1、 （ 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
2、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 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 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
3、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 湖南工业大学本科毕业设计（论文） ABSTRACT Thi
4、s 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
5、, 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 sta
6、bility 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 drawin
7、g, 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 cut
8、ting， 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 . 1 1.1 数控切割机概论 . 1 1.2 数控切割机分类 . 1 1.3 数控水刀切割机研究背景 . 3 1.4 数控水刀切割机工作台基本原理 . 4 1.5 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 . 8 2.1 数控切割机 进给运动系统设计 . 8 2.2 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 . 11 3.1.对丝杠的设计和计算
9、 . 11 3.1.1 空载摩擦阻力 Ff和加工时摩擦阻力 Fjf的计算 . 12 3.1.2 滚珠 丝杠 导程 L0的确定 . 13 3.1.3 根据最大工作载荷 Fm计算滚珠丝丝杠最大动载荷 FQ . 13 3.1.4 选择滚珠丝杠型号 . 13 3.1.5 确定丝杠螺纹长度 ls . 14 3.1.6 选定精度等级 . 14 3.1.7 验算自锁性 . 错误 !未定义书签。 3.2.对丝杠 的校核 . 15 3.2.1 螺杆强度校核 . 15 3.2.2 螺纹牙强度校核 . 15 3.2.3 螺杆的稳定性 . 错误 !未定义书签。 3.2.4 螺杆的刚度 . 16 3.2.5 螺杆的横向
10、振动 . 16 3.3 导轨和滑块的选用 . 17 3.3.1 直线滚动导轨的特点 . 17 3.3.2 直线滚动导轨的设计 和 计算 . 18 3.4 其他装置的选型与布局 . 22 3.4.1 轴承的选型 . 22 3.4.2 驱动电机的选型 . 23 3.4.3 联轴器的选型 . 22 3.5 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 . 27 4.1.丝杠的分析、计算与选型 . 27 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 4.1.1 丝杠的受力分析 . 27 4.1.2 丝杠的载荷计算 . 28 4.1.3 滚珠丝杠螺母副的 选型 . 30 4.2
11、 滚珠丝杠螺母副的校核与检验 . 30 4.2.1 稳定性检验 . 30 4.2.2 刚度检验 . 32 4.3.其他装置的选型 . 32 4.3.1 轴承的选型 . 32 4.3.2 联轴器的选型 . 33 4.3.3 电机的计算与选型 . 错误 !未定义书签。 结论 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 37 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 1 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
12、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
13、 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。
