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多功能超高压水射流加工装备的研制
来源: 时间:2022-04-20 浏览:5369
由于水射流切割加工具有对材料无选择性的特点,使其在复合材料、超硬非金属材料等特种材料加工领域,具有无 比的优越性。在超高压水切割技术的基础上,探讨了超高压水射流车削、铣削及抛光的加工机理,介绍了多功能超高压水 射流加工装备的设计参数,分析了多功能超高压水射流加工装备的关键结构,通过装备的研制和多种材料的水射流加工试 验表明,零部件的超高压水射流车削、铣削、抛光等水射流加工技术可行。

五轴联动龙门机床主要结构

五轴联动龙门机床 X 向横梁由 Y 向机床床 身支撑,并可以在其导轨上沿 Y 方向移动。Z 轴 梁安装在 X 向横梁上并可以在其导轨上沿 X 轴 移动,A/C 轴旋转摆头安装在 Z 轴梁上沿 Z 轴的 上下移动。超高压水刀头安装在 A/C 轴旋转摆 头上组成五轴水刀头,刀头绕 C 轴旋转,绕 A 轴 摆动,实现空间姿态调整。XYZ 轴移动与 C 轴 旋转、A 轴摆动构成五轴联动。 五轴联动龙门机床的床身以铝合金材料为 主,具有外形美观、强度好等特点;传动轴由伺服 电机驱动,带动滚珠丝杠实现无冲击、平稳运动。 根据传动轴负载及滑动面摩擦程度,对伺服电机 的驱动功率和扭矩进行校核,伺服电机的转速与 传动带轮及丝杠导程匹配,精准控制龙门机床的 传动速度。图 5 为五轴联动龙门机床 X 轴传动 结构示意。五轴联动龙门机床的 Y 轴滑板、X 轴 横梁等部件是机床的主要承载结构,前者是 Y 轴 驱动结构与 Y 轴载荷的过渡零件,后者是承载加工刀头及加工射流反冲力的关键部件,它们的强 度与刚度直接影响了机床稳定性与精度。


6 示出 Y 轴滑板有限元模型及受力分析 结果,其主要受 Y 轴导轨滑块连接螺栓和 Y 轴负 载重力的剪切作用,通过分析可知,Y 轴滑板选用 铝合金材料,结合单边的承载载荷,Y 轴滑板屈服 力为 55.1 MPa,极限受力为 39.2 MPa,强度安全 系数达到 1.41,满足设计要求。


7 是机床 X 轴横梁有限元模型及受力分 析结果,其受力包括 Z 轴梁与 A/C 轴摆头及水 刀头重力、横梁自重和射流反冲力,可以简化2视 为桥式结构受力模型,通过分析可知,X 轴横梁 选用铝合金型材,结合总承载,X 横梁屈服力为 145 MPa,极限受力为12 MPa,极限受力变形量为 0.072 mm,强度安全系数达 12.1,满足设计要求。


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