机械加工工艺基础论文
机械加工的毕业论文

机械加工的毕业论文机械加工是现代制造业中的重要环节,涵盖了多种材料的加工,如金属、塑料、陶瓷等,广泛用于制造各种零部件、机器设备、工具等。
因此,机械加工技术的研究和应用越来越受到重视。
本篇毕业论文将探讨机械加工的相关知识和应用,以帮助读者更好的了解这一领域。
一、机械加工的概述机械加工是指通过机械力和刀具加工工序对工件进行削减、切削、捏压等加工方式的过程。
机械加工包含多种加工方法,比如铣削、车削、镗削、线切割等。
各种加工方法都有自己专门的加工设备,如铣床、车床、钻床、磨床等。
机械加工工艺可适用于复杂的轮廓和精度要求高的工件,进行加工时可根据不同的材料选择相应的工艺进行加工。
二、机械加工的应用机械加工被广泛应用于制造业中,特别是在制造精密零部件方面。
机械加工可生产各种大小的零部件,从机械零件到电子零件都有应用。
航空、军事、汽车、机械、医疗等领域都需要机械加工来制造零部件,以满足各种需求。
三、机械加工的挑战在机械加工的过程中,会遇到许多挑战。
比如材料的硬度和强度,会导致刀具的磨损和破裂;材料的脆性和韧性,会影响加工精度和表面质量;加工温度和废弃物问题,会影响加工速度和环境保护等方面。
因此,为了克服这些挑战,必须通过开发新的机械加工技术和使用更高质量的材料来改进加工过程。
四、机械加工中的自动化技术随着科技的发展,机械加工的自动化技术已经成为一种趋势。
自动化技术可提高生产效率和精度,减少人为干预和错误。
例如,数控机床可以自动控制加工工艺,从而提高加工速度和产品质量。
在自动化机械加工领域,还有一些新技术正在被研究和开发,如灵活制造系统和仿生机器人等。
五、机械加工的发展趋势未来,机械加工技术将会继续不断发展和壮大。
这种发展趋势可以从以下几个方面进行预测:1.人工智能和大数据技术的应用会越来越广泛。
2.新型材料的开发和应用将提高加工效率和质量。
3.机器人技术的发展将会使机械加工更加自动化。
4.灵活制造系统的发展将使加工设备更加智能化和灵活。
机械加工的论文总结范文

摘要:随着科技的飞速发展,机械加工工艺在制造业中扮演着至关重要的角色。
本文从机械加工工艺的现状出发,分析了其发展趋势,并对如何提高机械加工工艺水平提出了建议。
一、引言机械加工是制造业的基础,它涉及各种金属和非金属材料的加工,包括切削、磨削、热处理等。
随着现代工业的快速发展,机械加工工艺不断推陈出新,对提高产品质量、降低生产成本、提升企业竞争力具有重要意义。
二、机械加工工艺的现状1. 加工精度不断提高:现代机械加工工艺已达到微米甚至纳米级精度,满足了高端制造业的需求。
2. 加工效率显著提升:高速、高效加工技术的应用,使得生产周期大幅缩短,生产效率显著提高。
3. 自动化、智能化水平不断提高:随着自动化技术的普及,机械加工工艺自动化程度不断提高,降低了劳动强度,提高了生产效率。
4. 环保、节能、绿色加工工艺得到广泛应用:为了响应国家节能减排的政策,绿色加工工艺在机械加工领域得到广泛关注。
三、机械加工工艺的发展趋势1. 高精度、高效率加工:随着新材料、新技术的不断涌现,高精度、高效率加工将成为未来机械加工工艺的发展方向。
2. 个性化、定制化加工:随着市场需求的多样化,个性化、定制化加工将成为机械加工工艺的发展趋势。
3. 智能化、网络化加工:人工智能、大数据等技术的应用,将推动机械加工工艺向智能化、网络化方向发展。
4. 绿色、环保加工:为实现可持续发展,绿色、环保加工工艺将成为机械加工工艺的重要发展方向。
四、提高机械加工工艺水平的建议1. 加强技术创新:加大研发投入,提高自主创新能力,紧跟国际先进水平。
2. 优化工艺流程:优化加工工艺流程,提高加工效率,降低生产成本。
