西北大学本科毕业论文设计开题报告.doc

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1、西北大学本科毕业论文（设计）开题报告登记表学生姓名性别学号学院化工学院年级专业指导教师姓名指导教师专业技术职务副教授开题报告日期2013年3月27设计题目压力水切割机切枪设计开题报告内容选题来源1．教师指定（√）2．教师课题（）3．创新基金项目（）4．自选（）论文（设计）选题的背景与意义、理论与实证准备、拟解决的问题、研究（设计）方法与技术路线1、背景与意义：水射流技术是最近20多年发展起来的一门技术，有其独特的优越性，一问世变受到青睐，得到迅速发展及应用。目前这项技术已在航空、汽车、建材、石油、化工、煤炭、机械、冶金及医学等诸多行业

2、广泛应用。水切割展示出它能做一些其他简单的工艺不能完成的加工，它可以在钛上打孔，可在石头或玻璃上切割各种花样，这些都表现出了水刀自身的独特性。它在切割材料时没有产生热，在这种冷态加工过程中，它产生的超音速的水箭射在切割材料表面时能达到理想的效果，水与沙的混合，更加增强了其切割能力。除了上述之外，水切割机是目前在世界上最高产能的一种机器，它优于其他的加工技术，如火焰切割，等离子加工，激光加工，电火花加工，车铣刨加工等。同时，水切割不会产生有害的气体或液体，不会在工件表面产生热量，它是真正的多功能的，高效率的，冷切割加工。上世纪90年代中

3、期，国外研究的高压水射流压力已经达到690Mpa;进入二十一世纪，800Mpa水切割机已在国外试制。现在，国内超高压水射流产品的水射流压力也已经达到300Mpa.综上所述，水刀加工业被认为是最万能的和最快速成长的行业。2、理论与实证准备水射流切割技术又称超高压水刀。当水被加压至很高的压力并且从特制的喷嘴小开孔(其直径为0.1mm至0.5mm)通过时,可产生一道每秒达近千公尺(约音速的三倍)的水箭，此高速水箭可切割各种软质材料包括食品,纸张,纸尿片,橡胶及泡棉，此种切割被称为纯水切割。而当少量的砂如石榴砂被加入水射流中与其混合时,所产生

4、之加砂水射流,实际上可切割任何硬质材料包括金属,复合材料,石材及玻璃。高压水的形成关键在于高压泵。70Mpa以下高压泵技术已比较成熟，70Mpa以上的超高压水国内仍需使用增压器增压。增压器的工作过程一般是从油泵来的低压油推动增压器的大活塞，使其往复运动，大活塞的活动方向则由换向阀自动控制。另一方面，供水系统先对水进行净化处理，然后由水泵打出低压水，进入增压器的低压水被小活塞增压后压力升高。由于高压水是经增压器的不断往复压缩后产生，而增压器的活塞需要换向，势必使从喷嘴发出的水射流压力是脉动的。为获得稳定的高压水射流，需将产生的高压水进入

5、蓄能器然后再流到喷嘴，从而达到稳定压的目的。所产生之高压水经由高压过流入切割刀头而直达被加工材料，因此另一个关键环节是节流喷嘴。喷嘴一般采用人造(或天然)红宝石或蓝宝石或者硬质合金、陶瓷等，直径通常是0.1mm至0.5mm，水流通过喷嘴后以1000m/s的速度喷出。3、拟解决的问题1、高压下加砂的磨损问题2、高压密封问题3、切割斜度问题4、故障率高，不变维修5、易回水，难清理，使用麻烦6、零件多，形状复杂，制造成本高4、设计方法与技术路线查找文献以及相关书籍研究水切割切割头传统的设计方法和结构，研究比较现存切割枪头的优缺点，然后将设计

6、的系统进行模拟运行。具体的内容包括以下几点：①.文献以及相关书籍的查询②结构的整体设计③对设计结构进行模拟④选定结构材料⑤对材料机构进行强度校核⑥总结、提交设计写作提纲（除题目外，具体到三级标题）：题目：压力水切割机切割头结构设计摘要1．绪论1.1水射流技术的发展和应用1.2高压水射流结构的切割原理和特点1.2.1水射流切割原理1.2.2WJ切割机理1.3磨料水切割的切割机理和应用范围1.3.1磨料水射流的切割机理1.3.2磨料水射流切割的主要相关规律及影响1.3.3磨料水切割的应用1.4磨料水切割在国内外的发展1.4.1磨料水射流在

7、国外的发展现状1.4.2磨料水射流在国内的发展现状2．磨料水切割整体方案2.1高压水产生原理和特点2.2磨料水射流形成原理2.3总体方案的选择2.4几个基本参数的确定3.切割枪头设计3.1磨料水射流切割机里3.1.1AWJ切割机理3.1.2磨料水切割机目前存在的不足3.2磨料喷嘴设计3.2.1磨料喷嘴设计计算3.2.2基本参数设定3.2.2.1磨料参数的选择3.2.2.2磨料喷嘴参数设计3.2.2.3磨料喷嘴的材料选择和强度设计3.3磨料混砂强度设计3.3.1混砂腔设计壁厚ts3.3.2混砂腔壁厚附加量C3.4水喷嘴参数设计4.水切割

8、机的应用参数4.1切割深度4.2靶距4.3切割表面质量5．切割枪头结构图总结与展望参考文献致谢附图1压力水切割枪头装配图附图2磨料混砂腔附图3磨料喷嘴附图4压紧螺母附图5水喷嘴附图6弹簧夹头附图7进砂管附图8回水管工作步