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冰粒射流工艺及装备的基础研究

专 业: 机械制造及其自动化
关键词: 冰粒射流 喷嘴 虚拟仪器 LabVIEW
分类号: TH16
形 态: 共 56 页 约 36,680 个字 约 1.755 M内容
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内容摘要


冰粒射流就是在射流中混入冰粒,使冰粒加速,利用这些具有较大动量的冰粒加工工件,可以有效提高射流作业效率和射流作业能力,并且冰粒射流的加工温度低、清洁度高。

喷嘴是形成射流工况的直接部件,是射流系统中把高压能转变为动能的一种装置。

通过喷嘴能将管路中高压而低流速的工作介质转化成低压而高流速的射流,高速射流引射冰粒介质,通过喷嘴的混合腔二级喷嘴来给冰粒加速,从而进行射流作业,因此喷嘴是射流技术中获得高能量利用率的关键部件之一。

在借鉴喷射泵工作原理和基本方程推导的基础上,对冰粒气射流喷嘴进行了结构设计,然后利用正交试验设计方法对喷嘴的性能进行优化从而得出实用的喷嘴结构参数。

冰粒的粒度和硬度都是对于温度十分敏感的,引射介质的压力、流量对加工效果也是很重要的,需要能同时测试温度、压力、流量等七个参数。

因此在测量方面引入虚拟仪器的技术。

在系统的开发过程中,采用NI公司的6024E数据采集卡为核心器件,利用图形化编程语言LabVIEW进行软件二次开发,将计算机软件设计平台与数据的采集、分析、处理及结果表达有机的结合起来,来提高工作状态的测量能力。

本文进行了工作介质为水、气时不同的冰粒射流工艺能力试验,并分别比较引射介质为纯水、磨料这两种情况。

通过试验得出,冰粒水射流的加工效果是介于纯水射流和磨料射流加工的一种比较有效的方法;冰粒气射流的加工效率不如磨料水射流,但是其对工件也有一定的加工效果。

冰粒射流对工件的去除量随着加工时间的增加而增大,表面粗糙度Ra也越来越小。

分析得出冰粒射流产生去除量的主要原因是对铝的氧化膜的冲击及疲劳破坏。

冰粒射流对零件表面的光整加工的效果虽然不如磨料射流,但和其相比具有独特的优势,例如,不必分离磨料,无污染,工件表面无划痕,加工变质层小……

全文目录


文摘
英文文摘
主要符号表
1绪论
1.1射流技术的概述
1.1.1水射流技术的发展
1.1.2水射流的应用范围
1.1.3射流理论研究的进展
1.2冰粒射流的引入及研究现状
1.3课题的提出
1.3.1课题的来源及意义
1.3.2本文的主要内容
2冰粒射流试验装置的研制
2.1冰粒水射流装备的研制
2.1.1水射流理论基础
2.1.2试验装置简介
2.1.2高压水发生设备
2.2冰粒气射流装置的研制
2.2.1气源的选择
2.2.2冰粒气射流喷头设计
2.2.3冰粒气射流喷嘴的优化
2.2.4关于喉管距的试验及分析
2.2.5关于其它结构尺寸的试验及分析
2.2.6喷头结构尺寸验证
3冰粒射流的测试系统
3.1虚拟仪器的概述
3.1.1虚拟仪器的组成及特点
3.1.2虚拟仪器的特点
3.2虚拟测试系统的硬件结构
3.2.1虚拟测试系统的硬件组成
3.2.2数据采集卡
3.3虚拟测试系统软件实现
3.3.1LabVIEW的概述
3.3.2 LabVIEW的操作模板
3.3.3虚拟仪器的软件结构及面板设计
4冰粒射流的试验分析
4.1冰粒射流的试验
4.2冰粒水射流的试验分析
4.3冰粒气射流的试验分析
5总结
参考文献

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中图分类: > TH16 > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械制造工艺

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