3. 提高人员素质:加强员工培训,提高操作技能和创新能力。
4. 推广绿色加工工艺:鼓励企业采用绿色、环保加工工艺,降低环境污染。
5. 加强国际合作:与国际先进企业开展技术交流与合作,提升我国机械加工工艺水平。
五、结论机械加工工艺在制造业中具有举足轻重的地位。
车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计本科学位论文

车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计,了解并认识一般机器零件的生产工艺过程,巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识,理论联系实际,对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后的工作打下一个良好的基础,并且为后续课程的学习大好基础。
由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。
图1-1 工件零件图目录1、零件的分析 (4)1.1.零件的作用 (4)1.2.零件的工艺分析 (4)1.3. 确定零件的生产类型 (5)2、确定毛坯、绘制毛坯简图 (5)2.1. 选择毛坯 (5)2.2.确定毛坯加工余量 (5)2.3确定铸件毛坯尺寸 (6)2.4 绘制毛坯图 (7)3、工艺规程设计 (8)3.1. 基面的选择 (9)3.2.制定工艺路线 (9)3.3工序设计 (11)3.4.确定切削用量及基本工时的计算 (13)4、夹具设计 (20)4.1、问题的提出 (20)4.2、确定夹具的结构方案 (21)4.3、切削力及夹紧力计算 (21)4.4、定位误差分析 (23)5、总结 (23)6、参考文献 (24)1、零件的分析1.1.零件的作用题目所给的零件是车床的拨叉。
它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。
零件左边的Φ14孔与操纵机构相连,右边的Φ40半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴或滑移齿轮接触。
通过操纵机构,使拨叉拨动齿轮变速。
为了便于定位加工,两零件的毛坯铸为一体,加工时分开。
1.2.零件的工艺分析零件的材料为ZG45,该材料具有足够的强度、刚度和韧性,适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。
毕业论文-活塞的机械加工工艺及夹具设计

毕业论文-活塞的机械加工工艺及夹具设计活塞的机械加工工艺及夹具设计摘要:本文主要介绍活塞的机械加工工艺和夹具设计方案。
活塞是内燃机的重要部件,其形状复杂,加工难度较大。
通过对活塞材料、精度、表面光洁度及加工工艺的分析,确定了最佳的机械加工方案,并设计出适合该方案的夹具,确保加工质量和效率。
关键词:活塞;机械加工;夹具;工艺;精度一、引言活塞是内燃机中的重要轴系部件,其作用是将燃烧后的高温高压气体转化为机械能,驱动连杆并带动曲轴旋转,从而推动车辆行驶。
活塞的质量和精度直接影响到内燃机的性能、可靠性和寿命,因此其加工工艺十分关键。
随着机械加工技术的不断进步,活塞的加工质量和效率得到了很大的提高。
本文就针对活塞的机械加工工艺及夹具设计的重要性进行研究与探讨。
二、活塞的机械加工工艺活塞的机械加工工艺主要包括铸造、锻造和数控机床加工。
其中,机床加工是目前应用最广泛的一种加工方法,其所具有的优点是高精度、高效率和灵活性强等。
2.1 加工前的准备工作在进行活塞的机械加工前,必须对材料进行选择和处理。
