关 键 词：

磨料 水射流 坐标 工作台 设计 开题 10 CAD

资源描述：

磨料水射流二坐标工作台设计含开题及10张CAD图,磨料,水射流,坐标,工作台,设计,开题,10,CAD

内容简介：

1. 毕业设计（论文）综述1.1课题背景该课题是精密加工研究所承担省教育研究项目09JK499，基于人工智能的磨料水射流切割机的工艺参数优化方法研究。1.2课题研究意义磨料水射流是在较低的压力下向水射流中添加一定数量的固体颗粒（石榴石、石英砂或者钢砂）就可以成功地切割钢材、混泥土和岩石等材料，这种添加了一定数量固体颗粒的射流称为磨料水射流1。磨料水射流切割技术作为一种新兴的技术它对材料具有极强的冲蚀作用，并且在冲蚀过程中不改变材料的力学、物理化学性能，适用于加工各种功能材料和结构材料2。磨料水射流是一种冷态的单点能源，具有独特的冲蚀效果和显著的技术经济效益，目前，磨料水射流主要以切割作业应用最为广泛3。磨料水射流切割机其工作原理是：普通水经过高压泵，将水压增至几十至几百MPa，在喷头与磨料(如石英砂、金刚砂、石榴石、碳化硅等)混合后，经通过特殊设计的、孔径极小的砂喷管小孔射出一能量集中的，几百ms的高速磨料水射流，当射流能量大于被切割工件强度时，通过冲击、剪切破坏和气蚀作用来分割工件，达到切断工件的目的，而不会改变材料的物理和化学性能4。磨料水射流切割物料时，有降温、消尘润滑作用，实现无火花切割加工，对被切割的材料能够降低产生的温度，可防止加工热变形，水射流具有冲运切屑的功能等特点。磨料水射流切割加工虽然有很多优点，但是，利用其切割工件时，并不是像其他刚性刀具，刀具到之处，工件就被加工，它在加工中存在滞后、回击、切缝等问题，必须通过控制切割工艺参数解决5。1.3国内外研究的相关情况早在上世纪60年代，意大利、英国、美国、前苏联、日本等国家就投入大量人力和物力去研究开发水射流切割技术。真到1971年美国终于制造出了世界上第一台超高压力纯水射流切割机简称纯水射流切割机，并在家具制造业得到广泛应用6。磨料水射流技术自20世纪80年代应用于切削加工以来，得到了迅猛的发展7,被广泛应用于玻璃、陶瓷、石材、淬火钢、高温合金及层状复合材料8-9。我国也于1993年设计制造了磨料水射流切割机，投入实践生产中，取得了令人瞩目的成就。沈阳大学赵永赞利用高压磨料水射流切割设备对工程陶瓷进行切割实验，分别对三氧化二铝、碳化硼、碳化硅等工程陶瓷材料进行切割，分析了压力、喷嘴横移速度、靶距等切割参数对其切深的影响.结果表明:磨料经冲蚀工程陶瓷以后，如石榴石磨料经冲蚀作用之后,可重复利用价值很小10。2006年，汪庆华、李福援进行了三相磨料水射流实验工作台的研制。试验表明，通过调整工艺参数，该磨料水射流实验工作台可对材料实现表面抛光、去毛刺、清洗、剥层、切割等加工和实验11。2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1课题研究内容磨料水射流二坐标工作台运动传动系统的确定，选择合适的步进电机、齿轮减速器、传动丝杠及导轨。系统运动原理图：2.2研究方案及研究方法可选传动机构和导向机构列表：减速器传动机构 导轨 I级减速器滚珠丝杠滑动导轨II级减速器齿轮齿条滚动导轨III级减速器同步带流体质摩擦导轨减速器的分析：I级减速器，齿轮直径太大，减速器减速范围有限且减速稳定性差；II级减速器减速范围较大，传动精度较高且减速稳定性较好；III级减速器传动精度高但振动大，齿轮间啮合难度大，造价高。传动机构分析：滚珠丝杠，运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长；齿轮齿条，传动时振动较大、齿轮与齿条之间存在啮合间隙、精度不高；同步带，传动比准确、传动效率高、传动平稳但安装精度要求高、寿命短。导轨的分析：滑动导轨，抗振性高、结构简单但静摩擦系数较大，在低速时易产生爬行现象；滚动导轨，摩擦系数小、动静摩擦系数基本相同，不易产生爬行现象、可以预紧、刚度高、精度较高；流体质摩擦导轨，精度高但成本高、结构复杂，制造困难。