Theoretical determination of removed layer depth at abrasive waterjet turning

Abstract

Abrasive waterjet turning is new technology to machine cylindrical or axisymmetric parts from hard to machine materials. One of the problems of waterjet turning is that the real depth of cut usually is not equal with the adjusted radial depth of cut. Aim of the paper is to develop a mathematical method for determining the real depth of turning. This method is based on the equality of effecting time of the jet at turning and simple kerfing test accomplished by abrasive waterjet.Абразивно-струменева токарна обробка - це нова технологія для обробки циліндричних або осесиметричних деталей від твердих до конструкційних матеріалів. Одна із проблем гідроабразивного токарного обробляння полягає в тому, що реальна глибина різання зазвичай не дорівнює скоригованій радіальній глибині різання. Метою роботи є розробка математичного методу визначення реальної глибини прорізу. Цей метод заснований на рівності часу впливу струменя на зняття припуску і простому випробуванні на переріз, виконаному абразивно-рідинним струменем. Видалення матеріалу здійснюється струменем, що містить абразивний порошок, воду і повітря. Зусилля різання дуже малі при гідроабразивному різанні, що дає можливість обробляти деталі великої довжини і відносно невеликого діаметру. Цей процес підходить для обробки жорстких і важкооброблюваних матеріалів, таких як скло, кераміка, композити і різні надтверді матеріали або титанові сплави. Як показують дослідження, глибина різання не завжди визначається радіальним зміщенням струменю. Глибина різання визначається ефективністю різання, тобто по глибині пропилу. Ця глибина залежить від часу впливу, тиску і абразивної масової витрати, якщо інші параметри, такі як відстань від сопла і діаметр струменя, вважаються постійними. Якщо ми можемо визначити час дії, то результат простого тесту на пропил може бути використаний для визначення глибини різання при абразивно-струменевій обробці, яка виконується з заданим тиском і масовоє витратою абразиву. Після визначення часу впливу, виходячи з випробувань на прорізь, можна оцінити ступінь прорізу. З прорізу реальна глибина різання може бути легко розрахована на геометричній основі. За допомогою реальної глибини різання можна визначити діаметр оброблюваної деталі.