小型组合式自动排砂系统开题报告

1. 研究目的与意义

南京大地水刀股份有限公司，是中国最早、目前规模最大的一家专业从事"超高压水射流技术"应用产品研究、开发和生产的高新技术企业。水刀，一种利用超高压产生高速水射流的冷切割技术。其设备包括超高压泵、水刀切割头装置、数控切割台、电脑控制柜。当水被加压至60,000psi(或以上)并且从一小开孔通过时,它可切割各种软质材料包括食品,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。

目前清除水刀切割槽残留物的方式以人工挖取与吸污泵抽砂两种为主；1,人工挖取方法须先将水体放干后再以人力挖除残留物，费时费力；2,用泵抽砂的方法将切割槽内水与残留物一并抽到指定的地方堆置进行沉降分离，有时候不好清理。是因为采用的砂子中灰尘含量高，粘附的作用强，总的来说此法却相当耗费空间。

本次课题的小型组合式自动排砂系统（排砂机）是参照大地已有的大型排砂机专门为小型水刀机床设计的。

2. 课题关键问题和重难点

本课题是要求设计一种应用于小型机床的组合式自动排砂机。排砂机一般用在清理水刀水箱废砂处理上，传统人工清砂费时费力且不干净，根据设计要求，在原有大排砂机基础上进行新的小型排砂机设计，要求适用于小型机床，不干扰水刀工作。排砂机主要由排砂筒体、筒体固定架和排砂泵三大部分组成。

本课题关键问题是小型组合式排砂机整体总原理图及主要零部件的设计，排砂泵的选取，主要零件成本分析及成本计算等等。主要零件结构，尤其是复杂零件（排砂筒体、筒体固定架等类零件）的结构，首先要详细分析原有零件图纸和产品装配图，搞清楚该零件在产品中的装配关系和作用，对零件的尺寸、形状、精度、表面粗糙度进行详细分析。小型组合式排砂机装置的设计要满足以下要求：结构简单、操作方便、成本低廉且具有良好的耐用性。

本课题难点是解决排砂机筒体气密性的问题，对新产品结构、外观的设计。

3. 国内外研究现状（文献综述）

水刀，顾名思义，即以水为刀。全名叫做高压水射流切割技术。是切割行业应用越来越多的加工方式，但是想比较与其他的加工方式，水刀的发展历史是很短的。追述到水刀的发展历史，首先是在1936年，美国和前苏联工程师将水进行增压，现成高压水射流，同时利用高能水流来进行采煤以及采矿工作。但是这还算不上是真正意义上的水刀。在1950年，norman franz博士将重物致于水柱之上，迫使水从很小的喷嘴流出，获得了短暂水射流可切割木头及其他材料，从而证明了高速汇聚水流拥有较大的切割能量。因此，norman franz博士也被称为水刀之父！1956年，前苏联的技术已经可以将水切割压力加到200mpa，用之来切割岩石。1979年，mohamed hashish博士在福禄研究室，研究增加水刀切割能量的方法，于是在水中添加水切割砂石榴石。水刀加砂之后几乎可以切割任何物体。因此，mohamed hashish博士也被称为加砂水刀之父！1983年，美国出现了第一套商业化的水刀切割系统，被应用于汽车玻璃的切割。时至今日，全世界范围内的水刀技术发展都很快速，三轴、四轴、五轴甚至机器人水刀切割系统被应用于各行各业。水刀几乎可以切割任何想要加工的材料！

随着水切割技术在国际上的普及，国内的相关企业也逐渐认识到水刀的发展前景和市场潜力。国内企业纷纷投入到超高压水切割机的研制开发中来，90年代后期我国第一台水刀的研制成功，标志着我国已成为了第五个水刀生产国。虽然与世界先进国家的生产制造商相比，无论是在技术的先进性、稳定性还是在功能多样性等方面，我国的水切割机制造业还有很长的路要走。但我国的数控超高压水切割机的研制与生产在与世界先进企业逐步缩小差距的同时，出现了百家争鸣、百花齐放的新局面。数控超高压水切割机正逐步成为中国制造领域的新兴行业，其技术水平也在一定程度上影响着中国整体的制造技术水平，影响甚至带动着相关行业的发展，其经济效益与技术效益与日俱增。同时我国的水切割机制造企业在某些技术领域甚至关键技术上，实现了很多技术突破，跨入了世界水切割机技术的先进行列。水刀的功能与用途得到了更大的发挥。

南京大地水刀股份有限公司是目前中国居于领先地位、具有全球影响的一家专业从事超高压水射流技术应用产品研发、生产、销售及技术服务的高新技术企业。公司主产品超高压数控万能水切割机，又称水刀，是世界上最新的冷切割新工艺和先进制造装备。它兼有机电一体化、超高压及水射流技术与cnc自动化、自动检测与补偿、计算机辅助设计和制造、机器人应用等诸多领域的高新技术，是具有世界水平的高科技产品。

4. 研究方案

1、搜集查阅各方面资料，翻译老师提供的外文文献。初步了解排砂机的构成，从而确定小型组合式排砂机的总体方案设计。

2、根据需求详细计算排砂机容积具体数值。确定排砂机筒体的基本参数（外径、内径、高度等）。

3、利用solidworks软件计算机建模，根据实际情况构建出排砂机整体结构以及进行装配并进行干涉检查。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。

第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至毕业设计管理系统。