基于水切割法的木制工艺品设计与试验分析开题报告

1. 研究目的与意义

数控高压水射流切割机起源于加拿大，尽管这一技术起步较晚，但是蕴含着广阔的发展前景。资料表明，西方国家生产的数控高压水射流切割机，其切割速度可达到一般切割工具的20倍。切割成本仅为一般工具切割的20%。

高压水射流切割有很多独特的优点，为木材加工提供了一种新的切割加工方式。高压水射流切割是冷加工方式，不会产生热效应，同时高压水射流切割是整块的切割不存在传统的锯削，而且加工起点可以根据需要随意的确定，锯路仅有1mm，加工精度达到0.02mm，能精确切割任何复杂平面图形，切口光滑，一般无须再处理；减少了木材的浪费，特别是加工名贵木材时则提高了其利用价值。同时具有良好的环保，因为所用工质为水和天然矿砂切割，所以加工过程中不会产生任何污染。

因此高压水射流切割技术将在木材中有着广阔的应用前景，可以运用到雕刻，切割各种工艺品，应用到木结构室内装饰板，地板，红木家具等木结构制品中去，曲线的加工工艺中，引进高压水射流技术有着重要意义。

2. 国内外研究现状分析

数控高压水射流切割起源于加拿大。到目前，世界上的水射流技术组织有:英国流体技术研究协会(bhrg);日本水射流协会(iswjt);美国水射流技术协会(wjta)等行业组织;主办刊物有jetnewsinternationaljournalofwaterjettechnology等。

上世纪70年代，高压柱塞泵和增压器的诞生，大大促进了高压水射流技术的研究和发展。现在国际上己经能够生产450mpa的柱塞泵和11oompa的增压器。另外，社会的需求永远是开发科研的推动力。水射流的商业化应用越来越广泛。目前从事水射流加工技术研究和应用的国家已超过多四十个。

我国高压水射流技术的研究和应用，通过近几年来的发展，取得了许多令人瞩目的成绩。国内的大连理工大学、石油大学、中国矿业大学、南京理工大学等几所大学和机械部济南铸造锻压机械研究所、机械部通用机械研究所、航空工艺研究所等研究机构，先后开展了水射流加工技术的研究。通过全国性学术交流和许多学者的努力，我国的水射流理论水平也不断提高。在很多国际水射流会议上，都有中国学者参加提交论文。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1、采用正交试验的方法，分别以被加工材料（杨木、mdf）、喷射流压力、喷嘴孔径、喷射速度、靶距变化为变量进行水切割试验。

分析这些因素对材料切割质量和切割速度等的影响。

2、通过实验数据分析，掌握影响水切割质量的主要因素，对木质材料的水切割工艺进行优化，为以后高压水射流切割机应用于木质材料的加工提供借鉴。

4. 研究创新点

1、前人已对水射流压力、切割速度、试件厚度等做了大量研究，本课题拟对喷射压力、喷嘴靶距、砂量、切割速度这些因素进行研究分析，以期找到对木材切割质量影响最大的因素。

2、本课题拟采用正交试验L18（27）的方法，对试验数据进行粗糙度分析研究，优化木材水射流加工工艺，为高压水射流切割在木材中的应用提供借鉴。