磨液脉冲射流抛光机设计

文章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.     

磨料射流喷嘴压力场与速度场的研究

为提高磨料射流抛光加工过程中的可靠性和效率,对在磨料射流加工中起到重要作用的喷嘴进行研究具有重要的意义。该文在分析喷嘴射流机理的基础上,针对典型的喷嘴进行仿真研究,得到了喷嘴内部压力场和速度场的分布情况,同时采用有限元对喷嘴结构参数进行数值模拟分析与比较,得出不同结构参数对于流体性能的影响。最后对该仿真方法的可靠性进行了实验验证,并给出了误差率,证明了在该文中所使用的仿真方法具有可靠性,为进一步研究磨料射流喷嘴提供了实用的价值和有效的方法。     

磨料射流表面抛光研究综述

作为精密超精密光学制造工艺过程中的一个重要环节,各种新型表面抛光方法与工艺始终吸引着科研人员不断深入研究与探索。磨料射流抛光方法为小型复杂零件的表面抛光提供了一个新思路,成为精密超精密光学加工技术的重要组成部分。对磨料射流表面抛光过程中衍生的磨料水射流抛光、磁射流抛光、负压吸流抛光、磨料气射流抛光、冰粒水射流抛光、纳米胶体射流抛光的抛光原理、方法及特点进行了综述,分析了各射流表面抛光技术材料去除的最新发展;从加工原理、磨料选择、抛光精度、数学模型等方面对上述新型射流抛光技术进行深入分析与比较,其中磁射流抛光、纳米胶体射流抛光、磨料水射流抛光的抛光精度较高,可以实现表面粗糙度纳米级的超精密抛光,而磨料气射流抛光、冰粒射流抛光从加工成本上来讲则相对较低。最后,对磨料射流表面抛光在去除函数优化、精度效率的提高、应用范围扩展、在线检测、商业化应用等方面的发展趋势进行了预测。     

微磨料浆体射流抛光技术

近年来,在非传统抛光方法中,微磨料浆体射流抛光由于初始成本,无热损伤,不改变材料力学和物理性能,抛光特性不受工件抛光位置影响,被认为是当前对具有复杂表面的硬脆性材料制品进行超光滑表面加工的最有潜力方法之一.本文详细介绍了微磨料浆体射流抛光技术的应用及特点、装置设计原理及实例、材料去除机理,重点分析了喷射压力等工艺参数对抛光效果的影响,并提出了微磨料浆体射流抛光中有待进一步深入开展的研究工作.     

环形水气自激振荡射流频率数值分析

针对水气两相射流泵传能效率较低、吸气残压过大的问题,结合环形射流和自激振荡射流的优点,提出环形水气自激振荡脉冲射流的概念。以环形射流理论为基础,推导了混合相界面上的连续性方程和动量方程。采用Realizable k-ε紊流模型和欧拉多相流模型对环形水气自激振荡脉冲射流流场分别进行了定常和非定常数值模拟。计算了环形水气自激振荡射流泵的流量比q、压力比h和效率η等性能参数,绘制出基本性能曲线,并与普通环形水气射流泵进行了比较;对下喷嘴处的流体平均速度进行了非定常模拟计算,通过现场实验测试,对下喷嘴处混合相瞬时速度脉冲进行了频率分析。结果表明:与普通环形水气射流相比,环形自激振荡射流对气体的卷吸作用能力增强,且下喷嘴处的混合相瞬时速度值具有显著的脉冲主频。     

提高磨料水射流磨料混合效果的探讨

磨料水射流的性能主要取决于磨料颗粒的冲击速度。本文分析了后混合磨料水射液中磨料颗粒与水混合效果差、磨料颗粒速度低的原因，提出了四种新的混合方式，并从机理上进行了阐述。     

磨料浆体射流抛光模具钢的试验研究

通过磨料浆体射流抛光加工SKD12模具钢的试验研究,分析了浆体射流的加工参数与抛光加工工件表面质量之间的关系,得出了各个工艺参数对磨料浆体射流加工质量的影响规律。结果表明:模具钢抛光表面R_a值与磨料尺寸成正比,与工件的初始R_a值无关;走刀速度4 mm/s、喷射压力0.7 MPa、靶距5 mm、磨料浓度75 g/L时工件表面质量最佳;氧化铝磨料比碳化硅磨料抛光质量高;当走刀间距为1.25D时表面粗糙度值最低,且喷嘴直径越大表面R_a值越小。      

自激脉冲特性磨料水射流浸没式抛光数值分析与有效性实验验证

目的 提高磨料水射流在浸没环境中的加工能力,研究流体自激脉冲特性对磨料水射流抛光的影响.方法 提出一种基于流体自激脉冲特性的磨料水射流浸没式抛光方法,简称浸没式自激振荡磨料水射抛光(Submerged Self-excited Oscillation Abrasive Water Jet Polishing,SSEO-...     

