前混合磨料水射流切割脆性材料研究

提出在有防爆要求的场合下,利用前混合磨料水射流冷切割技术对混凝土等脆性材料进行切割.对脆性材料的切割机制进行研究,建立切割冲蚀模型,分析受冲击区的应力.对混凝土试块进行切割实验,并对分析同切割深度的不同形态所产生的因为.研究表明:在切割初始阶段,高速磨料以较小角度冲击、磨削材料,形成较光滑的切割磨削区;随切深的增加,材料在磨料粒子大角度冲击下形成斜条纹状的变形磨削区.前混合磨料水射流对混凝土等建筑脆性材料具有良好的切割效果,在易燃易爆等应急场合进行切割作业具有独特优势.     

磨料水射流切割技术

本文列举了作者应用自行设计的前混合式磨料水射流切割试验装置完成的切割试验，分析了磨料水射流切割金属材料的原理及该项技术的切割优点，认为磨料水射流切割是很有发展前途的冷加工新工艺，可作为一种新的特种加工工艺加以推广。     

基于稳健性设计的磨料水射流参数优化

磨料水射流加工技术是非传统的加工技术,它依靠高压、高水速和高速砂粒磨料作用在工件上去除材料,而在磨料水射流切割加工过程中存在切割深度和表面粗糙度较难控制的问题。基于稳健性设计理论、变量分析和信噪比,利用L9正交试验,对磨料水射流的压力、磨料流量、靶距和磨料粒径等加工过程参数进行优化。分析了加工参数的影响优先级,得出了磨料水射流加工参数的最优值,建立了切割深度信噪比回归模型并通过检验证明模型可靠。稳健性设计前后结果对比表明,切割深度和表面粗糙度比优化前有明显提升,从而提升了磨料水射流的加工质量。在实际加工不锈钢304中验证了结果的可靠性和该方法的可行性,为磨料水射流加工技术的推广提供了指导。     

磨料水射流仿真分析与试验研究

为有效保持油田的稳产增产,磨料水射流技术逐渐被应用于油田生产.磨料水射流切割利用高速混砂液体的射流来完成切割作业,具有安全、多能、环保、便捷、高效的特点.本文对前混式磨料水射流切割的喷嘴结构进行了优化设计计算,采用计算流体力学的方法,利用CFD仿真软件,对不同喷嘴类型﹑喷嘴长度和不同锥角角度的喷头的工作情况进行数值模拟...     

磨料水射流切割与激光切割,等离子切割的比较分析

根据大量实验研究结果，对磨料水射流切割与激光，等离子切割进行综合比较分析。阐明了磨料水射流对板材切割的适应性，合理性和经济性。     

磨料水射流切割机制研究进展

从单个磨料颗粒造成的冲蚀入手,综述了磨料水射流切割机制的研究进展,介绍了磨料射流切割过程中的微观切割模型、微观机制的扫描电镜分析结果,被切割材料的内部应力分析,水射流的水楔效应和跃迁速度以及材料切割的宏观分析结果.提出今后对磨料水射流切割机制的研究应从数值模拟研究、专家系统和模糊理论的应用、空化切割机制以及液相-颗粒薄层的阻尼效应等方面入手.     

磨料水射流二次逆向切割对断面质量的提升研究

针对磨料水射流切割过程中存在的拖尾余纹、切缝锥度和切割留尾问题，基于磨料水射流切割理论，设计了3组不同因素组合下的单次正向切割、单次1/2速度正向切割和二次逆向切割试验，探讨了3种不同切割方式下的断面形貌产生机理，并对试验结果进行对比分析。结果表明，二次逆向切割可降低表面粗糙度约52%~85%，可降低切缝锥度约66%~72%，同时可消除切割留尾。因此，高压磨料水射流采用二次逆向切割的方式可以显著提高磨料水射流切割工件的断面质量。     

微细磨料水射流切割技术的研究进展

产品小型化和加工过程微型化是现代制造加工业的发展趋势,为适应微器件的精加工,在常规磨料水射流切割技术基础上,微细磨料水射流切割技术逐渐改进和发展起来了。微细磨料水射流直径在1~100 μm之间,比常规磨料水射流直径(500~1200 μm)小一个数量级,其割缝宽度、表面质量已达到激光切割的加工水平。微细磨料水射流特别适合对金属、陶瓷、半导体以及高分子聚合物等难加工的硬脆材料进行微细加工,是一种具有广阔应用前景的全新微型加工技术。为了解该项技术的最新发展情况,该文介绍了微细磨料水射流的特点、射流的生成方式及切割机理,以及影响切割性能的主要参数和部分工业应用实例,最后提出了微细磨料水射流切割技术有待深入研究的问题和今后的发展趋势。     

微磨料水射流机床悬臂梁的有限元分析

微磨料水射流切割机床的切割精度与机床数控平台、数控系统精度以及水射流工艺参数直接有关,同时还与安装水射流切割头及其附件的悬臂梁刚度和绕曲变形有关.针对微磨料水射流机床的重要部件悬臂梁进行了Solidworks三维建模,基于ComsWorks进行了静态和模态分析.分析表明,微磨料水射流切割机床悬臂梁固有一阶、二阶、三阶和四阶频率分别为20Hz、31Hz、91Hz和104Hz.为了避免引起共振,负载频率应以一定幅度错开其固有频率.现有悬臂梁结构具有足够的刚度.     

