魏欣[1]2001年在《基于相位式增压器的磨料水射流切割机及其切割模型的研究》文中进行了进一步梳理本文对磨料水射流切割机中增压器部分做了详细研究。分析了双动式增压器输出的压力信号波动的原因，以及新型的相位式增压器的工作原理及其诸多优点。通过进一步分析相位式增压器的工作状态流程，用PIC设计了相位式增压器的控制系统，控制其中两个独立的活塞以确定时序作交替往复运动。编写了PLC的完整控制程序，详细阐述了程序的控制原理。 本文通过分析磨料水射流切割机理，建立了一个新的磨料水射流切割模型。此模型是适用于延展性金属材料的二维模型。模型中分别推导出了切割磨削阶段与变形磨削阶段的穿透深度，最后两者相加得出总的切割深度。 基于本文建立的模型，编写了“磨料水射流切割深度模拟程序”。做出了各个主要切割参数与切割深度的关系曲线图和叁维曲面图，并对计算结果进行了分析。
董庆华[2]2007年在《数控高压水射流切割机的研究与设计》文中研究说明本文在对水射流切割技术的发展与应用、现有水射流切割机型做基本分析的基础上，对作者所在工作单位有需求的一台磨料水射流切割机作了初步设计。该切割机是一台经济型数控水射流切割机床，主要包括超高压水射流发生系统、二维数控工作台及切割头系统和控制系统。论文中重点讨论的是这叁个部分。超高压水射流发生系统是该机床的核心，本文通过对其增压原理的分析，现有增压方式的比较，确定了采用往复式增压器对水射流增压的方案。二维数控工作台、切割头和供砂系统构成了切割机床的工作端。工作台为带集水箱的龙门式结构，通过X、Y轴电机驱动相应滚珠丝杠螺母副，从而带动切割头实现X、Y两向复合运动切割出平面图形的工件。切割头的Z向位置调整由另一电机及相应的丝杠螺母副组成的传动机构实现。磨料的供给位置在切割头的水喷嘴和磨料喷嘴之间，该机为后混式。论文中完成了机床工作端的初步结构设计。本机的控制系统与专业厂家联合开发研制，本文只就其基本结构做了简要描述。本机的控制精度0.01mm，切割精度0.1mm
唐春艳[3]2013年在《悬臂式四轴数控磨料水射流切割机设计》文中认为水射流技术是一项新型实用技术在众多领域有着广泛的应用。作为其主要应用之一的水射流切割技术,因其具有许多传统切割手段无法比拟的优点逐渐被人们所重视,丰富、完善水切割技术研究及应用已成为水射流界的焦点与热点。传统的水射流切割机只能进行简单的平面切割,由于水射流能量梯度的存在这势必会引起切割断面的锥度问题而降低切割质量,其应用范围具有一定的局限。目前市场上已有的五轴或六轴水射流切割机虽能解决上述问题,但其结构较复杂,成本较高,对于某些只需要小锥度切割的行业来说不够经济,因此研制具有垂直切割及小锥度切割功能的高性价比水射流切割机显得非常必要。本课题研制的悬臂式四轴数控磨料水射流切割机,其床身与切割平台采用分离式结构,同时新增了旋转轴和手动偏摆轴可实现任意图形的垂直切割及±10°范围内的锥度切割,具有结构简单、上下料方便、轻巧灵活、价格低廉等特点,解决了传统机床的切割弊端,扩大了其原本使用范围。本课题主要进行了以下几个方面的研究：(1)对现有增压方式进行比较,确定了超高压系统的总体设计方案。完成了超高压系统各主要部件的设计及选择,建立了该系统的叁维模型及数学模型,利用SIMULINK软件验证其动态特性,结果表明其动态性能较好,满足设计要求。(2)对比目前水射流切割机床的布局形式,结合实际情况确定了悬臂式四轴数控磨料水射流切割机床的总体设计方案。完成了二维数控平台、水槽、磨料供给装置、四轴切割头等主要组成部分的结构设计以及进给系统的设计计算,并利用Pro/E建立其叁维模型。(3)结合有限元分析软件ANSYS Workbench对悬臂梁进行了动、静态特性分析,根据分析结果对悬臂梁结构进行了优化,使其刚度得到了提高。(4)在样机制造调试完成后,对悬臂式四轴数控磨料水射流切割机进行了切割实验,实验结果表明该切割机能够实现任意图形的垂直切割及小锥度切割,基本满足设计要求。
