磨料水射流切割技术自上世纪70年代正式进入工业制造领域以来,经过快速的发展,成为了一项极具优势的冷态加工工艺。由于其具有切削力小、无热影响区等特有的优势,因此适用于多种难加工材料的切割加工,并且相较于传统加工还有着高效率、低成本和绿色环保等优点。本文对磨料水射流切割工艺参数优化进行了实验研究,为在实际应用中进一步实现磨料水射流高质高效的切割工艺提供了一定的参考。本文以优化磨料水射流切割工艺参数为研究目标,从推导磨料水射流切割深度理论出发,通过实验分别研究了磨料水射流切割中加工参数的优化和磨料参数对加工性能的影响。通过磨料水射流切割深度理论的推导,分析了射流基本结构与各个阶段自由射流与磨料的速度状态及分布。通过将主要工艺参数与材料去除率相关联,并结合无量纲分析的方法给出了切割深度的半经验预测模型。结合射流能量分布理论与实际加工中切缝几何形状的特点,建立了切缝轮廓的几何模型,并由模型进一步分析给出了有效切割深度的判定与测量方法。将切缝正交实验中所提取的极限深度与有效深度带入切割深度预测模型,可以标定模型中的各系数值并得到完整的切割深度预测模型。通过Box-Behnken设计方法,分析了各加工参数对切割深度的具体影响,发现进给速度和磨料流量是对切割深度影响较大的两个参数。进一步对两两参数的交互影响进行了讨论,结果发现压力和磨料流量的变化会对靶距选择产生一定影响。针对不同磨料条件分别进行了单磨料和混合磨料的切割实验,并测定了不同磨料条件下磨料水射流的切割能力与切割质量。设计了两种切割实验用以观测当使用单磨料时不同的磨料材料、粒径和流量对加工效果的影响。实验结果发现,氧化铝由于具有较高的圆度和相对合适的硬度,因此表现出较好的加工性能。进一步对混合磨料进行实验,发现当使用质量分数为75%的氧化铝和25%的石榴石混合磨料时,在磨料粒径为120#、流量为130g/min的条件下,可以得到最大切深41.7mm和最低粗糙度Ra2.1μm。