基于回归方法的超高压水射流切割质量研究

磨料水射流（AWJ）是高速水与磨料混合对材料进行加工的一种新型冷态高能切割技术。为了获得较高的加工效率和表面质量,必须精确控制水射流加工的各种工艺参数。在通用旋转组合试验设计基础上,采用回归分析方法建立了AWJ切割表面质量与切割速度、磨料流量、试件厚度的数学模型;通过模型对磨料水射流切口表面质量预测,预测结果与试验结果基本一致,说明模型能很好地满足加工需要。     

磨料水射流抛光技术的研究现状

磨料水射流抛光是新出现的一种精密加工技术。本文综述了国内外学者对磨料水射流抛光技术的研究情况，介绍了磨料水射流抛光机理和各工艺参数对抛光效果的影响，指出了目前磨料水射流抛光加工中存在的问题。     

微磨料水射流抛光硅片的实验研究

采用微磨料水射流对硅片进行抛光实验研究。根据后混合磨料水射流原理,通过设计实验,在选取合适磨粒直径和其他参数的条件下,采用微磨料水射流对硬脆性材料的表面进行抛光是完全可行的。并以正交试验设计为依据,分析在抛光硅片过程中,微磨料水射流主要加工工艺参数对表面粗糙度的影响。通过分析该实验结果的相关指标,可知抛光效果较好,因此用微磨料水射流对硅片的抛光是可行的。     

磁场辅助微细磨料水射流加工系统的研制

通过研制磁场辅助微细磨料水射流加工系统以提高微细磨料水射流加工的稳定性,增强磨料水射流的能量,提高其加工能力。该加工系统主要由多轴运动装置、磁场发生装置、气液增压系统、微细磨料混合装置及其控制系统组成。微细磨料水射流的增压系统采用气液增压方式;磨料供给装置采用前混合式;利用Ansys软件优化设计磁场分布,以便获得喷嘴内均匀分布的磁场;其控制系统主要以PLC为核心控制元件,实现对喷嘴的运动、磁场、系统供压、磨料供给等的集成控制。通过设计人机交互控制界面实现磁场辅助微细磨料水射流加工系统的在线操作及控制。     

磨料水射流切割微晶复合材料的工艺参数对光滑区粗糙度的影响

本文通过单因素试验,研究了磨料水射流切割微晶复合材料时射流压力、靶距、切割速度和磨料流量对光滑区粗糙度的影响规律,进行了正交试验,得出了磨料水射流各工艺参数对光滑区粗糙度影响的重要程度主次顺序,并且得出了最优工艺参数组合。试验结果表明:在磨料水射流切割微晶复合材料时,射流压力增加,光滑区粗糙度先减小后增加;靶距增加,粗糙度增大;切割速度增加,粗糙度增大;磨料流量增加,粗糙度减小。优化后的加工工艺参数为:射流压力260 MPa、靶距4 mm、切割速度144mm/min、磨料流量590 g/min。     

超声辅助微细磨料水射流加工装置的研制及实验研究（英文）

为了提高磨料水射流的加工性能,设计了超声辅助微细磨料水射流加工系统,磨料供给采用前混合方式。超声喷嘴装置是该系统的关键,并研究了其加工机理,利用超声振动产生具有空化效应的脉冲水射流,通过脉冲射流的高强度动压力作用和空化作用以提高磨料水射流的加工能力。变幅杆是超声装置的核心部件,通过有限元分析验证变幅杆的性能,确保变幅杆能够有效且准确地工作。冲蚀实验证明:超声振动作用可以提高冲击力及材料去除率。然而,随着振幅的增加,表面质量下降。     

超声辅助微细磨料水射流加工装置的研制及实验研究

为了提高磨料水射流的加工性能,设计了超声辅助微细磨料水射流加工系统,磨料供给采用前混合方式。超声喷嘴装置是该系统的关键,并研究了其加工机理,利用超声振动产生具有空化效应的脉冲水射流,通过脉冲射流的高强度动压力作用和空化作用以提高磨料水射流的加工能力。变幅杆是超声装置的核心部件,通过有限元分析验证变幅杆的性能,确保变幅杆能够有效且准确地工作。冲蚀实验证明:超声振动作用可以提高冲击力及材料去除率。然而,随着振幅的增加,表面质量下降。     

