磨料水射流切割YW1硬质合金深度预测模型

研究旨在为硬质合金的加工提供一种新方法,试验通过高压磨料水射流切割YW1硬质合金,以单因素试验分析了射流压力p、切割速度v、靶距L以及磨料流量Q对光滑区切割深度的影响,并分析了切割断面质量。结果表明:单因素试验中,最大切割深度的参数分别为:压力280 MPa,切割速度1 mm/min,靶距6 mm,磨料流量499 g/min;切割断面分为3层:光滑区、波纹区和破碎区。结合单因素和正交实验数据,以BP神经网络理论为基础,利用MATLAB建立了光滑区切割深度预测模型,经验证所建立的模型绝对误差为0.004 2~0.553 8 mm,相对误差平均值为11.5%。     

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。     

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%。     

可溶性晶体性质对生物骨材料切削质量影响因素探究

为了弥补传统磨料水射流可能造成的磨料残存不利于组织愈合且存在毒害影响的不足，采用具有生物相容性的氯化钠、蔗糖和木糖醇3种可溶性晶体颗粒为磨料，通过改变横移速度和靶距对牛股骨进行切削，测量其表面粗糙度和切削深度，探究可溶性晶体性质对生物骨切削质量的影响。结果表明：氯化钠、蔗糖和木糖醇3种可溶性晶体颗粒作为磨料掺入射流束中，能够明显改善纯水射流切削生物骨材料的质量；可溶性晶体的密度、硬度、溶解性和晶体结构等性质对切削质量均有影响，在能够完全切透骨样的情况下，其中的密度差异表现最明显，密度小的可溶性晶体加工得到的骨样粗糙度更小；在不能够完全切透骨样的情况下，其中的溶解性差异表现最明显，溶解速度慢的晶体加工得到的骨样切削深度更大。在试验设计的参数条件下，3种可溶性晶体射流都能够完全实现生物骨材料的稳定切割，用密度最小的木糖醇颗粒为磨料切削时，在压力为280 MPa，横移速度为10 mm/min，靶距为1 mm时，表面粗糙度值Ra最小，Ra值为3.19μm；用溶解速度慢的蔗糖为磨料，在压力为280 MPa，横移速度为10 mm/min，靶距为1 mm时，最大切削深度值为47.15 mm。     

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%。     

便携式磨料水射流系统切割X60钢的试验研究

磨料水射流切割技术能够满足油气储运设备设施应急抢修切割的需求。通过切割试验研究了便携式磨料水射流切割系统对管线钢的切割特性,得到压力、靶距和横移速度对切割深度的影响关系,提出了切割深度预测模型。结果表明:切割深度与切割压力成正比,与靶距和横移速度成反比。切割深度模型对切割结果预测的最大误差为15.04%,最小误差为0.87%,平均误差为5.98%,表明切割深度模型在一定参数范围内能够有效指导切割工艺的制定。     

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.     

磨料射流铣削工艺参数优化

目的对表面粗糙度和材料去除率作为输出参数的磨料水射流铣削45#钢过程进行研究,旨在寻找最优加工参数。方法对射流去除材料机理进行了分析,设计并进行了以磨料粒度、射流压力、横向进给距离、靶距为加工工艺参数的田氏正交实验。采用Minitab对不同实验参数组合下磨料水射流加工45#钢的表面粗糙度、材料去除效率进行了数据分析,并从材料去除机理方面,对4种加工工艺参数对于铣削表面质量和材料去除效率的影响程度和影响趋势,以及各因素之间的交互作用进行了分析。结果对射流铣削面表面粗糙度影响较显著的因素是横向进给距离,射流压力次之;对于材料去除效率,磨料粒径的影响最显著,横向进给距离次之。结论综合材料去除效率和表面粗糙度值,选出最优加工参数:磨料粒径2000目,射流压力120~160 MPa,喷嘴横移距离1.0~1.5 mm,靶距约30 mm。     

基于磨料水射流的C/SiC复合材料切槽加工实验研究

实验采用磨料水射流对C/SiC复合材料进行切槽加工实验研究,探究了加工参数对切割深度的影响规律;分析了切槽形貌、材料损伤形式和切割机理。结果表明,在一定参数范围内,切割深度随射流压力和靶距的增大而增大,随进给速度的增大而减小;造成切槽深度、切缝宽度不均匀的主要原因是磨料水射流的雾化作用和二次冲蚀作用;切割面损伤形式主要为基体微裂纹、纤维断裂、界面层脱粘;材料去除形式为碳纤维和碳化硅基体材料脆性断裂去除;碳纤维对基体裂纹扩展具有一定的阻碍作用。     

