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四轴联动数控水射流切割机床研究

杨志峰  
【摘要】: 现有的水射流机床加工功能单一,只能进行切割单一操作,很难满足工艺复杂零件的加工要求,这样也限制了水射流机床在机械加工领域的应用,阻碍了其发展。通过对国际国内水射流机床应用现状的研究,提出了一种具有车、铣、钻、磨、雕刻等多功能的五轴结构四轴联动水射流机床模型。 论文提出了多功能水射流机床的总体方案,采用五轴结构和四轴数控,应用SolidWorks对多功能水射流机床进行了产品造型。论文在对机床结构和传动零部件进行详细设计的基础上,建立了机床传动系统的力学和数学模型,并对机床的静、动态性能进行了仿真计算和分析。论文用有限元法对水射流机床的切割头部件——水喷嘴和喷嘴座进行了分析计算,分析的结果表明两部件是可靠的。为了保证系统的控制精度和动态特性,机床采用半闭环控制。 论文采用PC+PMAC运动控制卡的方案实现多功能水射流机床的数控,对基于PMAC的开放式数控系统的软、硬件进行了较详细地研究。论文还对材料进行了水射流切割实验研究,设计了数控系统轮廓加工流程图,并对材料切割试件的加工精度以及物理性质进行了分析研究。 数控水射流机床作为一种先进的机械加工设备,因其独特的冷加工特点,可以广泛的应用于对热敏感材料的加工,具有传统机械加工方法无可比拟的优越性。本课题研究将具有重要的社会、经济意义,其成果有广阔的应用前景。


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