基于磨料水射流的工程陶瓷磨削實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、工程陶瓷是一種特殊的先進(jìn)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(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)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(dǎo)致它與金屬相比可加工性較差，工程陶瓷零件的加工費(fèi)用通常占到零件成本的70%~90%。
　　近年來(lái)，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(qiáng)形式，具

2、有加工溫度低、切口質(zhì)量好、精度高、噪聲小、對(duì)被加工材料無(wú)選擇性、加工方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、復(fù)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(chē)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?jī)r(jià)值。
　　本文采用AWJ方法對(duì)工程陶瓷進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn)研究，論文通過(guò)結(jié)合傳統(tǒng)磨削加工過(guò)程和AWJ加工過(guò)程對(duì)AWJ磨削加工進(jìn)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(jī)理、磨削模型以及磨削過(guò)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(duì)射流系統(tǒng)壓力、噴嘴移動(dòng)速度、靶距、磨料流量、橫向進(jìn)給量以及磨料粒度這六個(gè)重要因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)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(dòng)速度增加，材料表面粗糙度值緩慢減?。浑S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(gè)最優(yōu)靶距；磨料流量增加，材料表面粗糙度值明顯減?。粰M向進(jìn)給量增加，材料表面粗

4、糙度值緩慢減??；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(duì)影響磨削材料表面粗糙度的四個(gè)主要參數(shù)進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析。分析結(jié)果顯示，射流系統(tǒng)壓力對(duì)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(dòng)速度；在實(shí)驗(yàn)因素水平內(nèi)，選用80MPa的射流系統(tǒng)壓力、20mm/s的噴嘴移動(dòng)速度、30mm的靶距、90.6g/min的磨料流量能得到最小