一般情况下,活塞材料应具有高强度、高热稳定性和高耐磨性等特点。
常用的材料有铸铁、铝合金、钢等。
在材料的处理中,要做好硬度测试、化学成分分析和金相组织分析等工作,确保材料的质量符合要求。
2.2 加工工艺流程活塞的加工工艺流程大致可分为以下几个步骤:(1)铣削:铣削是活塞加工的重要工序之一,其目的是将活塞的顶部、底部和孔部等处加工成几何形状符合要求的形状,以及在活塞的底部加工出与连杆相适配的沟槽。
(2)车削:活塞的侧面要加工成某一特定的曲面,车削是比较理想的一种方法。
在车削活塞侧面时,需使用高精度数控车床,以确保活塞的质量和精度。
(3)磨削:磨削是活塞表面光洁度的关键工序。
在磨削前,需先进行铣削和车削等前置工序,以保证加工精度。
在磨削过程中,可采用砂轮磨削和超精磨削两种方法,前者适用于普通活塞的加工,后者则适用于高精度活塞的加工。
机械加工工艺分析与改进设计毕业论文【范本模板】

机械加工工艺分析与改进设计作者:陈军摘要:我们必须仔细了解零件结构,认真分析零件图,培养我们独立识图能力,增强我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,不仅能增强我们的绘图能力和运用autoCAD软件的能力。
制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。
在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。
这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。
在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧.安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和迅速,又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时,为完成某道工序,用来正确迅速安装工件的装置。
它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。
这是整个设计的重点,也是一个难点.关键词:工艺编程、工艺分析、夹具设计目录摘要 (1)目录 (2)绪论 (3)第一章:机械加工工艺分析 (3)1.1件结构的工艺性分析及毛坯的选择 (3)1。
2定位基准的选择 (4)1。
3 加工工序的设计 (4)1。
4工艺路线的拟定 (5)第二章:制动杆零件的加工工艺分析 (5)2。
1毛坯的制造形式 (5)2。
2基准面的选择 (5)2.3制订工艺路线 (6)2。
4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (8)2。
5确定切削用量及基本工时 (9)第三章:30*40专用夹具的设计 (11)3.1专用夹具的设计要求 (11)3。
2夹具设计 (12)总结 (16)参考资料 (16)绪论本课题是对制动杆零件工艺规程及40×30面铣削夹具的设计,对此研究我查阅了大量的资料,首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。
在整工艺规程个设计过程中,我们将学习到更多的知识。
机械加工的论文

机械加工的论文引言机械加工是通过对材料进行机械力和工具的作用,将材料切削、磨削、钻孔、车削等方式来达到形状和尺寸的加工工艺。
这种加工方式被广泛应用于制造业中,包括汽车、航空航天、电子设备等领域。
本论文将重点探讨机械加工的原理、方法和应用,以期对机械加工的理解和应用有更深入的了解。
