工艺参数对磨料水射流加工性能的影响

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1、机械工程师!""#$%工艺参数对磨料水射流加工性能的影响周建强（莱阳农学院工程学院，山东莱阳!"#!$$）摘要：影响高压磨料水射流加工效果的主要因素是水压力、磨料参数、喷嘴的横向移动速度和喷嘴悬高等。采用新的工艺可以有效提高加工效率和加工质量，这些新工艺主要包括：多次切割、倾角切割和喷嘴往复摆动切割。关键词：水射流%磨料水射流%加工中图分类号：&’()%&’#*$+,-!文献标识码：.文章编号：,$$!/!)))（!$$)）$0/$$)#/$)!"#$%%#&’(%’"#!#&")(*(+,()’"#-./0123#40’#/5#’60&"2)2)+7#/%(/

2、80) :;<520)=>20)+12345678397:;<9=>9336>9=?@5>A59=.=6>BCD7C63E9F7>7C73?@5>A59=?!"#!$$?GH>59I-.1’/0&’?&H385>9;5B7:6FJH>BH5;;3B77H33;;B37F:;5K65F>L3J5736M3785BH>9>9=5637H3J5736463FFC63?5K65F>L345N6583736F?765L36F3F433O:;9:PPD359OF759O:;;O>F759B3:;9:PPD3+Q3J73BH9>RC3F?>9BDCO>9=8CD7>45F

3、FBC7N7>9=?>845B7J>7H59=D359O:FB>DD57>:9BC77>9=?B59>846:L37H385BH>93OFC6;5B3RC5D>7A59O>9B635F385NBH>9>9=3;;>B>39BA3;;>B5B>:CFDA+@#,A(/B1?J5736/M37%5K65F>L3J5736M37%85BH>9>9=C引言越大，磨粒也能获得更大的动能，射流切割能力增加，磨料水射流技术自!"世纪#"年代应用于切削加因此，能够达到的切深就越大。切削灰铸铁时水压对切工以来，得到了迅猛的发展［$］，被广泛应用于玻璃、陶深影响趋势见图)。瓷、石材

4、、淬火钢、高温合金及层状复合材料［!S%］。近十在特定的条件下，存在最小临界值，当水压小于该年来，人们不仅研究了各种工艺参数对加工效果的影值时，射流不具有切割能力，将图)的压力*切深关系响，而且提出了许多新的工艺措施［&’(］。这些研究成果线延伸到与压力坐标轴相交时，就得到了最小切割压对扩大磨料水射流的应用范围，提高其加工性能和加力。切深与水压基本成正比关系。工质量具有重要的意义。水压增加，切口表面波纹区的波纹度减小，同时光磨料水射流目前主要用于切割各种材料，通常用滑区深度增加，但光滑区粗糙度与水压的关系并非单所能切割的深度来表示加工能力，而加工质量则用切调，而

5、是存在一个最小值，随着水压增加，表面粗糙度口壁的斜度和加工面的粗糙程度来描述。切通时，切口逐渐减小，当达到某一值时，则又随水压的增加而增壁的表面明显分为两个区域，上部为光滑区，可以用粗大。随着水压的加大，切口下边的宽度逐渐增加，因而糙度衡量；下部为波纹区，需要用波纹度描述，光滑区其加工壁的斜度减小。深度越大越好。一般加工中，波纹区的波纹是弯曲的。!"!磨料的影响D影响磨料水射流加工效果的主要工艺参数磨料对加工性能和质量的影响主要是磨料本身的影响磨料水射流加工效果的工艺参数很多，但主硬度、形状、大小以及磨料流量。用玻璃球和硅石砂及要有：形成射流的水压力，混合喷嘴离

6、开加工面的距石榴石做磨料的试验表明，即使是在较大的磨料流量离，磨料的性质和流量，切割头的移动速度等。下，玻璃球和硅石砂的切深也比石榴石砂低，其原因是!"#水压力的影响玻璃和硅石砂的硬度较后者低，而且棱角少，切削能力在一定的喷嘴尺寸和结构下，水压主要影响到射低。磨料性质对加工表面质量的影响不明显，而磨料尺流的速度，水压越大，水射流的速度就越高，其动能也寸对加工表面质量影响则较为明显，磨料尺寸越大，加)#机械工程师!""#$%工表面越粗糙，用!"目#$!"%!&’%和$("目#$""%!&’%磨喷嘴横移速度与切深的关系见图5。料加工的表面粗糙度分别为)"%!&和$*

7、%!&。喷嘴横移速度对加工表面质量也有较大影响。随由图$可知，在一定范围内，磨料流量增加，切深横移速度的增加，表面粗糙度逐渐增加，特别是当横移相应增加，但当磨料流量达到一定值后，切深随流量增速度达到某一临界值时，加工表面粗糙度迅速增加。如加而下降+%如图)。该临界值受到压力等因素的影响，压图(，其临界值的大小受磨粒性质影响较大。力增大，射流速度增加，该临界值也随之增大。在一定压力下，磨料流量增加。则参加切削的微粒增加，切深增加；但磨料流量过大时，磨料微粒间相互碰撞使磨料破碎或者尖角磨圆变钝，这都使得射流的切削能力下降，同时，对于吸入式混合磨料水射流而言，水喷嘴喷

8、出的水射流需要给磨料加速