磨料水射流加工去除模型研究

采用ANSYS Fluent对磨粒流场进行瞬态CFD仿真,得到射流过程中磨粒的分布和速度;并研究射流加工区磨粒运动机制,研究表明,新型后混合式磨料水射流加工中磨粒很容易穿过射流加工的静压区直接与工件发生作用进而去除材料。建立磨粒冲击塑性材料的冲击变形磨损模型,并结合Finnie塑性剪切磨损去除模型建立磨料水射流加工去除模型,模型表明,射流加工中心区域的材料去除量最高。根据新型后混合式磨料水射流系统进行塑性材料的磨料水射流加工试验,结果表明,射流加工中心区域材料去除最高,这是由于射流加工中心区域磨粒冲击角度较大、磨粒速度较高,材料以冲击变形磨损去除为主;远离射流冲击中心区域材料去除较低,材料以剪切磨损去除为主,与磨料水射流加工去除模型是完全一致的,证实磨料水射流加工去除模型的正确性。     

约束磨料流体抛光材料去除模型研究

为了研究约束磨料流体抛光的材料去除模型,使用Matlab软件对加工区流场进行压力和速度仿真。压力场仿真结果表明,最大压力峰值出现在限控轮与工件的最小间隙区域,并且该区域的压力梯度变化很大;速度场仿真表明,流体速度在x轴方向上占主导地位,在y轴方向上出现了侧泄,在z轴方向上速度很小。建立了冲击侵蚀去除模型,结合Finnie塑性剪切磨损去除模型建立了约束磨料流体抛光材料去除模型,模型表明,冲击角度为45°时材料去除量最高。对K9玻璃进行的约束磨料流体抛光实验表明,建立的材料去除模型与实验结果基本吻合。     

微磨料空气射流加工特性研究

通过微磨料空气射流加工普通平板玻璃的试验研究,分析了加工时间、空气压力、磨料流量、喷射距离、喷射角度、磨料种类、喷嘴结构和尺寸等加工工艺参数与微磨料空气射流加工的材料冲蚀率及玻璃表面冲蚀加工凹坑尺寸（凹坑直径和凹坑深度）之间的关系,得出了这些工艺参数对微磨料空气射流加工效果的影响规律。结果表明：喷射距离对材料冲蚀率和冲蚀凹坑的尺寸影响最大,存在一个可以获得最大冲蚀率和加工深度的最佳喷射距离;喷嘴的形状、尺寸和喷射角度的不同直接改变加工凹坑的轮廓,是影响微磨料空气射流加工轮廓结构形状的关键因素。     

微磨料气射流成形加工硅片表面粗糙度模型

微磨料气射流加工技术具有热影响区小、加工时切削力小、几乎能加工所有材料的优势,适合硬脆材料的成形加工。表面粗糙度是衡量微磨料气射流成形加工质量的重要指标之一。通过微磨料气射流成形加工硅片实验,获得表面粗糙度的实验数据。用量纲分析法归纳出微磨料气射流成形加工表面粗糙度的无量纲影响参量,获得表面粗糙度的无量纲函数通式。基于广义回归神经网络的基本结构,以无量纲函数通式中的自变量为网络的输入,因变量为网络的输出,以表面粗糙度实验数据为样本集,构建了基于量纲分析法的广义回归神经网络表面粗糙度模型。实验证明该模型能有效的预测表面粗糙度。     

微磨料气射流加工的射流仿真与分析

为了获得微磨料气射流加工技术中的喷嘴的射流状态,依据气固两相流理论,利用FLUENT软件分别对喷嘴射流的外流场和粒子的运动轨迹进行仿真,得到了射流的速度云图、速度矢量图,以及粒子的运动规律。运用实验分析了射流特性及喷射参数对微磨料气射流加工技术的影响规律。     

磨料水射流对金属材料去除力和去除模型的研究

磨料水射流抛光技术作为一种新型技术,广泛应用于表面抛光加工作业中,利用含有细小磨料粒子的抛光液在高压作用下,与工件表面发生冲击、冲蚀而去除材料,以达到抛光目的。采用单颗粒磨料粒子使材料产生塑性变形模型来研究磨料水射流对金属材料的去除力,通过对纯水射流冲击材料的作用力和射流中磨料射流对材料的作用力以及接触应力的理论推导,得出磨料射流中轴线上磨料颗粒去除金属材料最大打击力和最大剪应力以及最大拉应力;通过建立伯努利方程,得到射流压力与金属材料的剪切力和拉应力的直接关系,为工程上磨料水射流抛光喷嘴设计和泵压选择提供了理论参考依据。     

微磨料气射流成形加工表面粗糙度的研究

通过微磨料气射流成形加工玻璃试验,研究了工艺参数及其交互作用对加工表面粗糙度的影响,建立了表面粗糙度的回归模型。结果表明,气压对表面粗糙度的影响最显著,其次是靶距和喷嘴横移速度的交互作用、气压和靶距的交互作用以及靶距,而气压和喷嘴横移速度的交互作用、喷嘴横移速度对表面粗糙度的影响相对较小。表面粗糙度随着气压的增加而增大,随着靶距和喷嘴横移速度的增加先减小后增大。选用中低气压和较大靶距的组合有利于降低表面粗糙度。方差分析和残差检验的结果表明回归模型可以有效地预测表面粗糙度。     

