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1、湖南工业大学本科生毕业设计（论文）（2015届）本科毕业设计（论文）资料 题 目 名 称：龙门式高压水射流切割系统研究 学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 赵 鹏 班 级：机设1103班 学号11405700107 指导教师名： 胡 东 职称 讲师 最终评定绩： 湖南工业大学教务处2015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）学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 赵 鹏 班 级： 机设103 学号 11405700107 指导教师姓： 胡 东 职称 讲师
2、 最终评定成绩 题 目 名 称： 龙门式高压水射流切割系统研究2015年05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），题目龙门式高压水射流切割系统研究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。 作者签名： 日 期: 年 月 日摘 要龙门式高压水射流切割系统作为一种新型设备，目前越来越成熟地运用到各种行业。本文主要是针对其机械部分和水射流切割系统部分进行设计，主要包括水射流切
3、割机床的设计、传动系统设计、导轨的设计以及后混合磨料切割机主要零部件的设计，具有直接、高效、方便及结构简单等特点，能够满足工业需要。本文主要完成了以下几项工作： (1) 结合国内外相关文献和水射流切割系统的发展状况，简要介绍了水射流的发展历史、工艺特点和应用，阐述了布局方案。（2）设计了水射流切割系统的总体方案，包括水射流切割机床的基本参数及结构方案、机床支撑件的设计等。（3）设计了水射流切割系统的传动系统，包括对驱动系统的设计、电机及滚珠丝杠的选择计算。（4）设计了水射流切割机床的导轨，包括滚动导轨寿命的计算和联轴器的选择。（5）设计了后混合磨料切割机的主要零部件，包括高压水射流发生系统的设
4、计和水射流装置的设计选型，还有磨料供给系统的设计。关键词：水射流，切割，进给，传动系统，导轨IIIABSTRACTGantry high pressure water jet cutting system as a new device, now more mature applied to various industries. This article is for the mechanical part and part of the water jet cutting system design, including the design of water jet cutting ma
5、chine design, transmission design, rail design and mixed abrasive cutting machine parts, has a direct, efficient and convenient and structural and simple, to meet industry needs. This paper mainly completed the following work:(1) combined with relevant literature and development of water jet cutting
6、 system, briefly introduces the history, characteristics and applications of water jet technology, describes the layout of the program.(2) The design of the overall scheme of water jet cutting systems, including the basic parameters and structure of the program of water jet cutting machines, airport
7、 buttress design.(3) water jet cutting system designed drivetrain, including the design of the drive system, the motor and ball screw selection and calculation.(4) Design of waterjet cutting machine guides, including rolling guide the life of the calculation and the coupling selection.(5) The design
8、 of the main components mixed abrasive cutting machines, including the design and waterjet design selection and design of high-pressure water jet device generation system, as well as abrasive supply system.Keywords：water jet, cutting, feed, transmission, rail目 录 第1章 绪论11.1 水射流技术简介11.2 水射流技术的发展21.3 国
9、内外相关研究进展3 第2章 水射流切割机床传动系统设计4 2.1水射流切割系统的优点4 2.2水射流切割机床的基本参数4 2.3水射流切割机床的结构方案5 2.4水射流切割机的驱动系统设计6 2.5机床传动部件的选取6 2.6电机及滚珠丝杠的选取7 2.6.1电机的选取7 2.6.2滚珠丝杠的选取9 第3章 水射流切割机床导轨的设计14 3.1滚动导轨概述12 3.1.1滚动导轨的结构12 3.1.2滚动导轨的特点12 3.2滚动导轨的寿命计算12 3.2.1进给系统导轨寿命计算12 3.2.2 Y向进给系统滚动导轨的寿命计算14 3.3 联轴器的选择15 3.3.1联轴器的种类及功用15 3
10、.3.2联轴器的选用16 第4章 后混合磨料切割机主要零部件的设计17 4.1高压水射流发生系统的设计.17 4.1.1增压装置的选型17 4.1.2主电机的选型19 4.1.3泵的选型21 4.1.4高压水射流发生系统的主要辅助设备21 4.2水射流装置的设计选型22 4.2.1水喷嘴主要尺寸参数的设计23 4.2.2混砂管主要尺寸参数的设计26 4.2.3螺套与混砂管夹套的设计27 4.3磨料供给系统的设计27第5章 总结与展望29 5.1总结29 5.2展望29 参考文献31致谢33湖南工业大学本科毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 水射流技术简介水射流技术又可称为水切割技术或者水刀，属
11、于真正意义上的冷切割。水射流技术将普通水经过压力系统进行了增压，增加后产生的高能量水流量通过一个沙管喷嘴，可以以很大的速度来喷射水流用来切割。水射流技术的加工工艺非常独特，具有很大的优点，所以在近年来发展非常迅速。如下图1.1所示，为高压水射流清洗作业。图1.1 高压水射流清洗如下图1.2所示，为超高压水射流清洗设备。水射流可以分为纯水射线流、非稳定水射线流、脉冲水射线流、气体保护层水射线流、利用气蚀现场的水射线流、与机加工复合的水射线流等。水射流一般应用与易碎材料、复杂图案、比较厚难切或者怕热怕火的材料。图1.2 超高压水射流清洗设备 1.2 水射流技术的发展 1870年前后，美国在加利福尼
12、亚的金矿中用增压后的水流开采矿石，俄国人也曾用水采煤。如下图1.3所示，为水射流开采矿石。图1.3 水射流开采矿石上世纪六十年代，密苏里大学林业系的诺曼弗朗兹教授发明了高压水射流的切割实验装置。该装置的核心是一个单缸增压器，压力可以达到344.7MPa，用这样的高压水可以来切割木材。高压水射流技术在国内的应用开始于上世纪80年代，并随着国际上水射流理论的成熟和成功的商业化，国内对这项技术的认识也不断地加深，很多的专家学者，对此开展了大量的研究和探讨，把国内的高压水射流切割技术不断推进。新型射流的应用和研究得到很快的发展，在落煤、破岩、船舶除锈、喷射钻井、机场除胶和除漆等得到极为迅速的推广。 1.3 国内外相关研究进展今年来，随着科学技术的提高，出现了很多不同种类水射流切割设备，水射流切割设备的应用也越来越广泛。如下图1.4所示，为青岛广峰数控机械有限公司生产的水射流切割机床。图1.4 国产水射流切割机床还有国外的先进成熟产品，如下图1.5所示，为STM公司的2D水射流切割设备。图1.5 STM公司水射流切割设备第2章 水射流切割机床的传动系统设计 2.1水射流切割系统的优点相比于等离子、激光、线切割等传统的切割加工方式，水射流切割技术确实有其独到的优势：（1）切割