1. 机械加工的原理在机械加工中,主要的原理包括:1.1 切削原理切削是机械加工中最基本的原理之一。
通过刀具对工件进行切割,从而实现工件形状和尺寸的加工。
切削原理可分为单刃切削和多刃切削两种,具体原理包括切屑形成、切削放样、刀刃磨损等。
磨削是通过磨料颗粒与工件表面的相对运动,来实现工件加工的原理。
常见的磨削方式包括砂轮磨削、砂带磨削、磨粉流体等。
磨削原理的理解对于提高加工精度和表面质量至关重要。
1.3 钻孔原理钻孔是通过旋转的钻头对工件进行凿孔加工的原理。
钻孔原理包括钻头的设计、钻孔速度、钻孔深度、冷却液的使用等。
钻孔工艺的优化对于提高加工效率和质量具有重要意义。
车削是通过旋转刀具对工件上的材料进行切削,从而实现工件的加工原理。
车削原理涉及到主轴速度、进给速度、切削力和刀具磨损等方面。
掌握车削原理可以实现高效的工件加工。
2. 机械加工的方法机械加工的方法主要包括切削加工、磨削加工、钻孔加工、车削加工等。
切削加工是通过对材料进行切削来实现工件加工的方法。
常见的切削加工方式包括铣削、锯割、刨削等。
切削加工的方法选择和刀具的选择对于加工质量和效率具有重要影响。
2.2 磨削加工磨削加工是通过磨削方式对材料进行加工的方法。
常见的磨削加工方式包括平面磨削、外圆磨削、内圆磨削等。
磨削加工方法的选择和磨削工具的选择对于加工精度和表面质量具有重要作用。
钻孔加工是通过钻头对材料进行凿孔的方法。
钻孔加工方法包括普通钻孔、深孔钻孔、锪孔等。
钻孔加工的方法和钻头的选择对于孔径精度和孔面质量具有重要影响。
2.4 车削加工车削加工是通过车床上的刀具对工件进行切削加工的方法。
机械加工毕业论文
机械加工毕业论文机械加工毕业论文一、引言机械加工是制造业中重要的一环,它涉及到各种材料的切削、成形和组装等工艺。
随着科技的不断进步,机械加工技术也在不断发展和创新。
本篇毕业论文将探讨机械加工的现状、挑战和发展前景。
二、机械加工的现状机械加工作为制造业的核心环节之一,其现状可以从多个方面来分析。
首先,随着自动化技术的应用,机械加工的效率和精度得到了显著提高。
自动化设备的广泛应用使得生产过程更加高效、稳定和可靠。
其次,机械加工行业的竞争也日益激烈。
国内外企业的竞争对手越来越多,产品同质化现象严重,企业需要通过技术创新和质量提升来脱颖而出。
此外,环保和节能也成为机械加工行业面临的重要课题。
三、机械加工的挑战机械加工行业在面临发展机遇的同时也面临一些挑战。
首先,技术创新是机械加工行业发展的重要驱动力。
随着科技的不断进步,新材料和新工艺的出现对机械加工行业提出了更高的要求。
企业需要不断进行技术创新,提高产品的附加值和竞争力。
其次,人才培养也是机械加工行业面临的挑战。
优秀的机械加工人才是企业发展的重要支撑,但目前行业中存在着人才短缺的问题。
因此,加强人才培养和引进是解决这一问题的关键。
此外,环保和节能也是机械加工行业面临的挑战。
随着环保意识的不断提高,企业需要采取更加环保和节能的生产方式,以适应市场的需求。
四、机械加工的发展前景机械加工行业在未来有着广阔的发展前景。
首先,随着国内外市场的需求不断增长,机械加工行业将迎来更多的发展机遇。
其次,随着科技的不断进步,机械加工技术也将不断创新和提高。
自动化技术、智能制造和数字化技术的应用将进一步提高机械加工的效率和精度。
此外,随着环保意识的不断提高,绿色制造将成为机械加工行业的发展方向。
企业需要采取更加环保和节能的生产方式,以满足市场的需求。
五、结论机械加工作为制造业的重要环节,其发展前景广阔。
但同时,机械加工行业也面临着一些挑战,如技术创新、人才培养和环保等。
