高壓水射流切割機(jī)技術(shù)

47頁 1.7萬字 有詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖和編程語言，設(shè)計(jì)完整，論述精確，推薦下載參考。

高壓水射流切割的原現(xiàn)是將水增至超高壓100～400MPa，經(jīng)節(jié)流小孔（φ0.15～φ0.4mm），使水壓熱能轉(zhuǎn)變?yōu)樯淞鲃?dòng)能（流速高達(dá)900mm/s）。用這種高速密集的水射流進(jìn)行切割。高壓水射流切割機(jī)俗稱“水刀”。超高壓水射流切割是利用具有很高動(dòng)能的高速射流進(jìn)行的(有時(shí)又稱為高速水射流加工)與激光、離子束、電子束一樣是屬于高能束加工范疇。高壓水射流切割無塵、無味、無毒、無火花、振動(dòng)小、噪聲低。尤其適合惡劣的工作環(huán)境和有防爆要求的危險(xiǎn)環(huán)境。它可以切割各種金屬、非金屬材料，各種硬、脆、韌性材料，如鈦鎳合金、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等，是目前世界上先進(jìn)的切割工藝方法之一。
智能型水刀具備以下新功能和優(yōu)點(diǎn)：
(1) 自主工作 設(shè)定工作壓力后，自主驅(qū)動(dòng)或暫停數(shù)控工作臺(tái)。
(2) 自動(dòng)監(jiān)測 對高壓系統(tǒng)壓力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、記錄和分析。
(3) 更高的安全性設(shè)定最高工作壓力限制，可防止意外超壓造成設(shè)備損壞和人身安全威脅。
水刀切割工藝具有很多的特點(diǎn)：
（1）適應(yīng)性 任何材料都能切割，有“萬能切割機(jī)”之譽(yù)；
（2）精確性 對任何形狀的平面圖形都能精確地切割，切口一般無須再處理；
（3）無熱效應(yīng)或機(jī)械效應(yīng)變形 避免了材料可能發(fā)生的物理—化學(xué)變化；
（4）最小的浪費(fèi) 切逢小于1mm，減少了材料的浪費(fèi)；
（5）良好的環(huán)保 加工過程不會(huì)產(chǎn)生任何污染。正因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛應(yīng)用于金屬板材及鈑金加工和石料加工行業(yè)。
2 課題來源
江蘇旭升水射流科技有限公司創(chuàng)立20余年來一直致力于超高壓水射流技術(shù)的研究。該公司生產(chǎn)的超高壓水射流切割機(jī)的控制系統(tǒng)目前采用的是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，工作可靠穩(wěn)定。但目前的切割方式局限在二維的平面切割，對于具有一定空間幾何形狀且無法二次加工的對象，急需一種能夠切制三維幾何形狀的高壓水射流的切割裝置。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)初步實(shí)現(xiàn)能夠通過運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力，對淮安市旭升水射流科技有限公司現(xiàn)有的二自由度高壓水射流切割機(jī)的工作裝置進(jìn)行改進(jìn)，使其變成具有三維加工能力的工作裝置，刀具能初步實(shí)現(xiàn)錐度為30度的空間擺動(dòng)。

本文先對國內(nèi)外水射流技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展?fàn)顩r和運(yùn)用領(lǐng)域作了簡單的介紹，隨后對要改進(jìn)的裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介紹了設(shè)計(jì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的方法和具體工作，著重講解了平面鉸鏈和伸縮桿的設(shè)計(jì)，并對不同的設(shè)計(jì)方案作出了詳細(xì)的比較。本文中還提出了一些有創(chuàng)意的結(jié)構(gòu)設(shè)想，這些結(jié)構(gòu)設(shè)想既能達(dá)到設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)又簡單、便于安裝。同時(shí)本文又對三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)作了相關(guān)的運(yùn)動(dòng)和速度分析，并通過VB編程來實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和速度分析復(fù)雜的運(yùn)算。最后用PRO/E繪出了機(jī)構(gòu)零件的三維圖形，并按照要求進(jìn)行裝配，定義好聯(lián)接關(guān)系、運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)器等。


