冰粒水射流表面抛光实验研究.pdf

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1、2012年12月机床与液压Dec．2012第40卷第23期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．40No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．23．009冰粒水射流表面抛光实验研究郭宗环，雷玉勇，陈林，王永韦(西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039)摘要：对冰粒水射流抛光进行实验研究。在选取合适冰粒直径和其他参数的条件下，根据后混合磨料水射流原理，用冰粒水射流对硬脆性材料的表面进行抛光。选用的抛光试件为未经过热处理的45钢，抛光喷嘴内

2、径为3．175mm，冰粒直径为0．5～2mm，冰粒贮存温度为一20～一50℃。设计正交试验，分析冰粒水射流抛光过程中，主要加工工艺参数对表面粗糙度的影响。结果表明：冰粒水射流完全可以达到抛光功用；靶距是影响抛光效果的主要因素。关键词：冰粒水射流；正交试验设计；表面抛光中图分类号：TH17文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)23—034—4ExperimentalStudyonSurfacePolishingUsingIceWaterJetGUOZonghuan，LEIYuyon

3、g，CHENLin，WANGYongwei(SchoolofMechanicalEngineering&Automation，XihuaUniversity，ChengduSichuan610039，China)Abstract：Surfacepolishingexperimentusingicewaterjetwascarriedout．Accordingtotheprincipleofthemixedabrasivewa—terjet，throughselectingappropriated

4、iameteroficeparticlesaswellasotherparameters，icewaterjetwasusedtopolishsurfaceofhard—brittlemateria1．45steelwithoutheattreatmentwasusedasthespecimensintheexperiments．Thediametersofpolishingnozzleandiceparticlewere3．175mmand0．5—2mmrespectively．Icepart

5、icleswasstoredinthetemperatureof一20～一50℃．Basedonorthogonalexperiment，theeffectofmainprocessparametersonsurfaceroughnesswasanalyzed．Theexperimentalresultsshowthatsurfacepolishingbyicewaterjetisfeasible；targetdistanceisthemainfactorinfluencingpolishing

6、effect．Keywords：Icewaterjet；Orthogonalexperimentdesign；Surfacepolishing磨料水射流是通过高压水将磨料粒子加速后从冷，并采用后混合引射法流引射冰粒，形成冰粒射喷嘴喷出，从而形成射流以达到加工工件的目的。流。现阶段主要利用冰粒在很低的温度下也具有一由于其对材料具有极强的冲蚀作用，并且在冲蚀过定的粒度和硬度，用其代替传统的的磨料来冲蚀和程中不改变材料的力学、物理和化学性能，因此适磨削工件表面进行抛光。文中对冰粒水射流的几用于加工各种

7、功能材料和结构材料⋯。为此，国内个主要工艺参数对抛光效果的影响进行了实验研外学者纷纷采用磨料水射流针对各种材料的表面抛究。光进行了研究，得到了磨料水射流与常规的化学抛1冰粒水射流抛光实验研究光、研磨抛光相比，具有抛光效率高、费用低、环1．1冰粒水射流抛光试验装置境友好、抛光后表面质量好等很多优点，但是，磨试验装置由增压系统、水射流机床、数控系统和料的消耗量大、费用高，磨料回收系统不完善以及冰粒制备系统等组成。冰粒水射流抛光实验装置如图固体磨料对喷嘴的磨损大等问题依旧存在。由于上1所示。述原因，国

8、内外学者纷纷开发冰粒射流(IceWater试验时用液氮作为制冷剂，把5em的冰块先Jet，IWJ)用于抛光或表面清洁处理。冰粒水射用绞碎机破碎，通过高速压缩空气流卷吸冰粒，再流是一种绿色环保的抛光技术，在船舶、管道等领经喷嘴内地文丘里管孑L吸入，进入混合腔，利用增域将有广阔的产业前景。，压器产生的高速水射流加速冰粒，形成高速冰粒水实验的主要方法是用冰粒来代替传统的磨料，射流。用破冰法制冰粒，用液氮对制好的冰粒进行二次制冰粒水射流抛光的工艺流程图见图2。收稿日期：2011—10—19基金项目：四川