磨料水射流具有超強(qiáng)的切割能力,可實(shí)現(xiàn)對(duì)絕大部分難切削材料的切割,但射流切割后的工件往往存在拖尾、切口錐度等質(zhì)量缺陷,限制了該技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。本文從射流的結(jié)構(gòu)及能量分布入手,分析了射流的沖蝕特性及其對(duì)材料的破壞去除機(jī)理,研究了切割缺陷的形成機(jī)理及主要特性,剖析了工藝參數(shù)對(duì)各項(xiàng)切割指標(biāo)影響的根本原因及內(nèi)在聯(lián)系,多角度構(gòu)建模型并給出了工藝參數(shù)的快速選擇策略,提出了多種可改善切割質(zhì)量的切割方法,并探索了提升切割效率的堆疊切割方法。主要內(nèi)容如下:（1）磨料水射流加工機(jī)理研究及沖蝕特性分析。分析射流的結(jié)構(gòu)特征和磨料顆粒、射流速度及射流能量的分布規(guī)律,分別從磨料顆粒和水的角度研究射流沖蝕難切削材料的破壞去除機(jī)理,結(jié)合磨料水射流沖蝕的各項(xiàng)特性,提出了基于傾角沖蝕的磨料水射流沖蝕特性分析模型,并基于該模型分析了磨料顆粒的沖擊和剪切作用對(duì)材料破壞去除的影響,驗(yàn)證了磨粒沖擊作用在材料破壞去除過(guò)程中的主導(dǎo)地位。（2）拖尾和切口輪廓的形成機(jī)理及其相關(guān)特性研究。分析基于射流能量徑向分布的拖尾形成理論的不足,基于被廣泛認(rèn)可的切割臺(tái)階形成理論,提出了拖尾形成機(jī)理,并對(duì)比驗(yàn)證了理論下的拖尾形貌;分析射流的有效沖... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

后混合磨料水射流加工系統(tǒng)

如圖7-1所示,根據(jù)第四章的研究,切割深度隨橫移速度的變化并不是線(xiàn)性的,隨著橫移速度的增加,切割深度先急劇降低后緩慢減小并趨于穩(wěn)定。射流對(duì)具有一定厚度工件材料的切割,若當(dāng)橫移速度為U2d時(shí)射流所能達(dá)到的切割深度是工件厚度值的兩倍,橫移速度提升到Ud后,切割深度迅速降低至工件的厚度值,此時(shí)可剛好實(shí)現(xiàn)對(duì)工件材料的切斷。橫移速度的提升所減少的切割時(shí)間為:

不同的堆疊策略對(duì)最終的切割結(jié)果必然會(huì)存在較大的影響,在所有被堆疊工件寬度一致的前提下,材料的種類(lèi)和厚度是堆疊策略需要考慮的主要因素:若被堆疊工件的材料種類(lèi)和厚度都相同,則只需要考慮堆疊總厚度對(duì)切割結(jié)果的影響;若被堆疊工件的材料種類(lèi)或者厚度有所不同,則還需要研究堆疊次序?qū)η懈罱Y(jié)果的影響。如圖7-2所示。不同于常規(guī)的磨料水射流切割,堆疊切割涉及到層與層之間的過(guò)渡以及材料與材料之間的過(guò)渡,過(guò)渡區(qū)域的切割特性和切割質(zhì)量對(duì)整體切割質(zhì)量有很大的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[5]基于SPH/FEM的磨粒加速過(guò)程及材料去除機(jī)理研究[D]. 余豐.山東大學(xué) 2012
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