龙门式数控水刀切割机工作台的设计.doc

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）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关键词：数控水刀切割机，龙门，水射流，丝杠，导轨ABSTRACTThis 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.Keywords: pressure water jet cutting machine，Water jet cutting，ball screw nut pair model，linear rolling guide湖南工业大学本科生毕业设计（论文）目 录第1章 绪论 11.1 数控切割机概论 11.2 数控切割机分类 11.3 数控水刀切割机研究背景 31.4 数控水刀切割机工作台基本原理 41.5 龙门式数控水刀切割机工作台设计的目的及意义 5第2章 进给运动系统装置方案的设计 82.1 数控切割机进给运动系统设计 82.2 电动机与丝杠的连接方式 9第3章 Y轴传动部分设计计算 113.1.对丝杠的设计和计算 113.1.1 空载摩擦阻力Ff和加工时摩擦阻力Fjf的计算 123.1.2 滚珠丝杠导程L0的确定 133.1.3 根据最大工作载荷Fm计算滚珠丝丝杠最大动载荷FQ 133.1.4 选择滚珠丝杠型号 133.1.5 确定丝杠螺纹长度ls 143.1.6 选定精度等级 143.1.7 验算自锁性 143.2.对丝杠的校核 153.2.1 螺杆强度校核 153.2.2 螺纹牙强度校核 153.2.3 螺杆的稳定性 153.2.4 螺杆的刚度 163.2.5 螺杆的横向振动 163.3 导轨和滑块的选用 173.3.1直线滚动导轨的特点 173.3.2直线滚动导轨的设计和计算 183.4 其他装置的选型与布局 223.4.1 轴承的选型 223.4.2 驱动电机的选型 233.4.3 联轴器的选型 253.5 Y向进给运动系统装置整体布局 25第4章 X轴传动部分设计计算 274.1.丝杠的分析、计算与选型 274.1.1 丝杠的受力分析 274.1.2 丝杠的载荷计算 284.1.3 滚珠丝杠螺母副的选型 304.2 滚珠丝杠螺母副的校核与检验 304.2.1 稳定性检验 304.2.2 刚度检验 324.3.其他装置的选型 324.3.1 轴承的选型 324.3.2 联轴器的选型 334.3.3 电机的计算与选型 33 结论 35 致谢 36参考文献 37第1章 绪论1.1数控切割机概述数控切割机：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1.2 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1.2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。

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二、按结构分类：（1）龙门式数控切割机：如图1.1a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1.1b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。