水射流切割-機(jī)床行業(yè)百科-機(jī)床商務(wù)網(wǎng)

1簡介

2特點(diǎn)

3優(yōu)點(diǎn)

4形式和構(gòu)成

10精度

1簡介

作為一項(xiàng)獨(dú)立而完整的加工技術(shù)，高壓水射流（wj）、磨料水射流（awj）的產(chǎn)生卻是近三十年的事，利用高壓水為人們的生產(chǎn)服務(wù)始于十九世紀(jì)七十年代左右，用來開采金礦，剝落樹皮，直到二戰(zhàn)期間，飛機(jī)運(yùn)行中“雨蝕”使雷達(dá)艙破壞這一現(xiàn)象啟發(fā)了人們思維。直到本世紀(jì)五十年代，高壓水射流切割的可能性才源于蘇聯(lián)，但項(xiàng)切割技術(shù)卻在美國產(chǎn)生，即1968年由美國密蘇里大學(xué)林學(xué)教授諾曼·弗蘭茲博士獲得。在近十多年里，水射流切割技術(shù)和設(shè)備有了長足進(jìn)步，其應(yīng)用遍及工業(yè)生產(chǎn)和人們生活各個方面。許多公司和工廠競相研究開發(fā)，新思維、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，形成了一種你追我趕的勢頭。目前已有多套水射流切割設(shè)備在幾十個行業(yè)應(yīng)用，尤其是在航空航天、艦船、軍工、核能等高、尖、難技術(shù)上更顯優(yōu)勢。已可切割500余種材料，其設(shè)備年增長率超過20% 。

2特點(diǎn)

1．無切割方向的限制，可完成各種異形加工；
2．水刀在工件上所產(chǎn)生的側(cè)向力極小，可降低設(shè)定時(shí)間及節(jié)省使用夾具成本；
3．水刀加工不會產(chǎn)生熱變形，不需二次加工，可節(jié)省時(shí)間及制造成本；
4．水刀加工切割速度快，效率高，加工成本低。

3優(yōu)點(diǎn)

1．可以輕松地切割不銹鋼板或堅(jiān)硬的大理石、花崗巖等，對那些因其他
方法難以切割的材料如芳綸、鈦合金等各種復(fù)合材料更是非常理想或的加工手段。
2．切割時(shí)不會產(chǎn)生裂痕，它可以切割間隙很窄的材料。一般而言，純水切割其切口約為0.1mm至1.1mm，加砂切割其切口約在0.8mm至1.8mm之間.。隨著砂噴嘴內(nèi)孔直徑擴(kuò)大其切口也就愈大。
3．可作的切割，包括各種形狀、角度或斜度；
4．不需要進(jìn)行磨邊等二次加工，在切割過程中還可以減少飛塵，改善工作環(huán)境。

4形式和構(gòu)成

水切割的形式從水質(zhì)上分，有純水切割和加磨料切割；從加壓方式上分，有液壓加壓和機(jī)械加壓；從機(jī)床結(jié)構(gòu)上分，有龍門式結(jié)構(gòu)和懸臂式結(jié)構(gòu)。
一套完整的水切割設(shè)備由超高壓系統(tǒng)、水刀切割頭裝置、水刀切割平臺、CNC控制器及CAD/CAM切割軟件等組成

5設(shè)備比較

激光切割設(shè)備的投資較大，現(xiàn)今大多用于薄鋼板、部分非金屬材料的切割，切割速度較快，精度較高，但激光切割時(shí)在切縫處會引起弧痕并引起熱效應(yīng)；另外對有些材料激光切割不理想，如鋁、銅等有色金屬、合金，尤其是對較厚金屬板材的切割，切割表面不理想，甚至無法切割。迄今人們對大功率激光發(fā)生器的研究，就是力圖解決厚鋼板的切割，但設(shè)備投資、維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行消耗等成本也很可觀。水切割投資小，運(yùn)行成本低，切割材料范圍廣，效率高，操作維修方便。

6金屬加工比較

對金屬的加工，線切割有更高的精度，但速度很慢，有時(shí)需要用其它方法另外穿孔、穿絲才能進(jìn)行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以對任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸靈活。

7冷熱技術(shù)比較

等離子切割有明顯的熱效應(yīng)，精度低，切割表面不容易再進(jìn)行二次加工。水切割屬于冷態(tài)切割,無熱變形,切割面質(zhì)量好，無須二次加工，如需要也很容易進(jìn)行二次加工。

8原理

水射流切割，超高壓水射流切割機(jī)是將普通的水通過一個超高壓加壓器，將水加壓至3000bar，然后通過通道直徑為0.3mm的水噴嘴產(chǎn)生一道約3倍音速的水射流，在計(jì)算機(jī)的控制下可方便的切割任意圖形的軟材料，如紙類、海綿、纖維等，若加入砂料增加其切割力，則幾乎可以切割任意材料。

9特性和優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的“熱”切割工藝相比，超高壓水射流切割機(jī)床以水流為切割介質(zhì)，是一種“冷”切割工藝。它具有如下功能與優(yōu)點(diǎn)：
1.切割時(shí)無熱變形，避免了材料的物理、化學(xué)變化；
2.廣泛適應(yīng)于各種材料的切割加工，有“切割機(jī)”之譽(yù)；
3.切口光滑平整無毛刺，一般無須再加工；
4.由數(shù)控系統(tǒng)操縱，切割精度高；
5.切割縫小于1.2mm，便于套料切割，節(jié)約材料；
6.加工過程不會產(chǎn)生污染環(huán)境的廢物。
數(shù)控水刀對那些用其它方法難以切割的材料如芳綸（Kevler）、鈦合金及各種復(fù)合材料是非常理想或的加工手段。

10精度

嚴(yán)格來講，數(shù)控水刀雖然比火焰、等離子切割機(jī)床可以更的切割，但還不是精密加工機(jī)床，應(yīng)該不能標(biāo)注精度。在切割10mm以下的板料時(shí)，把切割速度和補(bǔ)償控制得恰到好處，誤差可以做到+-0.1mm。

11大厚度

由于水射流的靶距是不確定的或者說是變化的，數(shù)控水刀的大切割厚度并不好明確界定。膽大者，敢稱400、500mm，保守者稱100mm以內(nèi)，都是合理的。現(xiàn)有的數(shù)控水刀一般流量在2～3升，工作壓力在200～380MPa，射流經(jīng)過空氣阻力，能量衰減極快，到400、500mm時(shí)，基本就隨風(fēng)飄散了，就沒有打擊力。
就一般應(yīng)用而言，切割金屬板材厚度建議不超過100mm，發(fā)泡材料如海綿厚度建議不超過300mm 。