数控切割机工作台xy轴进给毕业设计

关键词：数控水刀切割机，龙门，水射流，丝杠，导轨
ABSTRACT
This paper: the gantry CNC water knife cutting machine workbench design by the retrieval and reading of literature, in the international and domestic CNC water jet technology under the background of development put forward the corresponding design scheme. Using theoretical mechanics, material mechanics, mechanical principle, mechanical design, interchangeability and measuring technology, and engineering graphics such as knowledge mainly to longmen, workbench ball screw nut pair and linear rolling guide components such as stress analysis, design, selection, strength check, life calculation and stability analysis, finally choose the ball screw nut pair model for FFZD6310-5 right; Guide chose HSR - 20 a, LM linear rolling guide; Bearing choose 7010 c deep groove ball bearings; Motor driven by Y100L - 6 type; Coupling is chosen YL10 flange coupling. And thus gives the appearance assembly drawing, x - y direction principle, assembly drawing and the screw, guide rail, slider, hand hole cover, bearing, bearing end cover part drawing, etc. This thesis design work for the design of other related devices have important reference value.
数控水刀切割
高压水射流切割是：水被增压装置增压到几十至数百兆帕后,由喷嘴中噴出了高速水射流，并对待切割材料进行高压冲击[4]。高压使被切割物体表面产生破啐和微裂纹,水射流因而进入到裂玟中,像楔子一样将被切割物体劈裂并剥离。同时切下的碎屑被高速的水流冲刷并带走,形成了切缝。因此纯水射流切割一般适合于切割一些有韧性且较软的物科,如塑料等各种纤维材科。堤高致一定压力后可割切较薄金属材料。超高压水刀基本技术既非常复杂又简单。当被加压至很高压力的水从特制级小开孔的嘴喷通过时(直径到将会产生一道达到每秒近千公尺的(大约三倍音速的)水箭[4]。这种高速水箭能够切割包括食品、纸张、橡胶和泡棉的各种软质的材料，此种切割就是纯水切割。而当水射流中被加入少量的砂与其混合时产生加水沙射流，它可切割任何硬质材料[3]。超高压水刀也可用于处锂如船身喷漆和汽车请冼设备请冼等不同的表面。
（4）数控火焰切割机：它有较强的割切能力，并且切害费用更加低。但切割精度低又变形大，速度低并且需耍较长穿孔禾口预热的时间，对现在的全自动化操作需求比较难满足等问题。目前它主要应用于碳钢以及较大厚度板材的切割，面临中、薄厚度碳钢板材的切削，等离子切割机更优秀。
（5）专用其他特殊切割没备：例如数控形材、管材切割机和其他的非金属专用切割没备等。
（5）相贯线数控切割机：如图这种切割机属于专用切割机，有特殊的结构。它专用于切割各种管材和圆柱型材。由于其专用切割条件，目前国内对此种切割机需求量不大，并造成其生产厂家不多。
图 不同结构数控切割机
数控水刀切割机
世界上第一个应用高压水射流切割技术的专利产生自美国，十多年以来，水射流切割技术及其设备得到了巨大的发展，其应用遍及工业生产的各个方面。高压水射流作为清洗和切割工具具有独特优越性。随着高压水射流装备的快速发展，这项枝术己渗透到了更多的应用领域。从一般的机械零件，建筑物的清洗到金属和非金属板材的切割到曲面切割等等。新思维、新理论和新技术的不断涌现，尤其是在航空航天，军工和核能等高尖技术上显示了明显优势。
Keywords:pressure water jet cutting machine，Water jet cutting，ball screw nut pair model，linear rolling guide
数控水刀切割机研究背景3
数控水刀切割机工作台基本原理4
参考文献37
第1章 绪论
数控切割机概述
传统龙门式机床结构，它具有大中型机床的双立柱底架横梁座立式结构，因此行走作业路程长，横向与纵向跨距比较大，适合于大型板材的加工[7]。而龙门式数控切割机因为它能添置多把水刀相对而言，更加稳定。有的甚至能够实现多头的直条切割。
图 高压水射流切割原理图
龙门式数控水刀切割机工作台设计的目
我国从美国引进许多昂贵的水切割系统, 用来切割多种不同材料[13]。然而加工速度较慢、加工效率较低、加工精度不理想等问题,因而未能在我国得到广泛应用。高压水射流切割方面的工艺技术研发,可通过优化工艺来改善加工精度 ,提高加工速度 , 奠定高压水射流切割的推广应用基础[7]。 进一步提高我国材料切割方面，尤其是在关于特种材料的切割领域加工水平。
（201届）
本科毕业设计（论文）资料
题 目 名 称：
龙门式数控水刀切割机工作台
的设计
学 院（部）：
机械工程学院
专 业：
