高压磨料水射流技术是在上世纪70年代初在国内外迅速发展起来的一门新技术,因其工艺适应性强、切口质量好、冷加工和环保性好等优点,在国民经济建设中的多个领域得到了广泛的应用。目前,由于在磨料水射流的射流结构和破碎机理方面深层次研究的不足,因此在一定程度上限制了磨料水射流切割技术的广泛应用。为更好地利用磨料水射流技术,需要对磨料水射流的切割能力进行综合的研究。磨料水射流的切割能力主要包括切割表面质量、最大切割深度和切割加工效率。本文以磨料射流理论为基础,利用运动多相流和颗粒动能理论对射流和磨料颗粒混合理论进行系统的分析,并对磨料与水射流混合后速度损失情况进行分析讨论。磨料水射流去除机理:分析射流对硬脆材料的破坏作用;磨料颗粒对硬脆材料的撞击破坏以及材料裂纹的产生过程。在理论分析的基础上,选取典型硬脆材料氧化铝陶瓷材料进行了切割试验,电子扫描电镜采集照片,并对试验现象做了进一步分析。对高压磨料水射流最大切割深度研究:采用单因素试验法,对影响切割最大深度的射流压强、切割速度、靶距和磨料流量等因素进行综合分析,影响最大切割深度的因素。切割加工效率方面:运用正交试验原理,采用花岗岩和大理石两种硬脆材料进行了正交试验,通过理论推导,将对切割效率的研究转化为单位时间内的切割面积,通过对试验数据结果进行极差和方差分析,研究加工参数对切割效率的影响因素的显著性。切割速度是影响切割效率最显著的因素;对于硬度不同的材料来说,射流压力影响切割深度从而决定了切割速度的大小,是仅次于切割速度的重要因素,靶距和磨料流量对优化目标影响较弱,为节约成本尽量选取较小的磨料流量。结合正交试验数据,运用回归分析法分别建立了切割效率经验模型,并用F和R对切割效率模型进行了检验。本文还对经验模型进行了六组验证实验,实验数据与预测值拟合度非常高,检验表明得到的切割效率模型具有生产加工意义。