磨料水射流切割石材加工表面质量的试验研究

文中对高压磨料水射流切割石材的加工表面质量进行了试验研究,分析了水射流压力、靶距、切割速度和磨料流量对加工表面质量的影响。结果表明:当水射流压力增大时,光滑区切割深度增大,而表面粗糙度先减小后增大;当靶距增加时,表面粗糙度增大,而切割光滑区切割深度减小;当切割速度增加时,表面粗糙度增大,而光滑区切割深度迅速减小;当磨料流量增加时,表面粗糙度减小,而切割表面的光滑区深度先增大后减小。     

磨料水射流切割面粗糙度研究

该文对在磨料水射流切割过程中,切割速度和磨料质量流率两点进行讨论。磨料颗粒采用直径为80目的石榴石。测量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。该文文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。     

磨料水射流切割铝合金质量模型研究

通过理论研究,分析了磨料水射流去除材料机理及其影响因素。采用正交设计法,进行铝合金切割试验。以切割断面的表面粗糙度值为研究对象,对测得的试验数据进行极差分析。分析结果显示,射流压力、切割速度和磨料流量对切口表面粗糙度的影响较大;靶距和磨料粒子的尺寸对切口表面粗糙度的影响次之。用回归分析方法,建立了磨料水射流切割铝合金材料的表面粗糙度模型。通过试验验证,模型的误差在1.98%~5.14%之间。     

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。     

高压磨料水射流切割效率与表面粗糙度的试验研究

磨料水射流切割技术应用的关键是正确选取工艺参数。因工艺参数较多且各参数与切割效率和表面粗糙度之间存在着复杂的非线性关系,给合理参数的选取带来困难。为探求主要工艺参数水压力、磨料流量、进给速度和靶距与切割效率及表面粗糙度的内在联系,对水射流切割铝合金和不锈钢进行了试验研究,研究结果为水射流切割工艺参数的选取提供一定参考依据。     

应用模糊理论预测磨料水射流切深模型的建立

以理论为基础,应用磨料水射流切割加工时的工艺参数:水射流压力、射流横移速度和磨料流量等实验数据,建立一个模糊控制模型。这个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。给出磨料水射流切割铝合金实例。     

基于模糊神经网络的磨料水射流切割质量的研究

基于模糊神经网络建立了磨料水射流精密切割的模型.工件厚度、磨料流量、加工表面的粗糙度和射流压力三个是模糊神经网络的输入,切割速度是模糊神经网络的输出.以JJ-Ⅰ水射流切割机床为实验装置,YL12硬铝作为试件材料进行实验研究,获取样本数据.试件表面粗糙度用TR200粗糙度仪测试.在MATLAB上用样本数据对模型进行训练.用训练好的模型计算给定条件下磨料水射流的切割速度,并以该速度进行线性切割.获得的切割表面粗糙度值基本符合给定的精度要求.     

磨料水射流切割陶瓷材料的加工表面质量研究

对磨料水射流切割氧化铝陶瓷的加工表面质量进行了试验研究,对磨料水射流切割陶瓷的切口结构形状进行了论述与分析,并分析了工艺参数对加工表面质量的影响。结果表明切口断面从上往下很明显地分成三部分:光滑区、波纹区和破碎区,光滑区的加工表面粗糙度随着水压力的增加、喷嘴横移速度和磨料粒度的减小而减小;靶距增加,表面粗糙度先减小,后增加。     

磨料水射流切割钢板过程参数优化研究

利用田氏正交试验(L27)进行磨料水射流切割06Cr19Ni10钢板实验,将切割后工件断面表面粗糙度作为评测加工后工件表面质量的标准,选取的过程参数变量为:射流压力、喷嘴横移速度、靶距、磨料粒径和磨料流量。对实验数据进行回归分析,得到表面粗糙度关于5个过程参数变量的回归模型,通过响应面分析法对过程参数进行优化,得到最小表面粗糙度值对应的参数值。再利用人工神经网络对实验样本数据进行训练学习,得到表面粗糙度的最小预测值。分别通过人工智能算法(遗传模式搜索算法和模拟退火法)对过程参数优化,然后通过整合的人工神经网络-遗传模式搜索算法-模拟退火法技术对过程参数进行进一步优化,得到最小表面粗糙度值对应的最佳工艺参数值。通过实验验证了寻优结果的可靠性,通过对比,该整合技术相比单一的遗传模式搜索算法或模拟退火法,大大降低了表面粗糙度值和缩短了寻优时间。     

磨料水射流抛光45钢工艺参数优化

对磨料水射流抛光45钢进行了研究,分析了材料的去除机理,在已有材料去除模型基础上,设计了正交实验,对不同参数组合下磨料水射流加工45钢的表面粗糙度、材料去除率进行了MATLAB数据分析,同时从材料去除机理方面对磨料粒度、射流压力、横向进给速度、靶距、喷嘴冲蚀角度等加工参数对于抛光表面质量和材料去除率的影响程度和影响趋势进行了分析。最终结合加工面表面粗糙度和材料去除率,选出45钢抛光加工最优加工参数组合。     

