【正文】 本論文：龍門式數(shù)控水刀切割機工作臺的設(shè)計經(jīng)檢索、閱讀相關(guān)文獻，在國際和國內(nèi)的數(shù)控水射流技術(shù)發(fā)展的背景下提出了相應(yīng)的設(shè)計方案。 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. Keywords: pressure water jet cutting machine， Water jet cutting， ball screw nut pair model， linear rolling guide 畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................................... 1 數(shù)控切割機概論 ...................................................... 1 數(shù)控切割機分類 ...................................................... 1 數(shù)控水刀切割機研究背景 .............................................. 3 數(shù)控水刀切割機工作臺基本原理 ........................................ 4 龍門式數(shù)控水刀切割機工作臺設(shè)計的 目的及意義 .......................... 5 第 2 章 進給運動系統(tǒng)裝置方案的設(shè)計 ..................................... 8 數(shù)控切割機 進給運動系統(tǒng)設(shè)計 .......................................... 8 電動機與絲杠的連接方式 .............................................. 9 第 3 章 Y 軸傳動部分 設(shè)計計算 ............................................ 11 ................................................. 11 空載摩擦阻力 Ff和加工時摩擦阻力 Fjf的計算 ........................ 12 滾珠 絲杠 導程 L0的確定 ........................................... 13 根據(jù)最大工作載荷 Fm計算滾珠絲絲杠最大動載荷 FQ ................... 13 選擇滾珠絲杠型號 ............................................... 13 確定絲杠螺紋長度 ls ............................................. 14 選定精度等級 ................................................... 14 驗算自鎖性 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。手工割切 方式的憂點是能夠 靈 話 方便 地進行加工生產(chǎn) ， 然而割切出的 尺寸誤差大、材料 的使用率小 、質(zhì)量差、后續(xù)加工 的 工作量 較 大， 且作業(yè) 條件惡劣，生產(chǎn) 率低下。同時加工過程申也不會產(chǎn)生廢物來污染環(huán)境。但切割精度低又變形大，速度低并且需耍較長穿孔禾口預熱的時間，對現(xiàn)在的全自動化操作需求比較難滿足等問題。種切割機作為典型的老式結(jié)構(gòu)切割機，常用于中小形材板加工。隨著高壓水 射流裝備的快速發(fā)展，這項枝術(shù)己滲透到了更多的應(yīng)用領(lǐng)域。 從各類數(shù)控切割機的應(yīng)用范圍來看，我國在數(shù)控切割機生產(chǎn)的整機性能和枝木水平上，都已取得歷史性的進步 [1]。 數(shù)控水刀切割機工作臺基本原理 高壓水射流切割是：水被增壓裝置增壓到幾十至數(shù)百兆帕后 ,由噴嘴中噴出了高速水射流，并對待切割材料進行高壓沖擊 [4]。而當水射流中被加入少量的砂與其混合時產(chǎn)生加水沙射流，它可切割任何硬質(zhì)材料 [3]。 圖 高壓水射流切 割原理圖 龍門式數(shù)控水刀切割機工作臺設(shè)計的目的及意義 我國從美國引進許多昂貴的水切割系統(tǒng) , 用來切割多種不同材料 [13]。 本次畢業(yè)設(shè)計的研究范圍為 X 和 Y方向上的兩向傳動，分別分區(qū)域設(shè)計水刀架升降臺的橫向移動 (X方向傳動 )，切割機整機的縱向移動 (Y 方向傳動 )，采用學過的運動合成原理，對目前切割機的傳動系統(tǒng)和局部性能進行優(yōu)化、完善。 為達到以上的要求，數(shù)控機床通常采用低摩擦傳動副。較為理想的驅(qū)動元件是交流伺服電動機，維護工作比直流電機更加易行簡單。同步帶輪傳動兼具鏈傳動與帶傳動的優(yōu)點，能實現(xiàn)精準的傳動比，傳動較為平穩(wěn)，張緊力需求很小，甚至幾乎不需張緊力 [13]。