磨料水射流切割技术及其应用

阐述了磨料水射流的切割原理及低压磨料水射流切割机的工作原理和主要构造。并详细论述了低压磨料水射流切害虫机具有结构简单、操作方便、切缝质量好、切割效率高,并能对复杂图形实现智能化切守旧等优点,它是切割玻璃、陶瓷、大理石及花岗石等难切割材料的理想设备。     

三相磨料射流切割试验研究

为了研究三相磨料射流切割加工的工艺参数对加工效果的影响以及对加工机理的解释,运用喷嘴直径为0．3mm的前混合三相磨料射流系统对Q235钢板和普通玻璃进行了切割加工试验,加工的工艺参数包括气体压力和靶距。对Q235钢板进行了针对靶距和气体压力的单因素试验,发现气体压力对材料的去除量影响很大,气体压力越大,去除量越大;靶距越大,去除量越小,但是变化比较缓慢。气体压力和靶距之间的交互作用很微弱。通过试验数据建立了金属去除量和驱动气体压力的数学模型,对三相磨科射流切割加工技术应用有参考意义和实用价值。     

磨料射流切割机的试验研究

本文介绍了前混合式磨料射流切割机的结构,工作原理以及用该机对金属和非金属材料进行的切割试验,指出射流工作压力、喷射靶距、喷嘴横移速度、磨料重量比浓度等是影响工作能力的主要因素,喷嘴直径及其内腔结构、磨料粒子尺寸等也是影响割缝宽度及表面形态的因素.试验对此表明,它比纯高压水射流和后混合式磨料射流切割机性能优越,是一种新型的、有广阔应用前景的工业切割设备.     

磨料浆体射流切割机床及切割性能研究

将磨料浆体射流技术应用于切割领域，研制出相应的切割机床，避开了国外该项技术中的高压动密封问题，并对该机床的切割性能进行了正交试验，同时，将磨料浆体射流机床与前混合磨料水射流机床的切割性能进行了比较研究,　研究表明，影响磨料浆体射流切割性能的主要因素依次是切割速度、切割压力和靶距；在相同切割条件下，磨料浆体射流机床与前混合磨料水射流机床的切割力大致相同，但磨料浆体射流机床的切割质量明显好于后者，切割能耗大大低于后者。     

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。     

射流束切削时在边壁约束下的直径增大变形及加工表面质量研究

利用氯化钠晶粒射流切削生物骨材料时,射流束变形可能会导致骨材料切削断面产生预期之外的损伤,不利于生物组织的后期恢复。为探索射流束切削加工时在边壁约束下产生的变形,以及相应加工表面的质量特点,设计了磨料水射流切削可视化实验。使用高速摄影机拍摄磨料水射流加工过程,利用可视化手段观测射流束变形情况,并使用表面粗糙度Ra表征加工表面质量。研究发现,射流束在前端边壁与两侧边壁共同约束下存在沿切削进给方向的直径增大变形,该变形使加工表面粗糙度沿切深的减小幅度增大及出现频率增多。最后对表面粗糙度Ra沿切割深度的变化数据进行二次处理,提出了一种新的建立磨料水射流切削材料表面粗糙度预测模型的思路。     

Study and evaluation of abrasive water jet cutting performance on AA5083-H32 aluminum alloy by varying the jet impingement angles with different abrasive mesh sizes

This article describes the experimental investigation of abrasive water jet (AWJ) cutting on AA5083-H32 aluminum alloy. In this study, the influence of varying the jet impingement angles and abrasive mesh sizes with different water jet pressures, on the output parameters for the AWJ cutting of the aluminum alloy, was analyzed. The experimental results found that the output parameters, namely, the depth of penetration, top kerf width, kerf taper ratio, surface roughness, and abrasive contaminations, were strongly influenced by the combined effect of oblique jet impingement angles and abrasive mesh sizes on AWJ. Also, it is noticed that oblique jet impingement angles have more influence on the output cutting responses than the normal jet impingement angle, and consequently, each abrasive mesh size has an influence on the different output responses for the AWJ cutting of AA5083-H32. Scanning electron microscope and microhardness tester were used to examine the different cutting regions of the kerf wall surfaces. The Energy-dispersive X-ray spectroscopy analysis was used to confirm the amount of silicon particles embedded in the AWJ cut surfaces. The adequacy checking of the experimental data for the AWJ cutting performance models has been analyzed through the residual plots using the statistical software.     

三相射流去毛刺工艺的试验研究

金属切削毛刺是影响精密零件棱边质量及使用性能的主要因素之一。三相射流去毛刺技术是一种柔性工艺方法。三相射流去毛刺的作用过程和机理非常复杂,不仅与射流及作用条件有关,而且与材料的性质及毛刺的形状密切相关。通过正交试验,分析了三相射流工作条件对材料去除量和冲蚀深度的影响,讨论了磨料粒度与加工表面粗糙度的关系。     

The optimal cutting times of multipass abrasive water jet cutting

Cutting is one of the most important applications of abrasive water jet. However, there are always some quality defects in the cross section cut by abrasive water jet. It is found that multipass abrasive water jet cutting can effectively improve the cutting quality. In this paper, two types of multipass water jet cutting were summarized and redefined clearly first. Then, taking AISI 304 stainless steel as the workpiece, the cross sections after cutting with different cutting times were analyzed and compared with that after single cutting. The overall roughness and the overall taper of the section were obtained by a reasonable method. Besides, in order to give consideration to both the cutting quality and the processing time, the concept of quality improvement rate was put forward. On this basis, with the improvement rate as the index, the optimal cutting times for cutting AISI 304 stainless steel with multipass abrasive water jet were analyzed from two aspects of surface quality and kerf taper, and the optimal cutting times of cutting other materials by multipass abrasive water jet can be studied according to the same idea. The study of this paper provides important reference for the application of multipass abrasive water jet cutting.     

水下高围压磨料射流模拟装置的设计及试验

提出了水下高围压磨料射流切割模拟试验装置并对其进行了试验，实现了水下切割环境的模拟，成功地解决了水下高围压条件下磨料的供给，得出了靶距及射流压力对水下磨料射流冲蚀性能的影响规律。