超高压磨料水射流切割技术研究及其在光整加工中的应用方案

摘要

超高压磨料水射流自诞生之日起，就倍受人们的关注。并且在很短的时间内获得飞速的发展。目前，国内外有许多大公司、工厂、学术研究机构从事这一新技术的工艺与应用研究。它以众多的优点与特点成为切割领域在21世纪的发展方向。 本文主要从以下几个方面对超高压水射流进行了研究：高压水射流与超高压磨料水射流的射流结构与形成原理；切割不同性能材料的切割机理；切割系统的控制；超高压水的发生原理及发生装置；在此基础上又通过基础实验与应用实验总结出切割不同材料过程中，切口形状的变化、影响切割表面的质量的各种因素及改善切割表面质的的措施；并对实验所用系统的计算机辅助设计过程与M软件的使用进行了介绍。 通过以上的理论分析与实验研究，基本上掌握了切割系统及超高压磨料水射流的性能。最后，对利用超高压磨料水射流进行光整加工进行了两个方案的设计，并对方案之一：利用液粒两相螺旋流实施光整加工的装置图进行了绘制与设计。遗憾的是由于时间原因，不能对这两个方案的可行性进行验证。

目录

文摘

英文文摘

第一章引论

1.1超高压水射流加工技术的起源

1.2高压水射流切割技术的应用范围

1.3国内外的研究态势

1.3.1国外研究与应用的现状

1.3.2国内研究与应用的现状

1.4本选题的研究内容及意义

第二章超高压磨料水射流的形成原理

2.1超高压水射流的分类

2.1.1概念

2.1.2分类

2.2超高压水射流系统原理与射流结构

2.2.1超高压水射流系统原理

2.2.2超高压水射流结构及特性

2.3超高压磨料水射流进行切割所用部件及其原理

2.3.1高压水开关的工作原理

2.3.2高压水切割头

2.4几个基本参数的计算

2.4.1水射流的出口速度

2.4.2水射流的流量

2.4.3反作用力F

2.5超高压磨料水射流的砂水混合机理

2.5.1砂水混合机理

2.5.2砂喷管出口处磨料的分布及其对切割质量的影响

2.5.3磨料射流中磨粒的理论运动特性

2.6超高压磨料射流的能量损失的计算

2.6.1动能的推导

2.6.2动量关系

2.6.3能量损失

第三章超高压磨料水射流切割材料的机理的分析

3.1高压水射流切割机理分析

3.1.1高压水射流刚性的理解

3.1.2高压水射流中涡流的作用

3.1.3高压水射流材料去除与切断机理分析

3.2超高压磨料水射流的材料去除机理

3.2.1超高压磨料水射流切割塑性材料机理

3.2.2超高压磨料水射流切割脆性材料机理

3.2.3超高压磨料水射流切割树脂为基底的合成材料的机理

第四章计算机辅助设计及M软件的应用

4.1超高压水射流切割系统的计算机辅助设计与制造原理框图

4.2图形的处理

4.2.1利用AUTOCAD作的图

4.2.2对光栅图像的处理

4.3关于M软件

4.3.1软件的界面

4.3.2在软件使用中的约定

4.3.3 M软件的使用

4.4下传NC文件到数控系统及在数控系统上接收程序

4.4.1下传NC文件到数控系统

4.4.2数控系统从PC机接收一程序

第五章超高压水射流切割实验及实验数据分析

5.1切口尺寸与形状

5.1.1切槽形状

5.1.2切槽的宽度尺寸

5.1.3切槽的深度尺寸

5.2切割表面的质量

5.2.1切割表面的质量分析

5.2.2对切割表面的质量的影响因素

5.2.3对切割表面的改善

5.3切割脆性材料的应用实验

5.4结论(AWJ工艺特点的总结分析)

5.4.1超高压水射流加工技术的特点

5.4.2超高压磨料水射流的局限性

5.4.3水射流特种精密加工的加工精度、加工速度、加工的材料厚度

第六章利用超高压磨料水射流进行光整加工的设想

6.1利用超高压水射流带动磨料形成液粒两相螺旋流进行大口径孔的光整加工

6.1.1螺旋流起旋方式的对比分析

6.1.2光整加工所用的螺旋流起旋装置的设计

6.2利用超高压磨料水射流直接进行光整加工

6.2.1利用超高压磨料水射流进行光整加工中表面质量的理论研究

6.2.2超高压磨料水射流光整加工的实现

6.2.3影响光整加工质量的其它因素

参考文献

附录1

附录2

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文

从事研究项目