Energija i kvalitet obrade abrazivnim vodenim mlazom

Abstract

Obrada abrazivnim vodenim mlazom je jedna od nedavno razvijenih nekonvencionalnih proizvodnih tehnologija. Danas se sve više koristi u industriji zahvaljujući svojim mnogobrojnim prednostima nad ostalim tehnologijama rezanja. Međutim, da bi obrada abrazivnim vodenim mlazom našla što širu primenu u industriji i da bi se unapredile njene performanse, neophodno je razumevanje brojnih ulaznih i izlaznih parametara ove obrade, kao i uticaj ulaznih parametara na izlazne parametre. U doktorskoj disertaciji: ―Energija i kvalitet obrade abrazivnim vodenim mlazom― predloženi su novi modeli koji definišu uticaj ulaznih parametara obrade abrazivnim vodenim mlazom (radnog pritiska, brzine kretanja rezne glave, protoka abraziva i rastojanja rezne glave od predmeta obrade) na izlazne parametre kao što su širina reza, nagib reza, hrapavost obrađene površine. Predloženi modeli su dobijeni na osnovu opsežnih eksperimentalnih istraživanja. Takođe, dat je nov pristup definisanju geometrije prednje linije reza u zavisnosti od pojedinih, najznačajnijih ulaznih parametara. Na osnovu energije abrazivnog vodenog mlaza i zapremine uklonjenog materijala predmeta obrade, određena je specifična energija obrade za ispitivani materijal. Na osnovu formiranih modela za definisanje putanje abrazivnog vodenog mlaza kroz materijal predmeta obrade, odnosno prednje linije reza, energije abrazivnog vodenog mlaza i specifične energije obrade abrazivnim vodenim mlazom, dobijen je model za određivanje sile rezanja i otpora rezanja pri obradi abrazivnim vodenim mlazom. Rezultati dobijeni pomoću modela su upoređeni sa eksperimentalno dobijenim rezultatima. Model je pokazao dosta dobro poklapanje sa sprovedenim eksperimentom. Sva saznanja, do kojih se došlo tokom izrade doktorske disertacije, ukazuju na činjenicu da od energije abrazivnog vodenog mlaza i specifične energije obrade zavise izlazni parametri koji su analizirani. Ova činjenica može poslužiti kao osnova za buduća istraživanja u oblasti obrade abrazivnim vodenim mlazom.

Abrasive water jet machining is one of the recently developed non-conventional production technologies. Due to its many advantages over other cutting technologies it is often used in industry. However, in order to find a wider application of the abrasive water jet machining in industry and improve its performance, it is necessary to perceive a number of input and output parameters of the abrasive water jet machining process, and the impact of the input parameters on the output parameters. This doctoral dissertation, "The energy and quality of abrasive water jet machining", proposes new models for defining the influence of the input parameters of the abrasive water jet machining (operating pressure, traverse speed of cutting head, abrasive flow rate and distance of the cutting head of the workpiece) on the output parameters, such as the width of cut, cut taper, surface roughness. These models are based on extensive experimental investigations. The doctoral dissertation, also, gives insight into the new model for defining the geometry of the front - line of cut, depending on the most important input parameters. Based on the energy of the abrasive water jet and the volume of the removed material of the workpiece, specific energy of the abrasive water jet machining for the tested material is determined. According to developed model for defining the trajectory of the abrasive water jet through the workpiece, and the model for defining the front line of cutting, abrasive water jet energy and specific energy of the abrasive water jet machining, a model for determining the cutting reaction force for the abrasive water jet machining has been developed. The results obtained by the model were compared with the experimental results. The model showed quite good agreement with the conducted experiments. Entire knowledge, achieved while drafting of this doctoral dissertation, indicates that the energy of the abrasive water jet and specific energy of the abrasive water jet machining affect the output parameters which were analyzed in this doctoral dissertation. This fact can be used as a basis for future research in the field of abrasive water jet machining.