磨料水射流切割的加工過程中環(huán)保無污染且沒有熱損傷產(chǎn)生。在目前的加工方法中,新出現(xiàn)的磨料水射流加工作為一種冷加工方法,由于其獨(dú)有的特性,可以說是加工領(lǐng)域的一場革命,應(yīng)用前景廣闊。本文通過粒子的沖蝕理論,微觀上就單個磨粒對材料切割過程進(jìn)行理論分析;對磨料水射流的橫移速度、射流壓力、磨料粒度、磨料流量和靶距這5個參數(shù)進(jìn)行了分析,分析它們對切割質(zhì)量的影響。以鋁合金（AL7075-T6）為試件進(jìn)行磨料水射流切割試驗(yàn),通過單因素試驗(yàn),確定了合理的工藝參數(shù)水平。進(jìn)行正交試驗(yàn),通過極差分析,得出5個工藝參數(shù)對切割質(zhì)量的影響主次關(guān)系和工藝參數(shù)的最佳組合。建立磨料水射流切割鋁合金的回歸模型,并驗(yàn)證了該回歸模型。預(yù)測值的相對誤差在允許范圍內(nèi)。根據(jù)切割試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的磨料水射流切割鋁合金模型,對所建立的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證,以檢測網(wǎng)絡(luò)模型的性能,對比所取的6組驗(yàn)證數(shù)據(jù),BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測的切割斷面粗糙度與實(shí)際切割斷面粗糙度最大相對誤差絕對值為9.09%,這說明基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的磨料水射流切割鋁合金模型精度較高。為了進(jìn)一步提高磨料水射流切割鋁合金模型精度,采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立磨料水射流切割鋁... 

【文章來源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

磨料水射流的加工的應(yīng)用實(shí)例

西華大學(xué)碩士學(xué)位論文92磨料水射切割理論研究2.1磨料水射流切割微觀機(jī)理研究磨料水射流加工是在純水射流中加入磨料，并在噴嘴內(nèi)通過高壓水加速形成高能磨料射流對工件進(jìn)行切割。與純水射流相比，磨料粒子的加入顯著提高了磨料水射流的切割能力，使得磨料水射流技術(shù)在除銹、切割以及工業(yè)清洗等方面得到了更廣泛的應(yīng)用。磨料水射流對材料的加工過程為：首先是磨料粒子對被加工材料的磨削和沖蝕，然后磨料粒子產(chǎn)生的剪切力對工件進(jìn)行破壞，磨料粒子使被加工的材料脫落，來達(dá)到對工件的加工。每個磨料粒子都可以看成一把高速流動的刀具，磨料粒子對工件加工的微觀過程，如圖2.1所示。磨料水射流對塑性材料進(jìn)行加工時，磨料射流束不能一次性完成對工件的切割任務(wù)，只能通過不斷的對塑性材料進(jìn)行推擠作用，使塑性材料產(chǎn)生月牙形狀的凸起�，F(xiàn)有的沖蝕、磨削研究證明：產(chǎn)生月牙形狀凸起原因是磨料顆粒的能量過大，這種能量足以讓加工工件的表面產(chǎn)生塑性變形，通過不斷受到新的磨料顆粒沖蝕、磨削。這種塑性變形過程不斷的重復(fù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)材料的拉伸極限時，這時候工件表面就會產(chǎn)生裂紋，被切削的材料逐漸脫離工件，從而實(shí)現(xiàn)磨料粒子對工件的去除。圖2.1磨料顆粒切割加工模型Fig.2.1Cuttingmodeofabrasiveparticle在磨料水射流切割過程中，對材料的去除方式主要是磨粒對材料的沖蝕作用，射流的壓力作用對磨料顆粒進(jìn)行加速，使得磨粒具有很大動能，同時對材料的累積沖蝕，從而達(dá)到去除材料的目的[41-43]。（1）磨料粒子的沖擊力

磨料水射流切割鋁合金模型基礎(chǔ)研究12入工件的深度增大，由于射流的能量減弱，射流的切割能力減小，工件上的射流方向與噴嘴的進(jìn)給方向相反，如圖2.2a所示。隨著射流加工的深入，射入工件的射流與原射流的偏轉(zhuǎn)將會變大，與噴嘴的進(jìn)給方向發(fā)生大的偏差，磨料粒子與水射流分離，磨料粒子繼續(xù)對工件進(jìn)行沖蝕，導(dǎo)致磨料粒子出現(xiàn)過分集中沖蝕，由于這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，使得磨料射流加工的切割面的磨削作用增加，在切割面形成階梯，如圖2.2b所示。在階梯的逐漸形成中，磨料水射流將不斷的發(fā)生偏轉(zhuǎn)，隨著階梯的不斷增加，磨削量降低，當(dāng)射流的偏轉(zhuǎn)與原射流垂直時，階梯形成[15]，如圖2.2c所示。隨著噴嘴繼續(xù)向進(jìn)給方向移動，再次進(jìn)行平滑切割磨削[43]。圖2.2磨料水射流切割過程Fig.2.2CuttingprocessofAWJ2.3磨料水射流切割工藝參數(shù)磨料水射流切割過程中，對切割性能影響的參數(shù)很多，在試驗(yàn)中，我們通常只研究對試驗(yàn)結(jié)果影響較大，并且比較容易控制的參數(shù)。其中磨料水射流系統(tǒng)參數(shù)有：聚焦管直徑、聚焦管長度、磨料粒徑、種類及磨料流量、磨料混合射流的方式、切割頭直徑、磨料射流流量、射流壓力等；加工參數(shù)有：噴嘴的切割速度、射流加工角度、靶距等。材料參數(shù)有：加工路徑、材料的厚度、加工質(zhì)量、加工方式、加工材料的種類以及材料厚度等[44]。影響工件切割質(zhì)量的工藝參數(shù)有：（1）射流壓力射流壓力是射流加工的重要參數(shù)，它對加工工件的質(zhì)量有很大的影響。一般來說，射流速度越大，磨粒的動能越大，系統(tǒng)的切割性能越高。因此在相同切割速度下，隨著

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