不锈带钢磨料水射流除鳞工艺研究

除鳞参数的选择在很大程度上影响着除鳞效果,为了提高不锈带钢磨料水射流除鳞效果,在简述磨料水射流的除鳞机理和主要工艺参数的基础上,通过实验研究了不锈带钢磨料水射流除鳞系统参数与除鳞效果之间的关系,在尽量保证外部条件不变的情况下,采用参数依次寻优的方法进行实验,并应用图像处理技术和最小二乘法对实验结果进行处理分析,找出了不锈带钢磨料水射流最佳除鳞参数组合,包括系统压力、流量、带钢移动速度、靶距及磨料浓度。基于最优参数的除鳞系统既可以提高除鳞效果,改善产品质量和结构,也可以降低生产成本。     

磨料水射流多细孔加工液压系统的参数计算及实现

论述了磨料水射流加工的相关机理,提出了不需喷嘴,直接通过流经多细孔的流体与孔壁的作用而进行加工的思路,指出了加工中的4个关键因素,即流体速度、流体状态、系统流体状态分布以及磨料粒度.确定了系统参数配置方案,以主管程为突破口进行参数配置,在主管程参数配置已到极限的情况下,再启动旁路管程进行参数配置,最终达到参数最优化.最后以一个实例给出了液压系统参数设计的详细过程.     

微磨料水射流加工技术的发展

微磨料水射流加工技术的射流直径在10 μm～100 μm之间,较常规磨料水射流直径(500 μm～1200 μm)小一个数量级,在微加工领域仍保持常规磨料水射流的许多的性能,尤其适宜对硬脆材料、复合材料等难加工材料进行微加工.目前其孔加工精度已达到相当于激光微加工技术的水平.为加深对该新技术的最新发展的理解,本文介绍了微磨料水射流加工技术射流生成方式、装置设计的关键技术、主要参数对加工性能的影响及部分应用示例.最后提出了微磨料水射流加工技术中有待深入研究的工作.     

三相磨料射流技术弹药除锈应用研究

为了改善弹药除锈修理作业环境,提高除锈的效果和效率,促进弹药修理的现代化.在弹药锈蚀原因和危害的基础上,阐述目前弹药除锈方法、存在的缺点和不足.从维修费效比的综合权衡更加合理考虑,提出利用一种新型的弹药除锈方法--三相磨料射流技术弹药除锈,分析三相磨料射流技术弹药除锈的机理、优点、工作原理和设备组成,并通过试验证明三相磨料射流除锈的可行性.得出结论:利用三相磨料射流技术对弹药除锈具有广泛的应用前景.     

合金盘条高压磨料水射流除鳞系统实验研究

目的 对合金盘条高压磨料水射流除鳞系统进行优化.方法 建立一条合金盘条高压磨料水射流除鳞系统实验装置,研究材质、工作压力、喷嘴数量、移动速度、磨料浓度、靶距等参数对除鳞效果的影响;应用图像处理技术对除鳞效果量化为除净率并加以分析,采用MATLAB软件对系统压力、喷嘴数、移动速度、磨料浓度及靶距对除鳞效果进行拟合分析.结果 设计了年产5000吨合金盘条高压磨料水射流除鳞系统,参数为:额定压力45 MPa、额定流量10 m3/h、最大除鳞速度40 m/min、磨料质量分数35%、靶距20 mm、喷嘴12个.结论 高压磨料水射流除鳞系统能满足合金盘条除鳞的设计要求,应用前景广阔.     

高分子添加剂对磨料水射流切割质量的影响

通过磨料水射流和在磨料水射流中加入不同浓度高分子添加剂切割大理石的对比实验,测量了在不同工况下切缝表面不同位置测点的粗糙度。试验结果表明:在相同工况下,高分子添加剂磨料水射流较磨料水射流能减小切缝表面粗糙度,提高切缝表面质量;不同浓度高分子添加剂磨料射流对切缝表面粗糙度影响不一,存在最优浓度为3×10~(-4);磨料水射流切割中,走刀速度过慢和过快时获得切缝表面最小表面粗糙度的靶距较正常走刀速度大;高分子添加剂磨料射流切割中,不同走刀速度下获得切缝最小表面粗糙度的靶距趋向一致。     

