生物陶瓷材料具有良好的理化穩(wěn)定性和與生物組織的親和性,但其具有的硬度高、脆性高、韌度低等特性,使得傳統(tǒng)機械加工方法加工異型曲面等復雜零部件時,不僅工藝性差、成本高、效率低,并且易產(chǎn)生細小裂紋以及應力集中,降低了疲勞強度,影響了工件的綜合性能和使用壽命。磨料水射流銑削是一種新型特種冷加工方法,具有加工柔性高、加工范圍廣、工件無熱變形區(qū)等獨特優(yōu)勢。因此,本文以磨料水射流加工理論為基礎,從磨料水射流沖蝕性能、工藝參數(shù)對銑削表面形貌的影響、銑削深度與表面粗糙度數(shù)學模型的建立等方面展開對磨料水射流銑削生物陶瓷表面質(zhì)量的研究,主要研究內(nèi)容如下:1.磨料水射流工作原理及加工生物陶瓷機理研究。分析了磨料水射流的工作原理和射流結構,介紹了主要射流參數(shù),以短管流體流動為基礎構建水射流的沖擊力模型,與磨料水射流對工件材料的沖擊力作了對比,結合磨料水射流沖蝕實驗,探究磨料水射流與工件材料的相互作用及材料破碎機理;2.磨料水射流沖蝕性能研究。通過Fluent數(shù)值模擬噴嘴系統(tǒng)內(nèi)外流場,分析噴嘴內(nèi)流場的流動特性與外流場中射流的結構、水和磨料的速度分布,并通過磨料水射流外流場沖蝕過程的數(shù)值模擬,分析沖蝕過程中射流及其...

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 生物陶瓷材料概述
        1.1.1 生物陶瓷特性
        1.1.2 生物陶瓷的加工
    1.2 磨料水射流加工概述
        1.2.1 磨料水射流的分類與優(yōu)缺點
        1.2.2 磨料水射流加工技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 磨料水射流加工技術的應用與發(fā)展趨勢
    1.3 課題目的、意義及主要研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目的、意義
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
第二章 磨料水射流加工基礎理論
    2.1 射流流體基本理論
        2.1.1 流體運動的描述
        2.1.2 流體的基本特性
        2.1.3 流體的力學運動方程
    2.2 磨料水射流的基本工作原理
        2.2.1 純水射流的工作原理
        2.2.2 磨料水射流的工作原理
    2.3 磨料水射流的射流結構與主要參數(shù)
        2.3.1 射流結構
        2.3.2 主要參數(shù)
    2.4 磨料水射流加工生物陶瓷機理
        2.4.1 磨料水射流的沖擊力模型
        2.4.2 磨料水射流與工件的互相作用
        2.4.3 磨料水射流加工的材料去除機理
    2.5 本章小結
第三章 磨料水射流沖蝕性能影響研究
    3.1 磨料水射流噴嘴內(nèi)外流場數(shù)值分析
        3.1.1 噴嘴內(nèi)外流場數(shù)值模擬
        3.1.2 噴嘴內(nèi)外流場特性
    3.2 磨料水射流沖蝕過程數(shù)值分析與能量分布研究
        3.2.1 射流沖蝕過程的數(shù)值模擬
        3.2.2 磨料水射流沖蝕性能分析
        3.2.3 磨料水射流外流場能量分布
    3.3 磨料水射流沖蝕性能實驗研究
        3.3.1 磨料水射流沖蝕實驗設計
        3.3.2 純水射流沖蝕性能
        3.3.3 磨料水射流沖蝕性能
        3.3.4 沖蝕性能對比分析
    3.4 本章小結
第四章 磨料水射流銑削加工表面形貌研究
    4.1 單道與多道銑削生物陶瓷表面形貌研究
        4.1.1 單道與多道銑削實驗方案
        4.1.2 工藝參數(shù)對單道銑削表面形狀的影響
        4.1.3 工藝參數(shù)對多道銑削表面形狀的影響
        4.1.4 實驗結果分析
    4.2 磨料水射流銑削生物陶瓷銑削策略研究
        4.2.1 平面形狀銑削實驗方案
        4.2.2 工藝參數(shù)對平面形狀的影響
        4.2.3 實驗結果分析
    4.3 磨料水射流銑削生物陶瓷表面粗糙度研究
        4.3.1 銑削實驗方案
        4.3.2 工藝參數(shù)對表面粗糙度的影響
        4.3.3 實驗結果分析
    4.4 磨料水射流銑削生物陶瓷表面硬度研究
        4.4.1 測試方法
        4.4.2 實驗條件與樣件
        4.4.3 銑削表面硬度結果
    4.5 本章小結
第五章 磨料水射流銑削生物陶瓷經(jīng)驗數(shù)學模型的建立
    5.1 經(jīng)驗數(shù)學模型的研究現(xiàn)狀分析
    5.2 磨料水射流銑削深度模型
        5.2.1 最大單次銑削深度模型的建立
        5.2.2 銑削深度模型的建立
        5.2.3 銑削深度模型的實驗驗證
    5.3 磨料水射流銑削生物陶瓷表面粗糙度模型
        5.3.1 銑削表面的成形過程
        5.3.2 表面粗糙度模型的建立
        5.3.3 表面粗糙度模型的實驗驗證
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄：作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文



本文編號：3850561