高压水射流去毛刺作用机理及发展趋势PPT课件.pptx

高压水射流去毛刺的作用机理及发展趋势 2020 2 4 1 Class4 毛刺定义及分类 2 国际标准ISO13715对毛刺的标准定义 外部边理想几何形状外材料的粗糙残余 是加工或成型过程中产生的残余物 毛刺示例 毛刺分类 Class1 Class2 Class3 经放大才能观察到的毛刺 如磨削加工后 零件边缘存在的毛刺 无放大情况下能够观察到的的毛刺 毛刺厚度极小 易去除 毛刺根部牢固的粘在本体上 但厚度仍然很小 和Class3中的毛刺类似 但是根部尺寸更大 和本体粘连的也更牢固 更难以去除 2020 2 4 毛刺危害 3 自动变速器液压控制单元 毛刺或异物脑室阻塞脑积水清洁度 脑子进水 2020 2 4 高压水射流去毛刺技术的两种方式 4 机器人 高压水射流 数控机床 转塔机构 高压水射流 2020 2 4 高压水射流去毛刺系统 5 基于喷嘴的水射流流场分析水射流加工性能分析 转塔结构设计 水射流去毛刺机理分析 2020 2 4 水射流去除毛刺作用机理研究 6 水射流去毛刺机理研究模型的建立 有限元模型 难点 动态的流固耦合问题 射流速度高 毛刺破坏发生在微秒量级 无有效的实验方法用于研究 解决途径 使用数值模拟技术 并考虑流体的大变形特性 毛刺的失效破坏等问题 采用ALE方法对其进行有限元建模 对毛刺的去除过程进行可视化研究 2020 2 4 水射流去除毛刺过程的数值模拟 水射流去除毛刺过程 数值模拟的结果表明 ALE方法结合Johnson Cook材料模型能够有效的解决流体的大变形特性 毛刺的失效破坏等问题 从而实现对水射流去毛刺的研究 2020 2 4 7 水射流的冲击特性 8 利用水射流冲击靶板模型对水射流的冲击特性进行研究 整个冲击过程分为两个典型阶段 水锤压力阶段和滞止压力阶段 由于冲击瞬间流体介质处于高度受压状态 将会产生一个峰值极高的水锤压力 水射流内部流体的受压状态消失后将达到稳定的滞止压力 20Mpa射流压力 2020 2 4 水射流冲击下的毛刺去除过程分析 9 2020 2 4 水射流毛刺去除能力分析 10 24 33 0 607 结论 压力 80Mpa射流压力内 大多数尺寸的毛刺都能够被去除 时间 0 1秒与1秒 加工性能 水射流去除毛刺能力有限 厚度尺寸较大以及长度和厚度尺寸较为接近的毛刺 需要极大增加射流压力 依据大量数值模拟分析 能够获得射流压力与其能够去除的毛刺尺寸 数据拟合获得表征水射流毛刺去除能力的关系式 最佳工作区域 2020 2 4 高压水射流流场基本结构 12 高压水射流流场结构 高压水射流流场结构是评判水射流加工性能的依据优异的喷嘴造型是保证水射流流场的关键 2020 2 4 高压水射流流场实际效果图 2020 2 4 13 基于喷嘴的水射流流场参数 14 动压力沿射流轴线变化曲线 直射型喷嘴60Mpa射流压力 直射型喷嘴60Mpa射流压力 2020 2 4 15 基于喷嘴的水射流流场参数 动压力沿射流轴线变化曲线 L型喷嘴20Mpa射流压力 实际效果图 2020 2 4 水射流的加工性能分析 16 水射流加工性能与其所携带的能量密度相关 宜选取水射流轴向动压力作为水射流加工性能的评价标准 结论 喷嘴 合理的收敛段及整流段确保集束性能 动压力大 加工性能好 靶距 15 30mm 加工性能 压力 喷嘴 靶距三者配合危险性 强弩之末 2020 2 4 转塔式清洗机 17 重庆大学自主创新技术 发明专利3项 实用新型专利8项高压旋转密封 磨损后自动补偿5级过滤 清洗液的清洁度高压开关阀 易损 去掉压力稳定 综合控制喷嘴寿命长 转塔式清洗机 2020 2 4 水射流去除毛刺能力有限 过度依赖水射流对大尺寸毛刺的去除将增大高压泵的压力 增加设备成本和使用成本 水射流结合机械刀具 毛刷联合去除毛刺 通过转塔机构集成喷嘴 刀具 毛刷 实现 洗刷刷 功能 保证毛刺去除能力及清洗效果 2020 2 4 18 研究与发展趋势 攻克掌握核心技术 泵 开关阀 旋转接头等 降低设备成本和使用成本 系统参数优化匹