對支撐件的要求 12
3.2.2 撐件的選材與連接 13
3.3 提高支撐件剛度的措施 13
第4章數控水射流切割機床的傳動系統設計 15
4.1 伺服系統的發展 15
4.2 數控水射流切割機的驅動系統設計 15
4.2.1 對數控機床機械系統的基本要求 15
4.2.2 驅動系統的設計 16
4.3 機床傳動部件的選擇 17
4.4電機及滾珠絲杠的選擇計算 19
4.4.1 X方向電機的選擇計算 19
4.4.2 X向滾珠絲杠的選擇計算 21
4.4.3 Y方向電機的選擇計算 24
4.4.4 Y向滾珠絲杠的選擇計算 26
4.4.5 Z向電機的選擇 29
4.4.6滾珠絲杠的選擇計算 31
4.5 機床導軌的選擇 35
4.5.1 滾動導軌的結構 35
4.5.2 滾動導軌的特點 36
4.5.3滾動導軌的壽命計算 37
4.6 聯軸器的選擇 41
4.6.1 聯軸器的種類及功用 41
4.6.2 聯軸器的選用 41
第5章誤差來源及分析 43
5.1誤差及誤差來源 43
5.1.1 誤差研究的意義 43
5.1.2 誤差的來源和傳遞規律 43
5.2舉例說明安裝誤差對機床精度的影響 45
5.3 提高傳動精度減小傳動誤差的措施 45
5.4減小安裝誤差舉例 46
第6章機床的維護與潤滑 49
6.1 軸承的潤滑與防護 49
6.2導軌的潤滑與防護 49
6.3 滾珠絲杠的防護與潤滑 50
結論 51
參考文獻 53
附錄1 英文翻譯 55
附錄2 英文原文 61
附錄3 開題報告 69
致謝 73
第2章數控水射流切割機床的基本功能和基本參數
2.1數控切割機床的基本功能
2.1.1數控水蛇流切割機的原理
超高壓水刀的基本技術既簡單又極為復雜。當水被加壓至很高的壓力并且從特制的噴嘴小開孔(其直徑為0.1mm至0.5mm)通過時, 可產生一道每秒達近千公尺(約音速的三倍)的水箭，此高速水箭可切割各種軟質材料包括食品, 紙張, 紙尿片, 橡膠及泡棉，此種切割被稱為純水切割。而當少量的砂如石榴砂被加入水射流中與其混合時, 所產生之加砂水射流, 實際上可切割任何硬質材料包括金屬, 復合材料, 石材及玻璃. 超高壓水刀也可使用于各種不同的工業表面處理應用如船身清洗及汽車噴漆設備清洗.
超高壓水的形成關鍵在于高壓泵。從油泵來的低壓油推動增壓器的大活塞，使其往復運動，大活塞的活動方向則由換向閥自動控制。另一方面，供水系統先對水進行凈化處理，然后由水泵打出低壓水，進入增壓器的低壓水被小活塞增壓后壓力升高。由于高壓水是經增壓器的不斷往復壓縮后產生，而增壓器的活塞需要換向，勢必使從噴嘴發出的水射流壓力是脈動的。為獲得穩定的高壓水射流，需將產生的高壓水進入蓄能器然后再流到噴嘴，從而達到穩定壓的目的。水壓越高，水射流速度越快，對高壓部份的制造要求也越嚴格，在各水射流廠家中，美國FLOW公司率先采用使用陶瓷制柱塞的高壓增壓器，可大幅度降低磨損和延長1倍以上超高壓部件和水封的壽命。
經過高壓所產生之高壓水經由高壓過流入切割刀頭而直達被加工材料，因此另一個關鍵環節是節流噴嘴。噴嘴一般采用人造(或天然)紅寶石或藍寶石，直徑通常是0.1mm至0.5mm，水流通過噴嘴后以1000m/s的速度噴出。
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