磨料水射流切割工程陶瓷的机理及实验分析

通过对磨料水射流切割机理及形貌分析,从理论上探讨了磨料水射流形成的液固两相射流是具有一定冲蚀动能的冷态单点动能能源,可对工程陶瓷材料进行冲蚀切割,并发现磨料水射流冲蚀材料的破坏主要是由气蚀破坏、磨料水射流的冲击作用,磨料水的动压作用以及引起的疲劳破坏和水楔作用所致.利用高压磨料水射流切割设备对工程陶瓷进行切割实验,分别对三氧化二铝、碳化硼、碳化硅等工程陶瓷材料进行切割,分析了压力、喷嘴横移速度、靶距等切割参数对其切深的影响.结果表明:磨料经冲蚀工程陶瓷以后,如石榴石磨料经冲蚀作用之后,可重复利用价值很小.     

磨料水射流切割工程陶瓷机理分析

高压磨料水射流切割工程陶瓷时，切割破碎物料机理极其复杂。本文以流体力学和材料断裂力学为理论基础，结合试验对工程陶瓷的切割加工进行了研究，为磨料水射流技术在脆性材料加工领域中进一步推广应用提出理论假没。     

磨料水射流等现代切割技术的研究与分析

首次根据大量实验研究结果，对磨料水射流切割与激光，等离子切割进行了综合研究分析。阐明了磨料水射流对板材切割的适应性，合理性和经济性。文章对磨料水射流切割技术的发展及其推广应用，具有实用价值和指导意义。     

工程陶瓷的等离子弧切割实验研究

在分析采用激光、磨料水射流、电火花线切割等方法切割工程陶瓷技术的现状与特点的基础上,提出采用附加阳极等离子弧切割工程陶瓷的基本思想,通过实验证明上述方法可行且具有独特的优点。     

磨料水射流等现代切割技术的研究与分析

首次根据大量实验研究结果，对磨料水射流切割与激光、等离子切割进行了综合研究分析。阐明了磨料水射流对板材切割的适应性、合理性和经济性。文章对磨料水射流切割技术的发展及其推广应用，具有实用价值和指导意义。     

高压水磨料射流切割的力学特性与模型

通过理论分析与实验测定，分析和建立了高压水磨料射流切割的力学特性与模型，得到水射流的流量系数为０．７５，磨料射流的平均流速系数为０．９５。认为水射流主要通过水介质的滞止动压进行切割，磨料射流主要通过磨粒的冲击动压进行切割。给出了射流切断面积速度与材料破坏能量的关系曲线。     

高压水磨料射流切割的力学特性与模型

通过理论分析与实验测定，分析和建立了高压水磨料射流切割的力学特性与模型，得出水射流的流量系数为０．７５，磨料射流的平均流速系数为０．９５。认为水射流主要通过水介质的滞止动压进行切割，磨料射流主要通过磨粒的冲击动压进行切割。给出了射流切断面积速度与材料破坏能量的关系曲线。     

一种磨料水射流试验工作台的研制

介绍了磨料水射流试验工作台的系统组成及其工作原理，通过分析磨料水射流加工的工作机理给出了喷射系统的结构及部分参数。试验表明，通过调整工艺参数，本磨料水射流试验工作台可对材料进行表面抛光、去毛刺、清洗、剥层、切割等加工和实验。     

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。     

高压水射流的CFD仿真及分析

利用计算流体动力学(CFD)的方法对高压水射流进行了多相流的数值模拟,侧重研究在稳态湍流下的两相流和三相流条件下的水射流的动态特性,比较分析了淹没射流与非淹没射流下磨料水射流与纯水射流的区别,并对可视化的图形图像和计算结果进行了分析研究,结果表明,非淹没条件下磨料水射流是高压水切割工具的有效形式。     

基于拟水平正交实验法的磨料水射流切割性能研究

磨料水射流切割作为一种新型的冷切割技术,凭借较强的切割能力和良好的切割质量,越来越多的应用到工程领域中。为了探究不同切割参数对磨料水射流切割性能的影响,采用拟水平法设计实验方案,进行钢板切割实验。实验结果表明:射流的切割能力与泵压和切割转速成正相关,喷嘴直径和切割靶距存在一个最佳范围,堆积作用和淹没状态都对切割性能有不同程度的影响。     

磨料水射流切割石材的应用研究

本文依据实验结果,对磨料水射流技术切割石材的机理进行了分析和研究,同时分析和探讨了切割工艺参数对切割深度的影响。     

Kerf characteristics in abrasive waterjet cutting of ceramic materials

An abrasive water jet (AWJ) can provide a more effective means for precision cutting of ceramic materials as compared with conventional machining methods, but many aspects about this cutting technology are still under flux and development. In this study, experimental techniques based on statistical experimental design principles and theoretical investigations were conducted to study AWJ cutting of alumina-based ceramics. Semi-empirical cutting depth equations are determined for the prediction and optimization of the AWJ cutting performance. Topographical characteristics of uncut-through kerf and the effects of various parameters are discussed. In addition, visualization studies are conducted to develop further understanding of the macromechanics of the AWJ cutting process.     

An experimental study of the effect of high-pressure water jet assisted turning (HPWJAT) on the surface integrity

This study deals with the effect of High-Pressure Water Jet Assisted Turning (HPWJAT) of austenitic stainless steels on chip shape and residual stresses. The machining of the austenitic stainless steels represents several difficulties. Recently, research has shown that the introduction of a high-pressure water jet into the gap between the tool and the chip interface is a very satisfactory method for machining applications. In this article, the effect of a high-pressure water jet, directed into the tool-chip interface, on chip shapes breakage and surface integrity in face turning operations of AISI 316L steel has been investigated. Tests have been carried out with a standard cutting tool. The cutting speeds used were 80 and 150 m/min, with a constant feed rate of 0.1 mm/rev and a constant cutting depth of 1 mm. Three jet pressures were used: 20, 50 and 80 MPa. Residual stress profiles have been analysed using the X-ray diffraction method in both longitudinal and transversal directions. The results show that jet pressure and cutting parameters influence the residual stresses and the chip shapes. Using a high-pressure jet, it is possible to create a well fragmented chip in contrast to the continuous chip formed using dry turning. It is also possible to control the chip shape and increase tool life. When the jet pressure is increased the residual stress at the surface decreases; however it is increased by an increase in cutting speed. It can be concluded that surface residual stresses can be reduced by the introduction of a high-pressure water jet.     

数控超高压水射流切割技术的特点及其应用

超高压水射流技术是符合绿色制造概念的一种新型技术,是集泵、阀、密封、液压、自动化控制为一体的综合性新技术、新工艺.超高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法,具有传统的切割方式难以比拟的优点.本文论述了数控超高压水射流切割机的基本工作原理、水射流切割的加工形式和水射流切割机床的组成,阐述了数控超高压水射流切割机的加工特点及其应用领域,并对超高压水射流切割技术发展趋势进行了展望.     

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。     

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%。     

The effect of cutting jet variation on striation formation in abrasive water jet cutting

Abrasive water jet machining is an emerging technology which can shape almost all engineering materials, but it also produces a characteristic striated surface finish which limits its potential applications. In this study, the characterisation of different materials' cut surfaces is investigated using a scanning electron microscope. The effect of abrasive particle distribution in the jet on striation formation is detailed. A non-invasive technique, Laser Doppler Anemometry, is used to analyse the abrasive particle distribution in the jet. Furthermore, the mechanisms of striation formation are discussed in detail and an effective striation minimisation technique applied to the cutting process is outlined.