磨料水射流铣削钛合金深度与表面粗糙度研究

磨料水射流铣削技术柔性大、工艺参数复杂,其加工性能难以有效控制。针对这一问题,本文首先通过响应曲面法研究了磨料水射流铣削钛合金时典型工艺参数对铣削深度和表面粗糙度的影响,并采用传统回归方式建立了经验预测模型;其次在结合磨粒磨损理论、高斯轮廓模型和表面成形分析的基础上,进一步建立了铣削深度和表面粗糙度的半经验预测模型;然后利用实验数据进行了参数标定;最后通过实验验证和对比了两种模型。结果表明,两种预测模型的平均误差均小于15%,相比经验模型,半经验模型既可以解释参数影响和铣削机理,又可以保证预测的准确率和稳定性,对于控制铣削深度和表面质量具有重要价值。     

磨料水射流切割钛合金材料的试验研究北大核心CSCD

针对传统工艺对钛合金等难加工材料切割存在诸多弊端的问题,应用磨料水射流(AWJ)技术切割难加工材料可以有效避免工件温度积聚及刀具损伤等,在非淹没条件下对钛合金材料进行切割加工,通过正交试验法对试验结果进行分析,得出水射流压力、靶距及喷嘴移动速度在切割过程中的影响权重,并对3个加工参数进行排序,优化出最佳加工参数组合为A_(3)=280 MPa、C_(1)=10 mm、B_(1)=200 mm/min。试验表明,AWJ技术可显著提高材料的去除率,有利于钻屑的回收利用。对切割过程中的几何因素、动力学特性及材料物理性质进行量纲分析,依据相似第二定律(π定理)建立磨料水射流切割深度与各因素之间的无量纲函数关系式,给出各影响参数的耦合关联性。分析磨料水射流切割钛合金材料最优参数,对磨料水射流技术应用于切割难加工材料有一定的实际意义。     

高压磨料水射流切割玻璃纤维增强塑料的试验研究

对玻璃纤维增强塑料的水射流切割工艺进行了试验研究。分析了进给速度、压力、磨料流量、靶距4个主要工艺参数对切割效率、切割断面粗糙度、切缝宽度和断面斜度的影响关系。通过极差分析法确定了最优的工艺参数组合;借用Matlab编程软件对正交试验数据进行非线性多元回归分析,得到磨料水射流切割效率和切割断面粗糙度的工艺参数经验模型。     

基于嵌入式的磨料水射流切割机智能控制系统的研究

设计了一种基于嵌入式技术的磨料水射流切割机智能控制系统.该控制系统接收工件厚度、磨料流量、加工表面的粗糙度和射流压力,经过模糊神经网络和ARM嵌入式内核处理后输出控制交流伺服电机的驱动信号,进而实现一定的速度补偿,最终使磨料水射流切割机进行精密切割.实验结果表明,该控制系统具有一定的稳定性,能到达切割精度的要求.     

磨料水射流切割混凝土的深度预测模型

在对磨料水射流切割混凝土分析基础上,应用BP人工神经网络理论,建立磨料水射流切割基于射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度等射流参数的深度模型,通过模型预测结果与实验结果的比较,验证模型具有一定的精度,为实际运用和进一步研究提供参考。     

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。     

磨料水射流抛光技术进展综述

磨料水射流抛光技术具有加工材料范围广、无热加工影响、能满足非线性与复杂曲面零件需要的高形状精度和高表面粗糙度要求等优势,在精密加工领域具有良好的研究价值和应用前景。首先对加工质量高敏感的工艺参数,如射流动能、喷嘴结构、磨料类型、加工路径等研究进行综述,总结了不同材料加工的工艺参数,分析了不同形状的去除函数加工的适用性;然后对磨料水射流与其他技术结合而衍生出的一系列新技术进行了总结,比较各种新技术的特点;最后对磨料水射流加工及其材料去除函数模型研究的发展趋势进行预测。     

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。     

磨料水射流钻削工程陶瓷试验研究

针对工程陶瓷材料加工性能要求高,传统加工方法难以保证加工质量,提出将磨料水射流用于陶瓷钻削加工.通过理论研究,建立磨料水射流钻削深度的理论模型以及分析陶瓷钻削断面质量.基于大量试验数据,分析磨料水射流钻削参数对陶瓷钻削深度和孔壁表面粗糙度的影响.研究表明,射流压力、横移速度、磨料流量和靶距,对工程陶瓷钻削性能具有显著的影响.同时陶瓷孔内壁有锥度产生,钻削盲孔时由于射流的阻塞作用,在盲孔底部会形成袋状结构.     

液体磁性磨具光整加工TC4钛合金的试验研究

为解决TC4钛合金材料难加工问题,采用液体磁性磨具对TC4钛合金进行了表面加工试验。通过调整工艺参数,采用田口方法对TC4钛合金液体磁性磨具光整加工的工艺参数进行优化。采用单因素试验法,研究磨料类型、磨料粒径、工件转速和电流强度等工艺参数对液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料加工性能的影响,并总结各工艺参数对工件表面粗糙度的影响规律。根据信噪比的望大特性分析得出,在液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料的加工过程中,当使用2 000目的白刚玉,主轴转速为500 r/min,电流强度为1.5 A加工时,工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa达到了86.10%。液体磁性磨具光整加工TC4材料表面的最优工艺参数组合为:2 000目的白刚玉,主轴转速为700 r/min,电流强度为2.0 A。同时得出各工艺参数对工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa的影响大小依次为:磨料类型磨料粒径工件转速电流强度。当采用2 000目的白刚玉配置的磨料进行加工时,工件的表面粗糙度Ra达到了0.096μm。采用液体磁性磨具光整加工技术可以有效地降低TC4钛合金材料的表面粗糙度和提升其工件表面加工质量,显著改善了传统加工方式中存在的烧蚀和烧伤现象。