徐芃城[4]2011年在《前混合磨料水射流弹药切割机系统设计及切割模型的研究》文中研究说明本文分析了国内外磨料水射流技术在弹药销毁领域中的应用情况,针对目前该技术应用过程中出现的新问题,设计并研制了一套基于人工神经网络技术的磨料水射流弹药切割装置,可方便实现各种参数的调节和优化。论文分析了磨料水射流的微观机理,并对磨料水射流加工工艺特点和弹药切割过程中的特殊性进行了探讨。论文对磨料水射流弹药切割装置的整体方案、部件结构进行了详细设计。通过将磨料水射流加工工艺特性与人工神经网络建模技术相结合,建立了人工神经网络磨料水射流切割压力预测模型。在基于实验研究所获取的大量样本数据的基础上,在Matlab平台上编程实现了网络模型的训练。最后对所建立的人工神经网络模型进行了验证。论文的主要研究内容及取得的成果如下:1、磨料水射流理论发展与应用情况研究。分析了国内外磨料水射流技术的研究现状、发展动态,对磨料水射流系统的组成、工作原理和切割机理进行了详细的研究,探讨了目前磨料水射流弹药切割技术和设备存在的问题及研究方向。2、磨料水射流弹药切割装置设计。针对目前弹药销毁应用领域的需求,设计了一套磨料水射流弹药切割系统,对系统的组成和工作原理进行了研究。3、以人工神经网络理论为基础,建立了磨料水射流切割的人工神经网络模型。4、以130mm口径榴弹为切割样本材料,实验研究了磨料水射流工艺参数对切割效果的影响。5、利用实验所获得的数据样本,对已建立的磨料射流切割的人工神经网络模型进行了训练,使其具有预测优化切割压力的功能。通过实际应用效果的对比,验证了该模型的可行性。研究表明,本文所建立的基于人工神经网络的磨料水射流切割模型具有很好的拟合能力与泛化能力,是一种可靠的磨料水射流切割模型,具有较高的实用价值。
李海斌[5]2015年在《磨料高压水射流切割关键技术的研究》文中认为磨料高压水射流技术是于20世纪初新兴起的一门学科，以其高效率，无污染，无热变形，切面光滑等独特的切割优点广泛运用于治金、机械、造船、建筑和军工等行业的金属材料加工中。然而在实际运用中，还存在许多不足之处，具体表现在以下几个方面：(1)工人在操作设备过程中，噪声甚大，甚至有时尖锐刺耳，这严重影响到工人的工作情绪，也威胁到工人的身心健康；(2)在钢板的切割过程中，喷嘴磨损严重，更换频繁，加工成本进而提高；(3)切割较厚钢铁材料时，工作压力的提高引起了较为明显的压力脉动，这严重影响了切割质量，降低了相关零部件的使用寿命；(4)对钢材加工时产生的滞后、回击现象所引起的切缝质量下降等问题，其工作参数的最优化，是本领域一技术难题。本文以超高压后混合式磨料水射流切割系统为研究对象，首先对噪声产生的机理进行了理论分析，主要研究射流湍流噪声和气蚀噪声，并提出了降低压力脉动和改进喷嘴结构来降噪的方法。其次，建立了后混式磨料喷嘴流场的可视化模型，用Fluent软件求解喷嘴内各节点的速度，根据速度场分布，讨论了影响磨料速度的主要影响因素，结果表明，混合腔长度、聚焦管长度及锥角都存在一个最优值，从降低磨料喷嘴磨损、减小喷嘴能量损失的角度来看，应该调整混合腔内锥角到合理值。接着分析了增压系统中的压力脉动，并通过MATLAB中的动态仿真工具软件包SIMULINK对其进行建模仿真。从仿真来看可以看出，超高压发生系统中的压力脉动与工作压力、增压比、蓄能器容积、换向时间之间有明显的关系。通过对增压系统压力脉动的分析，为以后增压器超高压系统的结构改进设计提供了参考。最后，基于BP神经网络提出了后混式磨料水射流工作速度参数的预测方案，训练并验证了该网络模型的可靠性。
李连荣[6]2008年在《大厚度材料磨料水射流切割工艺研究》文中研究指明具有“冷、软”加工特性的磨料水射流切割技术以其独特的工艺优势在现代切割工业中占有越来越重要的地位。由于固液两相射流自身的“柔性”特点,加工质量和效率受工艺实现过程相关因素波动的影响较为明显,特别是在切割厚度增大时,切口锥度、断面波纹等工艺缺陷趋于严重。目前,磨料水射流切割工艺应用研究集中于提高精度和效率两个方向,本课题正是在此背景下提出,探索在现有加工条件下实施大厚度材料高效切割并保证一定表面质量的有效途径。课题研究主要手段和过程包括:(1)以行业发展现状为依据,在工艺理论上分析研究大厚度材料磨料水射流切割中存在的缺陷及其生成原因,在切割机理、射流结构特性、磨粒受力及运动规律、关键技术等方面寻求解决方法;(2)制订合理工艺参数组合,设计切割正交试验,对45号钢和大理石作为塑性、脆性两种材料的典型代表进行切割试验。采集实际参数,对射流压力、切割速度、靶距和磨料体积浓度等主要参数进行四因素四水平极差正交直观分析,获得影响因素的主次顺序以及最优化参数组合。