为了适应市场的需求,企业需要不断进行技术创新,加强人才培养和引进,并采取更加环保和节能的生产方式。
机械加工的论文
机械加工的论文机械加工是现代制造业中重要的一环,其涵盖了各种金属和非金属材料的加工,包括铣削、钻孔、磨削等多种形式。
在当今经济全球化的背景下,机械加工不仅为国内经济提供了巨大的贡献,也成为很多国家进口商品减少的关键策略之一。
因此,机械加工的发展在学术界引起了广泛的关注与研究。
一、机械加工技术随着现代科技的不断升级,机械加工技术也在不断地发展和完善。
根据加工对象和加工方式的不同,机械加工技术主要有以下几种:1. 钻孔:是指在金属材料中钻一个孔的过程,可以使用钻头进行手动或自动钻孔,并可以使用各种钻头尺寸和形状。
2. 铣削:铣削是将刀具齿轮对工件的削剝始终相对运动的过程。
将工作台装置上或平放在切削面上的工件,进行相对运动,以便削除工件表面的金属,得到所需要的形状和尺寸。
3. 磨削:磨削是指用磨料对工件表面进行加工的过程。
磨料是由耐磨粒子形成的人造或天然物质,用于在金属表面上切削金属,以制造所需的形状和尺寸。
4. 冲压:冲压是另一种流行的机械加工技术,可以用来制造各种大小的金属零件。
冲压是在磨具上通过压力加工金属板材的过程,从而制造所需的形状和尺寸。
二、机械加工的发展趋势随着科技的不断发展,机械加工技术也在不断地改进和创新,试图提高生产效率和产品质量。
以下是机械加工的主要发展趋势:1. 自动化:机械加工已经从手动转向自动化,这可以在很大程度上提高生产效率和产品质量。
自动化制造系统包括各种机器人和自动化设备。
2. 数控:数控加工技术已经广泛应用于机械加工领域,可以准确加工出高质量的零件。
数控机床可以根据计算机程序执行各种操作,可以加工出复杂的形状和几何结构。
3. 联网和数据管理:随着互联网技术的不断发展,机械加工技术也被纳入联网系统中。
这可以促进流程和数据管理,提高生产集成性和过程流畅性。
三、机械加工的应用领域机械加工技术已经广泛应用于许多工业领域和日常生活中。
以下是机械加工的主要应用领域:1. 制造业:机械加工在制造业中被广泛应用,用于制造各种大小和形状的零件。
机械加工工艺论文
机械加工工艺论文摘要本文主要探讨了机械加工工艺在制造业中的重要性和应用。
首先介绍了机械加工的基本概念,然后分析了机械加工工艺对产品质量、生产效率和成本控制的影响。
接着详细讨论了常见的机械加工方法和工艺流程,并结合真实案例分析了机械加工工艺在实际生产中的应用。
最后总结了机械加工工艺的优势和挑战,并提出了未来发展的方向。
1. 引言机械加工是一种通过对原材料进行切削、成型、磨削等工艺加工,将其制造成所需形状和尺寸的方法。
机械加工工艺在制造业中起着至关重要的作用,它直接影响产品质量、生产效率和成本控制。
本文将详细介绍机械加工工艺的基本概念、常见方法和工艺流程,并分析其在实际生产中的应用。
2. 机械加工的基本概念机械加工是指利用机械设备对工件进行加工和成形的过程。
机械加工的主要目标是通过切削、成型、磨削等加工方法,将原材料制造成所需的形状和尺寸,以满足产品的设计要求。
机械加工工艺通常涉及到数控机床、工装夹具、切削工具等设备和工具的使用。
3. 机械加工工艺的影响因素机械加工工艺对产品质量、生产效率和成本控制有着重要的影响。
首先,机械加工精度的高低直接影响产品的质量。
精密机械加工工艺可以保证产品的尺寸精度、平面度和表面光洁度等要求。
其次,机械加工工艺的合理选择和优化可以提高生产效率。
通过合理的切削速度、进给量和切削深度的选择,可以降低加工时间,减少生产成本。
最后,机械加工工艺还可以对产品的材料利用率进行控制,从而达到成本控制的目的。
4. 常见的机械加工方法和工艺流程4.1 切削加工切削加工是机械加工中最常用的方法之一。