在役油罐内壁除锈喷嘴外流场数值模拟

针对在役单层油罐改造成双层罐的除锈问题,选用磨料水射流喷嘴为研究对象,使用计算流体力学方法,进行了混合磨料水射流对油罐内壁除锈效果的数值模拟。以射流打击靶面的最大剪切力和冲蚀磨损率作为评价指标,研究结果表明:前混合磨料水射流达到相同的除锈效果相较于后混合磨料水射流所需的射流压力更低,射流入射压力为20 MPa时,除锈效果较理想且具有较好的经济性;剪切力在靶面上存在一个核心作用区,最大剪切力位置不在靶面中心处;冲蚀磨损率随磨料的体积浓度、磨料粒径、磨料密度的增大而增大,而最大壁面剪切力不随其增大而变化。     

磨料水射流切割面粗糙度研究

对在磨料水射流切割过程中进给速度和磨料流量两点进行了讨论。磨料颗粒采用直径为80目的石榴石。测量了切割不同深度的粗糙度。实验结果表明:对切割表面影响最大的是切割速度。同时也研究了切割面粗糙度和磨料水射流其他参数之间的关系。     

经济型自激振荡磨料射流抛光机设计

针对生产中复杂曲表面抛光存在的问题,利用水锤振动效应和粒子冲蚀磨损理论形成的磨液脉冲射流对复杂曲表面进行柔性化抛光加工,设计制造了磨液与压缩空气形成多相介质的脉冲射流抛光机设备,该机适用范围广,有较好的经济效益和社会效益,属于绿色加工。     

基于混合策略的磨料水射流切割工艺参数的优化

提出了一种模糊逻辑理论与遗传算法相结合的混合方法,该方法可以优化在给定材料厚度的条件下,磨料水射流切割各种材料的工艺参数。本文以理论为基础,应用实验数据建立了模糊控制模型。这个特殊的模糊控制模型可以预测在任何给定一组加工参数时,可获得的切割深度。遗传算法结合模糊模型可以自动确定磨料水射流切割各种材料时的最佳参数组合。通过对磨料水射流切割黑色花岗岩这一实例的研究,验证了该混合方法是有效的。     

前混合磨料水射流切割参数对表面粗糙度的影响

采用前混合磨料水射流对Q235碳素结构钢进行切割实验,测量样品切口表面粗糙度;研究前混合磨料水射流的切割压力、喷嘴出口直径、切割靶距、切割速度和切割深度对样品切口表面粗糙度的影响规律;结合实验数据,建立表面粗糙度二次非线性回归预测方程。研究结果表明：前混合磨料水射流的切割压力、喷嘴出口直径与表面粗糙度呈负相关关系;切割靶距、切割速度、切割深度与表面粗糙度呈正相关关系;各因素的影响权重大小依次为：喷嘴出口直径、切割深度、切割压力、切割速度、切割靶距;影响表面粗糙度的实质因素为磨料流量和磨料能量;建立的表面粗糙度二次非线性回归预测方程的平均偏差为7.99%。     

基于LS-DYNA仿真的射流加工参数分析

目的通过LS-DYNA对磨料射流冲蚀切削进行仿真,研究相关工艺参数对切削参数的影响。方法采用磨料水射流对Al_2O_3陶瓷进行了单点冲蚀仿真和切削仿真研究,其中水和磨料粒子采用SPH方法建模,氧化铝陶瓷工件采用FEM方法建模,并通过SPH-FEM耦合算法,实现射流冲蚀切削过程的仿真。结果分析射流冲蚀过程仿真和切削过程仿真可知,射流加工前期,由于射流中磨粒碰撞与反弹,使壁面成不规则"V"型。初始阶段,切深随计算时间呈线性增加,同时壁面对磨粒产生制约作用,从而使加工处的孔深基本不再增加。由于磨粒在冲蚀处壁面底部的冲蚀作用,使凹坑底部宽度增加并迅速趋于稳定。同时切削仿真与冲蚀仿真也存在一定区别,主要由于切削过程设定了移动速度。结论将仿真结果与实验结果进行比较可知,切削深度随着泵压的增大而成线性增大,切深随磨料流量的增大而增大,随靶距和横移速度的增大而减小。其中切深与磨料流量、靶距、横移速度均为非线性关系,工件最大切深与计算时间不呈线性关系增长。