微磨料水射流对工件表面抛光作用的研究

采用碳化硅固体磨粒、纯水和水溶性乳蜡(水蜡)混合而成的液体磨料,液体磨料的浓度按固体磨粒与添加液的质量比1∶ 2的比例混合,工件材料采用热作模具钢4Cr5MoSiV1,被抛光工件表面分别为未经热处理的模具钢表面和电火花加工后的工件表面.实验研究了不同粒度的固体磨粒、添加液浓度、抛光时间等对抛光性能的影响.研究表明,经过90 min的抛光,两种抛光面的表面粗糙度值Ra都呈显著下降.对于电火花加工表面,抛光90 min后的粗糙度值由最初的Ra=1.0 μm下降到Ra=0.08 μm;对于未经热处理的工件表面,抛光90 min后的粗糙度值由最初的Ra=0.36 μm下降到Ra=0.06 μm.证明微磨料水射流对工件表面具有良好的抛光作用.研究还表明,磨料液成分、抛光时间以及被抛光工件材料以及工件表面原始粗糙度等对抛光性能有重要影响.对于硬度和粗糙度较高的工件表面,宜采用具有较粗的固体磨料粒子和较高浓度添加剂的磨料液;对于硬度和粗糙度较低的工件表面,宜采用较细的固体磨料粒子和添加剂浓度较低的磨料液.对于较低硬度的工件表面,采用蜡敷磨粒的磨料液可缩短抛光时间和提高抛光的表面精度.     

面向大平面光学玻璃的射流抛光喷嘴设计

射流抛光是应用于先进光学制造业的一种新的加工方法,喷嘴是射流抛光设备的重要元件。传统的针形喷嘴加工效率较低,不能满足大平面光学玻璃的加工需求。为此,设计了新型喷嘴以提高射流抛光效率,对不同结构参数的喷嘴进行了数值模拟。模拟结果表明:新型喷嘴可满足大平面光学玻璃的加工需求;选择较小的喷嘴出口宽度、较大的喷嘴收缩角度和收缩段长度可有效地提高射流抛光的加工效率。     

后混合磨料水射流切割工程陶瓷的特性分析

对后混合磨料水射流切割工程陶瓷的特性进行了理论和实验分析，探讨了磨料水射流切割工程陶瓷切割机理，分析了改变切割工艺参数对切割深度的影响特性。     

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.     

后混合磨料水射流切割系统的研究

后混合磨料水射流是极具发展前景的一种冷态加工工艺。对后混合磨料射流切割机的工作原理及主体组成进行了分析,并针对IE-B型超高压水射流切割机所存在的不足进行了改进。结果表明：改进后的磨料水射流切割机解决了原有设备密封性能差、可靠性低、维护成本高等多方面的问题。     

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。     

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%。     

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.     

基于MAWJ刀具钝化钝圆半径的回归分析

为得到微磨料水射流加工参数与刀具钝圆半径之间的关系,综合考虑射流压力、横移速度、磨料流量、磨料粒度、靶距5个主要参数对刀具钝化钝圆半径的影响,采用正交试验设计方法设计试验。使用MATLAB软件对试验结果进行方差分析并建立回归模型,得到影响钝圆半径的主要钝化参数和回归模型方程。研究结果表明:磨料流量、横移速度和磨料粒度是影响钝圆半径的主要因素,而射流压力和靶距对其影响较小,可能是由于取值过于密集导致;由回归分析得到的预测模型能够很好地预测钝圆半径的值,其最大相对误差小于7.59%。     

磨料水射流-离子氮化复合处理对316不锈钢表面摩擦性能的影响

目的研究磨料水射流-离子渗氮复合处理对316不锈钢摩擦学性能的影响。方法采用磨料水射流、离子氮化技术分别在316不锈钢表面进行喷丸(WJ-316SS)、渗氮(PN-316SS)、喷丸+渗氮(WJ-PN-316SS)表面强化处理,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计、粗糙度测试仪、超景深显微镜、划痕仪和摩擦磨损仪等研究复合处理试样的表面形貌、表层相结构与韧性,并讨论了不同表面处理试样的力学性能以及在干摩擦条件下的摩擦学行为。结果复合处理后的试样表面形成了连续密排的凹槽织构,表面改性层含有Fe_2N、Cr_2N、CrN等化合物,离子渗氮层厚度大约为10μm,表面显微硬度(79HRC)和表面粗糙度(1.10μm)高于单一表面处理试样。在与Si_3N_4摩擦配副进行干摩擦的实验中,316SS、WJ-316SS、PN-316SS的摩擦因数分别为0.8、0.4、0.5,磨损质量分别为7.1、3.3、3.7 mg。而WJ-PN-316SS的摩擦因数在0.25附近波动,磨损质量为0.3 mg,明显低于单一表面处理试样,耐磨性能更加优异,其磨损机理主要为疲劳磨损和氧化磨损。结论磨料水射流-离子渗氮复合处理能显著改善316不锈钢的摩擦学性能。     

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。     

磁粒研磨新工艺的开发——磁粒喷洒研磨加工系统

提出了一种新的磁力研磨工艺——磁粒喷洒加工系统。它主要应用于非轴对称件的加工，并从理论上对该方法进行了初步的探讨。