方案一：采用步进电机进行驱动，通过齿轮I级减速器将运动传递给滚珠丝杠，经滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动，沿滑动导轨进行移动，从而驱动工作台的纵向、横向移动。方案二：采用步进电机进行驱动，通过齿轮II级减速器将运动传递给齿轮齿条，经齿轮齿条将旋转运动转化为直线运动，沿流体质摩擦导轨进行移动，从而驱动工作台的纵向、横向移动。方案三：采用步进电机进行驱动，通过齿轮III级减速器将运动传递给同步带，经同步带将旋转运动转化为直线运动，沿滚动导轨进行移动，从而驱动工作台的纵向、横向移动。方案四：采用步进电机进行驱动，通过齿轮II级减速器将运动传递给滚珠丝杠，经滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动，沿滚动导轨进行移动，从而驱动工作台的纵向、横向移动。根据方案的可行性和经济性及满足设计要求，选择方案四。3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1本课题研究的重点及难点1）滚珠丝杠螺母副的计算和选型：滚珠丝杠副的支撑方式，刚度验算、稳定性校核。2）齿轮传动比的计算3.2前期已开展的工作分析课题，查找与课题有关的资料，进行初期的规划和整理，对课题研究的内容有了充分的认识。4 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第1-3周：查阅文献、理解题目、准备开题；第3周：根据开题题目搜集相关资料并完成开题报告；第4-6周：确定方案进行初步设计第7周：结构设计、相关校核第8周：完成中期工作，提交中期报告；第9-11周：图纸的细化，完成零件图、装配图；第12-14周：撰写毕业设计论文，准备答辩；第15周，进行毕业答辩。5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日注：1. 正文：宋体小四号字，行距22磅。2. 开题报告由各系集中归档保存。参考文献1 王明波，王瑞和，杨金莹. 磨料水射流切割机制研究进展J. 润滑与密封，2008 12-101-5.2 汪庆华，李福援，梁彦安. 磨料水射流喷头的研究N. 西安工业学院报，2004，242：127.3 宋拥政，温效康，梁志强. 磨料水射流的切割机制M. 1997（03).4 蔡祖光. 磨料水射流切割技术及其应用J. 液压与气动，2000 02-0005-04.5 黄永菊，迟璐鑫，岑海棠. 磨料水射流切割特性分析及模型建立M. 2008 05-0029-03.6 薛胜雄. 美国的高压水射流技术J. 流体机械，1996 （02）.7 许福玲，陈尧明. 液压与气压传动J. 北京：机械工业出版社.2007年5月.8 邓健. 前混合磨料水射流切割汉白玉的实验研究J. 1996（02).9 张东速，刘力红. 前混合磨料水射流切割参数的研究J. 1995（03）. 10 赵永赞. 磨料水射流切割工程陶瓷的机理及实验分析J. 稀有金属材料与工程，2008（z1）. 11 汪庆华，李福援. 三相磨料水射流实验工作台的研制J. 2006 08-0029-03.12 Arola,D.,Ramulu,M., 1997.Material removal in abrasive waterjet machining of metals surface integrity and texture,Wear 210(1-2),50-58.13 A.M. Hoogstrate, C.A. van Luttervelt, Opportunities in abrasive water-jet mechining,Annals of the CIRP 46(2) (1997) 697-714.14 Arola,D, and McCain, M. L, 2003, “Method and Apparatus for