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。      

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。     

超声辅助磨料水射流加工机制及去除模型研究

为了增强磨料水射流的加工效果,设计了超声辅助微细磨料水射流加工系统。通过喷嘴内变幅杆的超声振动,将声能与射流压力能叠加,增强磨料水射流的脉动行为,形成脉冲射流。通过数值计算的方法研究了流场轴线上的声压分布及磨粒在流场中的运动特性,探究了脉冲射流的加工机制及硬脆材料去除机制。通过切槽实验分析了系统压力、振幅及靶距对冲蚀深度的影响规律,实验结果证明,施加超声振动可有效降低系统压力,最佳靶距为8～10 mm。基于实验结果,利用MATLAB建立了硬脆材料的去除深度预测模型。     

应用弹性砂轮对铝合金镜面磨削工艺研究

目的解决铝合金手机外壳传统抛光工艺中存在的抛光效率低等问题。方法采用聚氨酯弹性砂轮对6061铝合金进行了磨削加工,使用正交试验研究了磨料粒度、进给速度、切削深度、砂轮线速度对加工表面粗糙度及材料去除率的影响。试验中使用折线走刀方式进行加工,可减轻磨料分布不均带来的影响。使用白光干涉仪测量了加工后表面的粗糙度,通过计算单位时间内工件的质量变化得出了去除率,并通过对结果的综合优化得出了最优工艺参数。结果在选取的16组磨削工艺参数中,可获得的最低表面粗糙度为44.87 nm,最大去除率为0.329 g/min。对表面粗糙度影响最大的因素为磨料粒度,影响最小的因素为进给速度;对材料去除率影响最大的因素为切削深度,影响最小的为进给速度。经过综合优化,最佳工艺参数组合为:砂轮600#,转速2000 r/min,切削深度0.04 mm,进给速度20 mm/min。结论弹性聚氨酯砂轮应用于铝合金磨削可提高加工表面质量,可简化工艺流程,节省备料和安装调整时间,从而提高效率。     

304不锈钢水射流强化工艺的多目标优化设计

目的得到水射流强化技术工艺参数(水压、靶距、速度、进给量)对304不锈钢表层性能指标(残余应力、硬度和粗糙度)的影响程度。方法采用X射线残余应力分析仪、三维形貌仪和显微硬度计,分别测试304不锈钢水射流后表面的残余应力、粗糙度和显微硬度值。利用显著性方法分析正交试验结果,并通过多目标优化设计对不同水射流工艺参数下的强化效果进行综合性研究。结果影响304不锈钢表层性能指标的水射流工艺参数由强到弱的顺序依次为:进给量、水压、速度和靶距。经过多目标优化设计,得到了304不锈钢水射流强化工艺参数的最佳组合:水压300 MPa,靶距15 mm,速度400 mm/min,进给量0.125 mm。结论水射流工艺参数的制定主要考虑进给量和水压两者的影响,而速度和靶距对表层性能指标的影响较小。     

喷油器深孔圆度加工工艺参数优化研究

以某柴油机喷油器深孔加工为例,采用单因素试验法,研究切削速度、进给速度及切削液油压对深孔圆度的影响规律.基于Box-Behnken三因素三水平试验,建立圆度的二次回归模型,通过方差和响应面分析,得到最优的工艺参数组合并进行验证.结果表明:喷油器深孔加工最优工艺参数为切削速度为4600 r/min、切削液油压为11.5 ...     

微磨料空气射流加工玻璃微流道结构研究

采用微磨料气射流加工技术(MAJM),对普通硅酸盐玻璃进行微流道槽加工.对通过掩膜加工与非掩膜加工效果相比较,得出在掩膜加工过程中,由于磨料的二次反弹冲蚀作用,所加工出的槽,槽壁较陡;在掩膜加工过程中,改变喷射距离、喷射压力、喷嘴移动速度和磨料流量四个加工参数,对加工槽的轮廓、加工过程中的材料去除率、磨料的流量效应进行研究,得出当喷射距离为4 mm,喷射压力为0.5 MPa,喷嘴移动速度为1.0 mm/s,磨料流量为0.117 g/s时,加工效果最好.通过倾斜喷射与掩膜加工相结合,研究了磨料磨粒的二次反弹冲蚀现象,为复杂三维微结构的加工,提供了一种新方法.     

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。