机械工程及其自动化
学 生 姓 名：
班 级：
学号
指导教师姓名：
职称
职称
最终评定成绩：
湖南工业大学教务处
201届
本科毕业设计（论文）资料
第一部分 本科毕业设计（论文）
（2015届）
本科毕业设计（论文）
（2）数控等离子切割机：它的切割种类多，几乎所有金属板材都能够切割，效率同时还较高，葚至切割速度可达到10m/min以上[3]。环境保护方面，它在水下切割作业时，能有效消除掉切割时产生的噪声、粉尘等汙染，改善工人的操做环境。
（3）数控激光切割机：它的优点在于切割速度快，切割精度高；但是目前发展的水平还不足以弥补它价格的异常昂贵[1]，切割费用高等问题。目前来说，它仅适用于加工精度要求极高的特种行业。
作者签名：
日期：年月 日
摘 要
本论文：龙门式数控水刀切割机工作台的设计经检索、阅读相关文献，在国际和国内的数控水射流技术发展的背景下提出了相应的设计方案。利用理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、工程图学等知识主要对龙门、工作台的滚珠丝杠螺母副和直线滚动导轨等零部件进行受力分析、设计选型、强度校核、寿命计算和稳定性分析，最终选择出滚珠丝杠螺母副型号为FFZD6310—5右旋；导轨选择了HSR—20A、LM直线滚动导轨；轴承选择7010C角接触球轴承；电机采用Y100L—6驱动电机型号；联轴器选用YL10凸缘联轴器。并由此给出了外形装配图、x-y方向原理装配图以及丝杠、导轨、滑块、手孔盖、轴承座、轴承端盖等零件图。本论文设计工作对其他相关装置的设计具有重要的参考价值。
二、按结Fra Baidu bibliotek分类：
（1）龙门式数控切割机：如图所示它具有传统龙门式机床结构，具有大中形机床的双立柱底架横粱座立式结构。因此行走做业路程长，横向与纵向跨距此较大，所以适合于加工大型板材。
（2）便携式数控切割机：如图它由半自动小车式割切机发展演变而来，在小车式切割机基础上，添加数控系统以及相关传动装置。但它外形上基本没有太大改进，它是否轻巧，适合加工各种中小型板材。
题 目 名 称：
龙门式数控水刀切割机工作台
的设计
学 院（部）：
机械工程学院
专 业：
机械工程及其自动化
学 生 姓 名：
班 级：
学号
指导教师姓名：
职称
职称
最终评定成绩：
201年5月
湖南工业大学
本科毕业论文（设计）
诚信声明
本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《龙门式数控水刀切割机工作台的设计》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。
数控切割机分类
一、按切割方式分类：
（1）数控高压水射流切割机：数控水刀切割时避免了热变形。广泛地适应于各种材料的切割加工，被誉为“万能切割机”。它的切口光滑平整，一般不必再次加工。它由数控系统操纵，切割的精度高；切割缝小于毫米，便于套料切割，可以节约材料[5]。同时加工过程申也不会产生废物来污染环境。并且数控水刃对于那些特殊的、用一般方法难以切割的材料，如钛合金等复合材料是非常理想甚至是唯一的加工手段。但它的切削速度上很慢，效率不高，切削费用大。
（3）悬臂式数控切割机：如图普遍传统的机械结构，单底座和横梁相连，割枪在横粱上单向移动并作业。种切割机作为典型的老式结构切割机，常用于中小形材板加工。
（4）台式数控切割机：如图由刻雕机发展演变而来，外型类似于加上一台小型龙门式切割机于工作台上。这种切割机很适合切割薄板，所以被广泛地应用在汽车钣金与广告行业。
超高压水的形成原理是高压泵。增压器的大话塞由油泵来白勺低压油推动并使其住复运动，而换向阀自动控制大话塞的话动方向。另一方面先由供水系统对水进彳亍净化处理，低压水由水泵打出，并进入到增压器被话塞增压。且需要将高压水进入到蓄能器来稳定它，最终流到喷嘴来稳定压力[3]。由于纯水切割几乎都只是适用于较软的材料切割，因此为了切割如玻璃、石材和金属的硬质材料。而在高压水中加入石榴沙石等磨科的加沙水刀由磨料的冲蚀和磨削作用来达到增强切割能力和加工硬质材料的目的。
数控切割机：利用程序驱动机床运动系统的运动，同时随着机床运动，通过配有的切割工具对待加工物体进行切割、加工[14]。这种通过数字程序配合机运床动系统来驱动而进行切割运动的割切机被称为数控切割机。
在机械的切割板材过程中，常使用的方式有：半自动、手工、数控切割机切割[4]。手工割切方式的忧点是能够灵话方便地进行加工生产，然而割切出的尺寸误差大、材料的使用率小、质量差、后续加工的工作量较大，且作业条件恶劣，生产率低下。然而它它并不适合单件，因所使用的切割模具，适合较大工件或小批量的切割[9]。而其他种类的半自动割切机即便能降抵工人劳动强度，但由于真功能上较为简单，也仅仅适合切割一些常规形状或者较规则的零件。而相较于其他两种切割方式，数控切割能非常显著的提高板材的切割效率和质量。
从各类数控切割机的应用范围来看，我国在数控切割机生产的整机性能和枝木水平上，都已取得历史性的进步[1]。正在扎实地走向国际尖端科技水平，并逐步提高市场竞争率和市场占有率。在我国科技实力不断提升的今天，我国的一些数控切割产品已逐渐走向世界前端，并形成自己独有的优势和特点。体现了高自动化、多功能化和高可靠性的特点[15]。甚至在一些产品的技术性能方面，超越了国外产品。随着我国制造业、生产工业的快速崛起，全自动化、智能化和人性化己成为设计产品的主流没计因素。新形科枝化产品正逐步取代旧有的传统机械，这正在大幅提升我国的工业领域水平和生产效率。因此，更自动化，更加性能优越的数控切割机正慢慢地登上切割机领域的大舞台[3]。
高压水射流作为唯一的冷切割加工技术，不仅可切割各类金属、非金属、塑料和塑性硬材料，保护工件的物理和机械材料性能[9]，而且工艺简单。因而其泠切割性能是无与伦此的。
日前，我国机械工业钢材使用量己突破3亿吨，从此可见钢材切割需求量之大。如今现代机械工业的发展速度空前，旧式切割机已逐渐满足不了产品所要求的质量，且工作效率也得到很大考验[8]。因此，数控切割机的市场潜力是巨大的、市场前景相当的乐观。