它通过将刀具顶部的刃具与工件表面进行相对运动,将工件上的材料切割掉,从而得到所需的形状和尺寸。
常见的切削加工方法包括车削、铣削、钻削等。
4.2 成型加工成型加工是利用模具将原材料迫使成所需形状的一种机械加工方法。
常见的成型加工方法包括压力成型、挤压成型、吹塑成型等。
成型加工通常用于制造复杂形状的零件和产品。
机械加工论文范文3篇
机械加⼯论⽂范⽂3篇现代机械加⼯论⽂1机械加⼯技术的基本特征现代机械加⼯技术要做好机械加⼯产品整个⽣命周期的设计⼯作,特别是在报废处理环节上,应该能做到材料的再次循环利⽤,以此紧跟节能环保的时代主题。
第七,逐步实现由技术⽀撑向⼈、组织、技术三结合的集成处理。
⽽这⼀理念的本质,在于强调了⼈在机械加⼯技术中的永恒作⽤,强调了其在经营管理、战略决策的作⽤。
并满⾜了市场驱动下,以需求为牵引,客户为核⼼的⽣产、经营理念的改变,是⾯向社会经济发展,回应市场需求⽽提出的全新现代机械加⼯技术⽅法,也是未来现代机械加⼯技术发展的主要⽅向。
2现代化机械加⼯技术的内容与发展⽅向(1)机械加⼯的绿⾊制造机械加⼯的绿⾊制造是机械制造企业可持续发展战略的重要体现,也是机械制造企业在综合环境与资源所构建出的全新加⼯模式。
其根本⽬的在于将机械加⼯产品在整个加⼯过程中,最⼤限度的做到资源的最优处理,降低废弃物的产⽣,加⼤利⽤率。
⽽绿⾊制造最明显的⼯艺则体现在切削加⼯不使⽤切削液上。
因为,切削液对⼈体的健康、⽣态环境都会造成极⼤的威胁,同时切削液的使⽤还会加⼤能源的消耗。
所以,在条件允许的前提下,尽可能不使⽤切削液进⾏切削,加⼤对切削⼯艺的研究与开发,以实现机械加⼯的绿⾊制造。
(2)计算机集成制造CIM近些年来,随着计算机的普及应⽤与发展,计算机集成制造早已成为机械制造企业进⾏规模⽣产的主要科技技术⼿段。
CIM就是指通过计算机实现信息的集成化并进⾏现代机械加⼯制造,⽤以提⾼企业的总体经济效益,促进企业的健康、稳定发展。
尤其是改项技术的应⽤,还能够统筹整个机械加⼯过程,将企业从市场预测、产品设计、加⼯制造、经营管理乃⾄售后服务都整合到⼀个系统之中得到⼀体化处理,因此,该项⼯艺已经成为当今现代机械加⼯技术的主要发展趋势。
3结束语随着⾼新技术⽔平的不断发展,经济市场个性化要求的不断提⾼,当今机械制造业的内涵与⽔平早已是今⾮昔⽐。
可以说其不仅结合了电⼦、信息等⾼新技术⼿段,还将多种学科的最⾼技术完美的融⼊到机械加⼯之中,成为基于先进制造技术的现代制造产业。
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水射流切割技术的原理及其发展
一、基本原理
水射流切割是利用高压、高速液流对工件的冲击作用去除材料来实现对工件的切割。
高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体。
用高速水射流对各类材料进行切断加工的一种方法。
工作时,首先通过增压器将水压升到300~1 000MPa ( 动能转变为压力能),然后使高压水通过直径为0.1~0.6 mm的喷嘴,以2~3倍声速喷出(压力能转变为动能)。
当水射流冲击被切割材料时,如果压力超过材料的破坏强度,即可切断材料。
喷嘴常用人造宝石、陶瓷、碳化钨等耐磨材料制作。
该加工方法分为两类:一类是以水作为能量载体,也叫纯水射流切割。
它的结构较简单,喷嘴磨损慢,但切割能力较低,适于切割软材料;另一类是以水和磨料(磨料约占90%)的混合液作为能量载体,也叫磨料射流切割,由于射流加入磨料,大大提高切割功效,即在相同切割速度下,磨料射流切割的压力可以大大降低,并极大地拓宽了切割范围,但喷嘴磨损快,且结构较复杂,适于切割硬材料。
