试析磨料水射流切割模型建立及其实验研究

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1、莱阳农学院硕士学位论文磨料水射流切割模型建立及其实验研究姓名：李维华申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：周建强20060601浆阳农学院硕士学雠论文{

2、j：J业磨料水射流切割模型建立及其实验研究摘要磨料水射流(AbrasiveWaterje!，简称AWJ)，是在高速水射流中加入磨料粒子形成的高能磨料射流柬，是目前唯一的冷态切割技术。一般来说，磨料，K射流可以加工任何材料，特别在常规方法难以加工的材料切割中得到了广泛的应用。然，而，其切割条纹限制了该项技术的推广和应用。本文主要研究内容：1．根据磨料水射流切割过程中的“两阶段”理论，即整个切割深

3、度方向上分为“切割磨削阶段”和“变形磨削阶段”。推导了磨粒切割初始速度的公式。建立了一个二维的，基于难加工材料的，可以预测切割深度模型。2，为论证所建立的磨料水射流切割深度模型准确性，设计了一个切割花岗岩的实验。影响磨料水射流切割模型的参数有18个之多，在所有的参数中，切割速度、水射流压力、悬距对射流切割深度的影响最为明显，取它们作为试验的基本参数。对磨料各个参数对切割深度的影响进行了研究。3．对磨料水射流的切割质量进行了实验研究，通过改变水射流压力、切割进给速度来研究切割断面质量，对AWJ切割机理和切割过程进行了分析，探讨了AWJ切割断面的形貌特征及其

4、形成机理，认为是射流断面磨料动能的分布不均和射流的偏转滞后造成了AWJ切割断面斜条纹和曲线及尖角处的尖端，提出了两种提高磨料水射流切割质量的方法。关键词：磨料水射流；数学建模；切割深度；切割质量浆⋯牲学院顺1．学位沦文1绪沦TheEstablishmentofCuttingModelsLndExr"totalStud)andExoerlmentalron，AbrasiveWaterjetAbstractAblasiveWaterict(AWJ)，whichistheohiycuttingtechnologyrealizedincoldness，isthe

5、lligh—poweredabrasivejetformedbyaddingabrasiveparticlesintohigh—speedwaterjet．GenerallyspeakingAbrasiveWaterjetcouldmachineanysortofmaterials．Especially，itiswidelyappliedtothosematerialswhicharehardmachinedbyconventionalmachining．However,itswavinesslimitsitsfutureapplicationThema

6、inresearchescontentsofthearticlearethefollowingsExpatiatetwophasetheoryamongAWJcuttingprocess，thatis“cattinggrindingphase”anddistnrtiongrindingphase”intilecuttingdepthdirection，Thentheinitializationvelocityofabrasiveparticlesiscalculated．Thisarticleaimstoestablishatwo-dimensional

7、AWlcuttingmodel，whichfocusesoncattinghatd—processedmaterialsandcanevaluatetilecuttingdepthinadvanceByagranite。cuttingexperhnent，themodelisprovedtoberelativelyaccuratetoevaluatetheAWJcuttingdepth2Inordertoprovetileaccuracyoftilenewly—establishedmathematicalmodel，auexperimentisdesi

8、goedtoCutgranite．TherearevariousparametersinfluencingAWJcuttingdepthmodel，asmanyasI8amougwhichcuttingspeed，waterjetpressure，air-gaptakemostimportantroles，therefore，theyarechoseuasbasicexperimentalparametersByagranite-cuttingexperiment．themodelisprovedtoberelativelyaccuratetoevalu

9、atetheAWJcuttingdepth．3Experimentalstudy