基于傾角補償?shù)哪チ纤淞髑€切割技術研究.pdf

1、本文通過實驗研究和理論分析，研究了磨料水射流加工平面曲線和空間曲線的射流傾角補償工藝方法。對磨料水射流加工鋼材和航空鋁時，切口寬度、切口錐度和切口側面的表面粗糙度進行了研究。為提高實際加工效率和加工質量，提出了磨料水射流加工平面曲線和空間曲線時的射流傾角補償加工方法，提出了當量切割參數(shù)的概念，研究了曲線加工時當量切割參數(shù)與直線加工時名義參數(shù)之間的關系。利用當量切割參數(shù)的概念建立基于橫向傾角和切口內(nèi)外徑補償?shù)膰娮旎剞D半徑數(shù)學模型，并進行了

2、橢圓切割實驗，實驗結果表明，該模型適用于磨料水射流曲線加工工藝。通過研究，取得的主要研究結論如下:
　　 1.磨料水射流切割金屬材料產(chǎn)生的切口寬度主要受射流起始段影響，同時射流的發(fā)散會在切口上部形成初始損傷圓角。在切口橫截面上形成切口錐度。試樣的切口側面主要分為光滑區(qū)和波紋區(qū)，光滑區(qū)為磨料水射流的有效切割深度，波紋區(qū)會在切口下方產(chǎn)生缺陷。在磨料水射流切割加工中，切口寬度、切口錐度、切口側面粗糙度和波紋區(qū)缺陷直接影響切割加工質量。

3、
　　 2.采用正交實驗，研究了射流壓力、噴嘴移動速度、靶距和磨料流量對切口寬度和切口錐度的影響。對實驗數(shù)據(jù)進行了極差分析和方差分析，建立了切口寬度和切口錐度回歸方程，并對回歸擬合精度進行了分析。對磨料水射流加工Q235鋼和5052航空鋁的切口寬度、切口錐度進行了研究，發(fā)現(xiàn)靶距對切口寬度和切口錐度影響最大。
　　 3.研究了磨料水射流切割金屬材料時的切口側面表面粗糙度。結果表明，對切口側面表面粗糙度影響最大的切割參數(shù)是噴

4、嘴移動速度，其次是磨料流量。切割Q235鋼板和5052航空鋁板時，80＃磨料比100＃磨料切割所獲得的切口側面表面粗糙度大。相同規(guī)格的磨料，Q235鋼板的切口側面表面粗糙度比5052航空鋁板的低。
　　 4.基于對磨料水射流加工時切口錐度和切口波紋度控制的工藝要求，研究了射流傾角補償切割時的實際加工參數(shù)變化情況，提出了當量切割參數(shù)的概念，給出了當量切割參數(shù)計算公式。建立了磨料水射流曲線切割Q235鋼和5052航空鋁時的切口寬度及

5、切口錐度半經(jīng)驗模型，該模型為磨料水射流復雜曲線加工中的切口錐度、切口寬度、切口側面波紋度和表面粗糙度的主動控制提供了理論依據(jù)，該模型適用于平面曲線和空間曲線的切割或加工。
　　 5.利用本文建立的磨料水射流曲線切割時的切口寬度及切口錐度半經(jīng)驗模型，對切口寬度和切口錐度進行控制，從而實現(xiàn)對射流切割尺寸精度的控制。以平面橢圓曲線和馬鞍線為例進行切割工藝分析和實驗驗證。
　　 (1)采用80＃磨料對Q235鋼板進行平面橢圓曲線