磨料射流切割根据磨料加入的方法又分成前混和后混两种。
前混磨料射流切割是在水射流形成前,使水、磨料均匀混合,之后在高压下水和磨料从喷嘴中高速喷出,磨料和水流具有相同的压力和速度,但实现有一定难度。
后混磨料射流切割是在高压水射流形成后,依靠高压水流经过水喷嘴时所产生的负压来吸卷和加速磨料,因而磨料很难进入射流的核心而得到充分加速,即磨料很难达到水的速度,这导致能量的浪费。
磨料通常采用粒度为80~150目的二氧化硅、氧化铝、柘榴石等,磨料的状态有干式和湿式两种,其供给方式分自吸式和动力机械(压缩空气和泵)输送式,大多数使用干式磨料,供给方式采用自吸式。
二、工艺特点
水射流切割加工工艺与传统的火焰切割及等离子弧切割工艺相比,具有以下优点:
1.切割精度高
使用超高压水切割可提供良好的切边品质,所加工物料无裂缝,无毛边,无浮渣,且切口小,切口平整,不产生热效应、加工硬化和应力,切缝可以达到很高的精度。
2.切割范围广
超高压水切割工艺适应性强,切割范围广,既可以切割花岗岩、玻璃、钢材及钛合金等硬质材料,又可切割布料、纸板、皮革等软材料及易变形材料等。
3.切割效率高
水射流切割加工工艺切割的速度快,生产效率高。
4.高度弹性化
从简单到复杂的图形不仅切割速度快而且切割容易。
它除可切割直线、斜线、圆弧线外,还可切割地图、各种复杂图形等。
5.操作简单
水射流切割加工不仅操作方式简单,而且程序的编辑也很容易,具有“可切割任何设计或是创意之图
形”的可用性。
6.成本低
水射流切割加工工艺以水为介质,并且零配件的使用寿命很长,这样就可减少停机的时间并降低成本。
7.安全性
水射流切割加工时不会产生灰尘及有毒气体,可提供一个清洁及安全的操作环境,并提供全面的安全设施。
综上所述,与传统的切割工艺相比,水射流切割更具有切缝窄、切口光滑平整、无热变形、无边缝毛刺、切割速度快、效率高、无污染、操作安全方便和成本低等特点。
三、发展现状
1968 年,美国密执安大学教授诺曼·弗兰兹博士首次获得水射流切割技术专利。
1971 年,利用该技术对做家具的硬木进行射流切割获得成功,引起了国际关注。
80 年代,美国又率先把水磨料射流(AWJ)切割技术推进到了实用阶段,使切割对象更为广泛。
高压水射流切割不仅可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料,而且是冷切割工艺,因此材料的物理、机械性能及材质的晶间组织结构不会遭到破坏, 且免除了后序加工。
尤其对特种材料, 如钛合金、碳纤维材料等, 其切割效果更无法比拟。
目前,已有3 000多套水射流切割设备在数十个国家的几十个行业中应用,可切割500 余种材料,其设备年增长率超过20%。
水射流切割技术一出现就受到工业发达国家的广泛重视。
在美国,水射流发展迅速,应用十分广泛。
国际上先后成立了英国流体研究公司(BHRG)、日本国际水射流学会(ISWJT)、美国水射流技术协会(WJTA)等行业组织,WJTA还组织编写了《推荐实用高压水射流设备使用手册》、《高压水射流技术基础与应用》等书, 国际上先后主办了二十几次国际射流或水射流学术会议。
所有这些都为研究者、专业生产公司、应用厂家之间的相互交流、沟通、协作提供了楔机或条件。
使得从大学到专业公司和应用厂家配套协作一条龙,对水射流发展十分有利。
目前从事水射流加工技术研究和应用的国家已超过40个,主要有美国、俄罗斯、日本、德国、瑞士、英国、法国、加拿大、澳大利亚、印度、韩国、新加坡等。
我国的水射流技术起步并不晚,始于50 年代,但主要局限于矿业运用与开发,压力为中高压水平, 直到80 年代才开始引进超高压水射流设备, 仿制与研究相结合, 用于加工航空复合材料及钦板等, 与此同时国内船舶系统也研制开发中高压系统用于清洗、除锈等舰船的修配工作。
