作者：Ankush Sharma, D. I. Lalwani
1. 引言 磨料水射流加工（AWJM）该工艺是一种用于金属和非金属材料加工的新型材料去除技术。AWJM在这个过程中，材料去除可以通过腐蚀来实现；腐蚀研究可分为两个阶段：量、颗粒喷射方向和速度；二是材料去除率的计算，即腐蚀率。在不锈钢、合金钢、钛合金、铝、陶瓷复合材料、花岗岩、橡胶瓷复合材料、花岗岩、橡胶和木材的切割能力。本文使用AWJM工艺对AISI H研究了13种模具钢的加工性能，分析了工件材料、工具规格、加工参数、表面粗糙度测量、表面形态等。. 实验2.1 工件材料 实验采用长40mm，宽20mm，厚度12mm（如图一所示）的AISI H13模具钢；AISI H13模具钢具有高硬化性、高强度和良好的韧性。用作锻造模具、挤压钢模具、铸造模具材料和热加工剪刀。将材料加热至950 ℃然后自然冷却20分钟。热处理后的硬度为47.0±1.0 HRC。表一为AISI H13模具钢的化学成分和机械性能。
2.2 磨料水射流机器 用CNC磨料水射流器对AISI H切割模具钢13台，机器配备3000台MPa压力泵最大流量为3.1 lpm；重力自流进料箱、空气控制阀、1400mm×1400mm工作台。喷嘴装置由蓝宝石材料制成，孔径0.25mm；聚焦管由碳材料制成，内径0.76mm，聚焦管长度为70mm。2.3 加工参数 表二为AISI H13模具钢切割加工参数。
实验中其他加工参数为常量，保持不变。冲击角90°，孔径0.25mm，喷嘴直径0.76mm，磨料粒度80目.4 表面粗糙度测量 用尖笔表面粗糙度仪（型号：Mitutoyo SJ-210）进行表面平均粗糙度测量。试样长度0.8mm，测量长度4mm，评估长度3.2mm。2.反应曲面分类研究法（RSM） 实验通过RSM建模和分析多个输入参数是如何影响输出参数的，并最大化或最小化输出参数。3.结果和讨论 实验通过反应曲面公式来研究磨料水射流工艺中加工参数对表面粗糙度的影响；利用Design Expert 8.0.7.表面粗糙度模型由软件获得。表面粗糙度设计矩阵为表面粗糙度。
表四为表面粗糙度的ANOVA从表中可以看出压力（A），横向速度（B），SOD（C）与压力交互，以及SOD（AC），横向速度和SOD（BC）等待模型更明显；而不明显的模型则采用反向消除法去除。表4还给出了影响程度和曲度的百分比。曲度不明显，这意味着该模型是线性的。与纯误差相比，适度缺失并不太明显，这表明该模型与实验数据相匹配。水平速度（B）76%的百分比影响.81 %对表面粗糙度影响最大。
SS综合平方；dof为自由度；Rem为备注栏；S为显着；NS为不显着?！ ⊥级砻娲植诙鹊闹餍вν?，用来监测参量效应对反应值的影响。从图中可以看出压力大、横向速度低、SOD表面粗糙度最小。（a）是水压对表面粗糙度的影响：当水压较低时，表面粗糙度值最大；随着水压的增加，表面粗糙度值降低。这是由于水压的增加，脆性磨料的破碎变小，从而降低了表面粗糙度。随着水压增大，磨料动能也增大，从而加工出更加光滑的表面?！ ⊥级╞）为横向速度和表面粗糙度之间的关系。图中可以看出横向速度对表面粗糙度的影响十分明显?！ ∥档图庸こ杀?，用户通?；嵘柚米畲蟮暮嵯蛩俣?，但这也会引起较大的表面粗糙度，这是由于横向速度增大时，单位面积上的有效磨料就更少，有效切削刃也就更少，从而导致较大的表面粗糙度?！ ⊥级╟）为 SOD图中可以看到表面粗糙度的主效应图SOD对表面粗糙度影响不大；表面粗糙度随之而来；SOD增加和减少。图3是压力、横向速度和SOD对表面粗糙度的共同影响。
根据实验结果建立表面粗糙度的反应曲面公式（模型）：
图四、五为反应曲面图，横向速度为常量20mm/min、压力为常量216MPa时，选择不同参数结合以求得表面粗糙度?！ 「萃妓?、五，建立了压力-横向速度在SOD为2mm表面粗糙度等值线图。
4. 结论 中心复合设计中的序贯法节省了实验次数?！ ∠咝阅Ｐ褪屎媳砻娲植诙?，不需要额外的实验再去验证非线性模型?！ ∷购蚐OD设置较高的实验临界值(240MPa，6mm）水平速度设置为较低的实验临界值(10mm/min）时，获得良好的表面抛光效果?！ ”淞糠治觯ˋNOVA）显示，在对表面粗糙度模型的影响中，横向速度影响占据76.81 %，其次是压力，SOD、压力和SOD交互影响、横向速度和SOD互动影响(编译:中国超硬材料网)
