摘要：本文对高压水射流中混入的磨料，以及在切割石材过程中磨料参数的选择进行了试验研究，并对磨料水射流的切割机理进行了分析，探讨了磨料参数的变化对切割石材的影响。

    关键词：磨料参数石材

    1、前言

    磨料水射流切割加工技术，是现代较为先进的切割加工方法。从1983年在美国首次获得该项技术专利，并开发出相应的磨料水射流切割系统后，到目前为止也仅有20多年的历史。但该技术由于具有许多独特的优点，系统也较为简单，故得到了较快的发展和应用。目前，磨料水射流切割技术在美国得到了快速发展，无论是在应用范围，还是技术水平等方面，都处于世界领先地位。现今在美国的飞机制造业、汽车制造业、建筑工程公司等，都广泛地利用了水切技术。

    我国从20世纪80年代研制磨料水射流切割技术与设备，并于1986年由成都飞机制造公司研究所率先在国内完成了组装、调试、试切加工等研究工作，填补了该技术在国内的空白。近年来，南京理工大学也研制了高压水射流切割装置，用于切割金属材料和非金属材料。国内部分科研院所、高等院校也都在理论和实践进行了研究和探索。由此可见，该技术的发展势头，方兴未艾。

    2、磨料水射流系统简介

    磨料水射流系统主要由磨料射流喷头、磨料供给系统、高压泵站、喷嘴等几大部分组成。磨料水射流是以压力水为载体，磨料颗粒被高压水射流加速运动，由于磨料颗粒质量比水大，而又具有锋利的棱角。因此，磨料水射流对物料的冲击力和磨削力较同等条件下的纯水射流要大得多。此外，磨料在水射流中是不连续的，由磨料粒子组成的高速粒子流对被切材料能产生高频冲击作用，所以磨料水射流的切割能力较高。

    影响磨料水射流的切割能力因素较多，但主要有磨料参数、水力参数、射流工作参数、被切割材料的力学性能参数等。磨料水射流混合的磨料在切割加工过程中起到了90%以上的切割作用。所以，研究磨料参数对石材的切割能力的影响有一定的实际意义。

    2.1磨料水射流中的磨料供给系统

    磨料供给系统主要由磨料调节系统、磨料切割头构成，此外，该系统还包括高压硬管和挠性管、管接头、旋转接头及其他有关的元件。磨料流量系统由磨料仓、磨料、磨料流量阀和输送管组成。磨料仓设计成倒锥形，内部装有网筛，这样可以保证磨料供给通畅，不易堵塞。磨料流量阀的作用是打开或关闭、并且调解磨料流量、同时它还能排出管路中的水分。该系统如图1所示。料切割装置包括混合室、气控光导阀、高压阀组件、磨料喷嘴、水喷嘴等。

    在切割式高压水经人造蓝宝石喷嘴小孔进入切割头混合室，这使混合室中将产生真空，利用其负压把磨料吸进混合室，在室中磨料与水射流混合，然后经混合管，形成磨料水射流。

    2.2磨料水射流的混合机理

    后混合式高压磨料水射流，其磨料的混合机理较为复杂，但主要有三个原因是磨料能够混人水射流的动力。(1)磨料仓中磨料的料高产生的重力因素。该因素的作用主要是起到把磨料不断填入混合室的动力;(2)高速水射流产生的真空卷吸作用。

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