目 次

1 引言……………………………………………………………………………… 1
2 課題來源………………………………………………………………1
3 超高壓水射流切割機(jī)的發(fā)展…………………………………………………… 2
3.1 國外超高壓水射流切割技術(shù)現(xiàn)狀…………………………………………… 2
3.2國內(nèi)超高壓水射流切割技術(shù)現(xiàn)狀……………………………………………2
3.3 超高壓水射流切割技術(shù)存在的問題………………………………………………4
3.4 對超高壓水射流切割機(jī)切割功能的改進(jìn)……………………………………… 4
4 3-RPS并聯(lián)水射流切割裝置的設(shè)計(jì)…………………………………………4
4.1 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)簡析…………………………………………………………………4
4.2 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度……………………………………………………………6
4.3 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作原理………………………………………………… 6
4.4 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟……………………………………6
4.5 3-RPS并聯(lián)水射流切割裝置的概念設(shè)計(jì)……………………………………8
5 相關(guān)構(gòu)件的介紹……………………………………………………………………15
5.1 鉸鏈的介紹………………………………………………………………………15

5.2 伸縮桿的工作原理……………………………………………………………… 18
5.3 動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………20
5.4 固定平臺(tái)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………20
5.5 電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………………………21
5.6 電機(jī)的安裝…………………………………………………………………22
5.7伸縮桿與固定套的連接……………………………………………………22
5.8工作裝置與原機(jī)床的連接………………………………………………24
6 3-RPS并聯(lián)水射流切割裝置的速度分析……………………………24
7 運(yùn)動(dòng)、速度分析的算法實(shí)現(xiàn)………………………………………………………29
7.1 運(yùn)動(dòng)反解算法……………………………………………………………………29
7.2 速度正、反解算法原理……………………………………………………………31
結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 33
致謝 ……………………………………………………………………………………34
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………35
附錄A運(yùn)動(dòng)反解VB編程程序………………………………………………………………36
附錄B運(yùn)動(dòng)反解VB編程程序………………………………………………………………36
圖1 3-RPS并聯(lián)水射流切割裝置PRO/E三維圖
圖2 部分零件圖


結(jié)論
本畢業(yè)設(shè)計(jì)對淮安市旭升水射流科技有限公司現(xiàn)有的二自由度高壓水射流切割機(jī)的工作裝置進(jìn)行了改進(jìn)。在原水射流切割機(jī)的基礎(chǔ)上安裝一個(gè)并聯(lián)切割裝置，從而使水射流切割機(jī)的刀頭可以進(jìn)行三維加工。本畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)的運(yùn)動(dòng)和速度分析，并用PRO/E繪出了機(jī)構(gòu)零件的三維圖形，并按照要求進(jìn)行裝配，定義好聯(lián)接關(guān)系、運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)器。（對于本機(jī)構(gòu)即 三桿為運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件）。該并聯(lián)裝置的桿件為線形伸縮桿，有一個(gè)動(dòng)平臺(tái)和一個(gè)定平臺(tái)。伸縮桿與定平臺(tái)為平面轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈聯(lián)結(jié)，而和動(dòng)平臺(tái)則為球鉸鏈聯(lián)結(jié)。該并聯(lián)裝置為3RPS 型并聯(lián)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，尺寸結(jié)構(gòu)小...

附錄B速度正反解程序
速度反解：
Option Explicit
Option Base 1
Private Sub Comjs_Click()
Dim X As Single, Y As Single, z As Single, x1 As Single
Dim y1 As Single, z1 As Single, x2 As Single, y2 As Single
Dim z2 As Single, x3 As Single, y3 As Single, z3 As Single
Dim rp1x As Single, rp1y As Single, rp1z As Single
Dim rp2x As Single, rp2y As Single, rp2z As Single
Dim rp3x As Single, rp3y As Single, rp3z As Single
Dim L1x As Single, L1y As Single, L1z As Single
Dim L2x As Single, L2y As Single, L2z As Single......