基于磨料水射流的工程陶瓷磨削實驗研究.pdf

1、工程陶瓷是一種特殊的先進陶瓷材料，目前每年工程陶瓷材料的使用量占陶瓷材料總量的32％。工程陶瓷材料具有良好的物理和化學性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天、電子電器、石油化工等領(lǐng)域。由于工程陶瓷材料的熱壓、燒結(jié)、真空擠壓等成型工藝，導致它與金屬相比可加工性較差，工程陶瓷零件的加工費用通常占到零件成本的70%~90%。
　　近年來，磨料水射流（Abrasive Water Jet，AWJ）技術(shù)飛速發(fā)展，它是純水射流的一種增強形式，具

2、有加工溫度低、切口質(zhì)量好、精度高、噪聲小、對被加工材料無選擇性、加工方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、復合材料等傳統(tǒng)方法難加工材料的加工上。目前，較為成熟的AWJ加工工藝有切割、銑削、車削、拋光、鉆削等，AWJ的磨削加工拓展了其加工工藝，具有非常高的研究價值。
　　本文采用AWJ方法對工程陶瓷進行磨削實驗研究，論文通過結(jié)合傳統(tǒng)磨削加工過程和AWJ加工過程對AWJ磨削加工進行了一系列的理論研究，研究得出AWJ磨削加工工程

3、陶瓷材料的加工機理、磨削模型以及磨削過程中影響材料表面粗糙度的主要因素。
　　本文采用單一變量法對射流系統(tǒng)壓力、噴嘴移動速度、靶距、磨料流量、橫向進給量以及磨料粒度這六個重要因素進行了實驗研究。實驗結(jié)果顯示，射流系統(tǒng)壓力增加，材料表面粗糙度值增大；噴嘴移動速度增加，材料表面粗糙度值緩慢減小；隨著靶距的增加，材料表面粗糙度值先減小后增大，在參數(shù)范圍內(nèi)存在一個最優(yōu)靶距；磨料流量增加，材料表面粗糙度值明顯減小；橫向進給量增加，材料表面粗

4、糙度值緩慢減小；200目碳化硅磨料磨削作用下的氧化鋁陶瓷表面粗糙度值小于同等條件下80目碳化硅磨料磨削的結(jié)果。
　　論文針對影響磨削材料表面粗糙度的四個主要參數(shù)進行了正交實驗設(shè)計，并對實驗結(jié)果進行極差分析。分析結(jié)果顯示，射流系統(tǒng)壓力對表面粗糙度的影響最大，其次是磨料流量、靶距，影響最小的是噴嘴移動速度；在實驗因素水平內(nèi)，選用80MPa的射流系統(tǒng)壓力、20mm/s的噴嘴移動速度、30mm的靶距、90.6g/min的磨料流量能得到最小