对所采集的实验数据进行回归分析,确定切割深度、切割质量方程;(3)基于FLUENT工程流体分析软件,对磨料水射流的内外流场进行数值模拟仿真分析,为喷嘴结构参数改进、工艺参数优化提供理论依据;(4)在前面研究的基础上,提出适合大厚度材料加工的磨料水射流切割改进设备的总体设计方案。对目前影响加工效率和质量的关键部件如喷嘴组件、磨料供给装置等进行改进设计,为仿真结果的试验验证创造条件;(5)综合工艺参数、设备、环境等影响因素,提出适合大厚度材料加工的前混合磨料水射流切割工艺参数优化组合并进行相关试验验证。本文从理论分析、实验研究、数值模拟、结构改进设计和工艺参数优化多角度对大厚度材料磨料水射流切割工艺进行了深入研究。结果表明,对现役加工设备进行适应性局部改进和参数组合优化,切割效率可提高50%左右,且加工质量明显改善。我国面临针对性新型设备开发,本研究拓展了磨料水射流切割技术的应用领域,并为其市场推广提供了有效的技术支持。
王海波[7]2010年在《超高压水射流装置液压系统的仿真研究》文中指出高压水射流技术是近30年发展起来的一项新技术,目前已在煤炭、石油、冶金、航空、交通、化工、建筑、市政工程等部门和领域应用,主要用于清洗、切割、破碎等方面。高压水射流技术凭借着高效、节能、环保、机动灵活等特点,在国内各工业部门得到越来越广泛的应用,也越来越受到人们的重视。高压水射流设备作为高压水的发生装置,其整体性能将直接影响高压水射流技术的应用和推广。虽然我国在高压水射流设备相关技术的研究上取得了许多成果,国内也有不少企业从事高压水射流设备的制造,但是我国生产的高压水射流设备在整体性能上与国外产品相比还存在较大差距。故开展改善高压水射流设备整体性能的研究工作是很有必要的,具有十分重要的意义。本文以某公司生产的超高压水射流装置为研究对象,结合该超高压水射流装置存在水射流系统出水压力波动幅度较大、增压器运行效率不高、液压系统油温过高等问题,对该超高压水射流装置液压系统进行仿真研究,为其性能的改善提供理论依据和切实可行的方案。首先,对该超高压水射流装置液压系统的相关理论进行分析;其次,对双组增压器水射流系统出水压力波动进行研究,详细分析非同组增压器活塞运动延迟时间对水射流系统出水压力波动的影响;再次,对增压器输出机理进行研究,分析了增压器的输出特性及增压器物理参数对其运行效率的影响规律;最后,对该超高压水射流装置液压系统的油温进行仿真计算,优化系统冷却器的选型,并分析各种参数对液压系统油温变化的影响。本文主要采用理论分析与仿真分析相结合的方法对该超高压水射流装置液压系统中存在的问题进行研究。通过理论分析分别建立了双组增压器水射流系统的数学模型、液压增压器的运动学模型及该液压系统的热分析模型,然后运用MATLAB软件进行双组增压器水射流系统出水压力的模拟分析、增压器内部运动微分方程的数值分析及该液压系统油温的仿真计算。研究结果表明,延迟时间对双组增压器水射流系统出水压力波动有较大的影响,并且在其它影响因素不变的情况下,存在最佳的延迟时间值使得系统出水压力的波动幅度最小。影响增压器运行效率的因素主要有阻尼系数、增压器与单向阀之间高压管路的体积、换向阀换向时间、水射流系统的回油压力等。当该超高压水射流装置液压系统处于两种不同工作状态时,系统所需的冷却器制冷量相差较大。油箱的有效容积与环境温度对液压系统的油温有较大的影响。
参考文献：
[1]. 基于相位式增压器的磨料水射流切割机及其切割模型的研究[D]. 魏欣. 南京理工大学. 2001
[2]. 数控高压水射流切割机的研究与设计[D]. 董庆华. 合肥工业大学. 2007
[3]. 悬臂式四轴数控磨料水射流切割机设计[D]. 唐春艳. 南京农业大学. 2013
[4]. 前混合磨料水射流弹药切割机系统设计及切割模型的研究[D]. 徐芃城. 长沙矿山研究院. 2011
[5]. 磨料高压水射流切割关键技术的研究[D]. 李海斌. 武汉科技大学. 2015
[6]. 大厚度材料磨料水射流切割工艺研究[D]. 李连荣. 桂林电子科技大学. 2008
[7]. 超高压水射流装置液压系统的仿真研究[D]. 王海波. 杭州电子科技大学. 2010
标签：金属学及金属工艺论文; 增压器论文; 龙门式数控切割机论文; 仿真软件论文; 人工神经网络论文; 喷嘴论文;