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 (c )(b )(a ) 圖 電動機和絲杠間的聯(lián)接方式 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 3 章 Y 軸傳動部分 設(shè)計 計算 對絲杠的設(shè)計和計算 絲杠螺母副分為：滑動絲杠螺母副和滾珠絲杠螺母副。 根據(jù)最大工作載荷 Fm計算滾珠絲杠的最大動載荷 FQ mHw FffL3 0QF ? （ ） 其中 0L — 滾珠絲杠的壽命 wf — 載荷系數(shù) Hf — 硬度系數(shù) mF — 滾珠絲杠的 最大工作載荷 NFm ? 硬度系數(shù)取 11710 15000130601060L660 ????? nT萬次 （ ） n— 絲杠平均每分鐘轉(zhuǎn)速 T— 機床使用壽命（數(shù)控機床一般取 15000h） 則 33 0Q ?????? mHw FffL N （ ） 選擇滾珠絲杠螺母副型號 圖 滾珠絲杠螺母副尺寸圖 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 結(jié)合以上數(shù)據(jù)選擇滾珠絲杠螺母副的型號為 FFZD63105 旋向右旋 其中 公稱直徑 0d =63 基本額定載荷 螺母安裝連接尺寸 公稱導程 h0P =10 動載荷 aC （ KN） 1D （ 6g ） 90 3D 138 絲杠外徑 1d = 靜載荷 0aC （ KN） 2D （ ? ） 90 4D 112 鋼球直徑 wD = 剛度 cK （ mN? ） 2505 5D 6D 22 7D 112 絲杠底徑 2d = 8D 75 1L 198 2L 20 循環(huán)圈數(shù) 5 h 13 B 22 1M M 8? 確定絲杠螺紋長度 ls（ 其中 單邊預留余量為 50mm） 01 2lLlls ??? =800+198+100=1098mm （ ） 選定精度等級 因 絲杠上要安裝許多零件，因此選用基軸制，選定 g級試用滑動半液體摩擦配合， 選定 5 級精度時，查表得 IT5=，查表直徑 的上偏差es=， 計算 ei=esIT5== （ ） 驗算自鎖性 當量摩擦角 ： /arctanT f? ? /cosff ??， /f —— 當量摩擦系數(shù)， f —— 摩擦系數(shù)， ? —— 牙側(cè)角 ， ? ?? 螺紋升角 ： 2a rc ta n ( ) 4 .2 8Pnd? ?? ? ? （ ） 4 .2 8 4 .0 5T??? ? ? ? ?,因此 不 能 自鎖。其動、靜摩擦系數(shù)相差很小，因此可減少百分之九十的驅(qū)動扭矩。 相反，滾動接觸摩擦卻耗能小，因此相應(yīng)滾動面的摩擦損耗也減少，從而使直線滾動導朹系統(tǒng)長期處在高度精的狀態(tài) [14]。 其中： 外形尺寸 LM 滑塊尺寸 M=30 B=53 1L = K=26 3H =4 W=63 C=40 T = N=5 油嘴： BM6F L=74 S=M6 1T =10 E=12 LM 軌道尺寸 基本額定載荷 F=60 ? ? ? =20 F=60 C （ KN） = G=20 2W = hd ?? 21d =6** aC （ KN） = 1M =18 總長 Max=3000 其他裝置的選型與布局 軸承的選型 角接觸球軸承的特點：可同時承受徑向 軸向載荷，也可承受純軸向載荷，其中軸向載荷能力由接觸角決定，并與接觸角大小成正比。 10% 轉(zhuǎn)動慣量 2 Y100L6 90/160 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 聯(lián)軸器的選型 由軸頸尺寸，應(yīng)選擇適中尺寸且適中轉(zhuǎn)矩的聯(lián)軸器。 m?8 =（ ~ 4） ??????? 41~51min?179。角接觸球軸承 絲杠 d0=32mm,絲杠軸端型式及尺寸已標準化，采用兩端固定式，可選用的軸承型號為 7205,內(nèi)徑 ?外徑 ?寬為 =25mm? 52mm? 12mm,額定動載荷 C=，預加載荷F0=2900N,當量載荷 Fm=. 則軸承壽命為 ????????? PCnL mh 60106 =533146915000h 其中 C= 軸承承受的載荷分別為 NYFXFP arx ??????? 當量轉(zhuǎn)速 nm=100r/min 采用球軸承 則 ? =3 故滿足要求。同時在傳動系統(tǒng)使用了 45 鋼、不銹鋼、 Q23 HT200、黃銅等，機床外觀使用了鑄鐵等 材料。我在此完成絲杠螺母副、直線滾動導軌滑塊、聯(lián)軸器、軸承。采用的原料為鋼，許用轉(zhuǎn)速為 7600r/min，軸孔直徑為 14mm，軸孔長度為20mm,轉(zhuǎn)子慣量 J= 2mkg? 。余程 +螺母長度 +支承長度 ≈（ ～ ）行程 +（ 15～ 25） 0L 取 L = 179。 其中： 公稱扭矩 Tn（ N178。因此，通常成對安裝。 直線 滾動導軌的設(shè)計和計算 因主要技術(shù)指標： 定位精度：177。 2 機床造價降低且節(jié)約電力 機床導軌采用直線滾動導軌后摩擦阻力很小，因此非常適合存在反復起動、停止往復的運動。 螺紋牙強度校核 ① 材 料力學公式，得螺桿剪切應(yīng)力： 21Fd? ?? （ ） = MPa40~30][ ?? ② 螺桿彎曲應(yīng)力： 3132b MMWd? ??? （ ） ? M Pa60~40][ ?? ? 式中， M — 彎矩， W — 抗彎截面模量； 故螺紋強度非常高，足夠滿足要求。 （ 2） 滑動絲杠螺母副特點：因結(jié)構(gòu)無需耍添加自鎖裝置，適合升降臺。同