三相磨料射流作用下材料的破坏机理研究

针对一种新型磨料射流形式，从摩擦学角度出发，分析材料在其作用下的破坏机理。结果表明材料磨蚀主要由冲蚀磨损、气蚀破坏以及它们的共混蚀损作用造成的。特别是共混蚀损，它是三相流中一种独特的现象，相互制约，相互促进，加速了材料的破坏。     

微磨料气射流加工的混砂器磨料雾化数值模拟

在微磨料气射流加工技术领域,微磨料混砂器是加工装备中的一个非常重要的功能部件。为了得到在混砂过程中混砂器内的颗粒雾化状态,基于气固两相流理论中的欧拉法和拉格朗日法,结合三维数值模拟技术对气喷射混砂器内的气固二相流进行数值模拟的研究,获得了不同的时间、压强等对混砂器内磨料的雾化混砂状态与规律。结果显示,当输入的气体时间在4s时,混砂器内颗粒雾化进入稳定状态;在时间以及气体流量不变的情况下,压强在0.5MPa-0.6MPa的范围,混砂器内颗粒的雾化效果较好。并通过实验对仿真得到的参数进行验证,结果证实了仿真的正确性。     

微磨料气射流成形加工表面波纹度研究

表面波纹度是评定微磨料气射流加工表面质量的重要指标之一。通过微磨料气射流加工硅片试验,研究了工艺参数及其交互作用对加工表面波纹度的影响,建立了表面波纹度的广义回归神经网络模型。结果表明,喷嘴横移速度对表面波纹度的影响最显著,其次分别是靶距、磨料喷射机工作压力、靶距和喷嘴横移速度的交互作用,以及磨料喷射机工作压力和靶距的交互作用,而磨料喷射机工作压力和喷嘴横移速度的交互作用对表面波纹度的影响不显著。表面波纹度随着磨料喷射机工作压力的增加而增大,随着靶距的增加先增大后减小,随着喷嘴横移速度的增加而减小。选用较低磨料喷射机工作压力和较大靶距的组合,以及较高喷嘴横移速度和中低靶距或者较大靶距的组合均有利于降低表面波纹度。基于广义回归神经网络理论,建立了表面波纹度的神经网络模型。经验证,该模型能够有效地预测表面波纹度。     

固着磨料数控加工碳化硅反射镜去除函数的研究

本文采用较为新颖的固着磨料工艺数控加工碳化硅反射镜。基于平转动加工方式的去除函数理论推导出多丸片抛光盘的去除函数模型。根据趋近因子、曲线 距离等结果对参数进行优化,由优化后的参数指导实验。通过理论模型与实验结果对比：理论最大去除率与实验偏差 ,偏差比例为5.58%;理论去除函数曲线与实验值的曲线 距离偏差 ,偏差比例为7.01%。在分析部分,引入填充因子来间接评价去除函数形状。实验结果很好的验证了理论模型的准确性。因此固着磨料工艺的加工结果有着很好的预测性,在碳化硅反射镜的精密加工领域有着极为广阔的应用前景。     

微型磨料射流加工技术的现状及应用前景

产品小型化和加工过程微型化是目前世界制造加工行业的发展趋势,机械制造业的可靠加工水平仍在微米级或亚微米级。微型磨料射流直径为10－100μm,很容易在金属、陶瓷和聚合物等几乎所有材料上切割和钻孔,是一种具有广阔应用前景的新兴微型加工技术。     

微磨料气射流加工的原理和应用

微磨料气射流加工工艺在加工制作脆性材料微构件、微机电系统(MEMS)微器件以及脆性材料的平面图案、微细孔槽结构时具有高效率、低成本的优势，该文分析了微磨料气射流加工原理，总结了国内外研究状况、技术发展趋势和应用前景。     

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垢因素，试验对比表明，它比纯高压水射流和后混合式磨料射流切割机能优越，是一种新型的，有广阔应用前景的工业切割设备。     

磨料射流的研究进展

在参阅国内外有关文献的基础上，介绍了磨料射流的基本原理，综述了磨料射流在多轴多维磨料射流加工系统，磨料喷头，环保型磨料射流及水下磨料射流等方面的研究进展。     

磨料射流加工的主要参数对冲蚀体积的影响

试验研究了前混合磨料射流加工的主要参数（压力、磨料重量比浓度、靶距、横移速度、磨料粒径大小等）对冲蚀体积率的影响。试验结果表明：压力增大，冲蚀体积率增大；在其它参数不变时为获得最大的冲蚀体积率则有一最佳的磨料重量比浓度和横移速度及靶距；磨料粒径大小对冲蚀体积影响不大。     

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。     

纳米加工和材料去除机理研究

针对钠米技术、微型机械在未来工程应用中对纳米级加工的要求,提出将扫描探针显微镜的技术和原理应用于纳米机械加工过程,实现纳米量级加工的可控性和加工结果的可观察性。给出了采用该方法进行纳米切削加工的试验结果,表明这一方法具有稳定、可靠的微加工性能。观察结果显示了材料去除加工的微观过程,被去除材料在刃前发生剪切变形前,与之约成90°的前刀面方向上切屑已充分变形。     

磨料喷射加工加工特性研究

磨料喷射加工是利用微细磨料与高压空气或其它气体混合而成的高速喷射流，依靠磨料的高速冲击，冲蚀作用而去处或修饰材料的一种特种加工方法，适用于零件的微细加工和零件的表面处理。主要分析了磨料喷射加工的原理，通过对自行设计的试验装置进行一系列试验结果的分析，研究了其加工特性。