南京航空航天大学学报

作者：刘亲将，单忠德，杨浩秦，施建培，梁校

单位：南京航空航天大学机电学院，南京 210016;南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，南京 210016；,南京航空航天大学机电学院，南京 210016;南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，南京 210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京 211106；,南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，南京 210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京 211106；,南京航空航天大学机电学院，南京 210016;南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，南京 210016；,南京航空航天大学机电学院，南京 210016;南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，南京 210016；

关键词：冷冻砂型;排砂工艺;射流流场;排砂率;精确排砂

基金：国家重点研发计划（2021YFB3401200）；江苏省基础研究计划（自然科学基金）青年基金（BK20230885）。

在冷冻砂型数控（Computerized numerical control，CNC）加工过程中，有效排出切削砂坯产生的砂粒是确保砂型成形质量的关键技术之一。本文基于计算流体力学方法，对环绕阵列式射流喷吹的排砂方式进行了数值模拟，分析了射流流量、靶距、俯角和口径对型腔周围流场的影响。设计数控加工正交实验并对排砂率进行了极差分析，验证了仿真的结果。研究表明，环绕阵列式高速射流在刀具柱面和型腔壁面上会形成稳定贴附，输送砂粒的主要区域为射流在型腔壁面形成的“排砂区”。仿真与实验结果均表明最佳排砂工艺参数为射流流量30 L/min、靶距45 mm、俯角65°和口径2 mm，其中射流流量的影响最为显著，其次是射流喷嘴口径、俯角和靶距。本文结果可为排砂装置及工艺参数优化提供指导。

来源：2024年第4期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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