80年代后期和90年代初国内自行研制成功了超高压水切割系统设备, 并具有自己的特色和优点, 但是在推广应用及进一步改进提高上工作还做得不够, 未能形成美国式的一条龙服务的良性循环。
我国目前已有许多单位研制开发过(出)产品及正在研制开发与应用水射流切割技术与设备。
国内的水射流学术活动也较多, 已举办过三届全国喷射技术会议、八届水射流技术讨论会, 而且几乎每届的相关国际会议都有中国学者参加。
我国众多学者为水射流技术做了大量工作, 并取得了许多较高水平的成果。
在高压水射流切割设备方面, 我国也具备设计与制造实力。
某些国产设备的指标已达国际先进水平。
我国目前水射流切割技术应用还不很广泛, 并未引起应有的足够重视, 还没有一家汽车厂采用, 这不能不说是一种缺陷, 这也正是其推广与提高的障碍。
水射流切割技术发展趋势可以概括为以下几个方面:
1.主机设计日趋完善。
如主机的超高压、大功率化。
目前水射流的压力已超过500MPa。
主机的超高压、大功率化等研究与开发十分活跃。
设计工作压力更高
的、更加稳定的高压系统是当前研究热点之一。
如国外的高压部分设计有2个高压发生器。
其中一个高压发生器工作,另一个高压发生器备用。
2个高压发生器交替工作,可以保证机床连续工作;其完善的自动诊断及保护功能使其运行更安全、维护更加简单方便;机床定位精度高,其直线定位精度为0.1076mm,重复定位精度为0.1050mm;设计了自动调高系统,能够在切割过程中自动调整切割头与工件之间的距离以保证优良的切割品质和防止砂管被撞断;此外如发展为加装多个切割刀头形式,即用一台高压系统,同时带动3- 4个喷嘴同时进行切割;加砂切割头带自动输砂装置;采用高度及碰撞感应器;增加自动化除砂系统等。
2.切割工艺参数不断优化,进一步提高效率,减少磨料消耗和降低能耗,如最佳的磨料量使用可节省成本。
储备了工件材料数据库,用户可根据工件材料种类、厚度和加工要求自动变换加工参数,操作者可自行扩展数据库。
3.控制系统追求智能化、数控化控制。
要进一步完善专用的水切割数控系统的功能,发展智能化控制,使工艺参数能在加工过程中自适应调整。
尤其是实现从一般的两轴控制系统发展为五轴的、用于3D轮廓切割的控制系统。
采用PC控制的简便的编程系统,带图形显示界面。
切割路径模拟演示,用以检查切割过程,计算切割路径长度、切割时间,核算加工成本。
4.进一步扩大超高压水射流切割加工的应用范围。
5个控制轴可以切割立体的轮廓并可以进一步扩展应用范围。
由二维的切割和去毛刺加工发展至孔加工和三维型面的加工。
与机器人相结合的水射流加工设备脱颖而出,高压水管以螺旋形绕在机器人手臂上,利用机器人手臂和手腕可使水切割头的喷嘴快速沿直线或弧线运行,达到3维加工工件的目的。
5.今后需在制作材料、加工工艺, 装配工艺等方面加大研究。
提高设备的可靠性和易损件等零部件寿命特别是关键零部件,如高压泵、喷嘴等的寿命。
由于水喷射的流速达到了2-3倍的音速,压力高达500MPa以上,由于强大的压力,很多零配件像喷嘴、砂管、密封圈等易磨损,寿命低,不得不停机进行调整更换,目前高压泵和阀体的寿命可达6000h,喷嘴的寿命可达2000h。
但多数还达不到这个指标。
故如何通过提高材料的性能,采取一系列防磨损措施,进而延长易损件的寿命,降低水切割加工成本,是今后的研究重点之一。
尽管由于目前技术水平及经济条件的原因, 使高压水射流切割技术的应用受到一定的限制,但其优异的性能,能切割其他方法无法切割或不易切割的材料,必将使它得到越来越广泛的应用。
而且随着现代科学技术的进步,它还将朝着超高压和智能化方向发展。