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1、一 水切割技术 1 概念超高压水切割又称水刀和水射流 它是将普通的水经过多级增压后所产生的高能量 380MPa 水流 再通过一个极细的红宝石喷嘴 0 1 0 35mm 以每秒近千米的速度喷射切割 这种切割方式称为超高压水切割 2 水切割的起源高压水切割的 发现 起源于苏格兰 经过100年的试验研究 才出现了工业高压水切割系统 1936年美国和苏联的采矿工程师成功地利用高压水射流方式进行采煤和采矿 到1956年 前苏联利用2000bar压力的水切割岩石 实际上高压水切割不是专利 直到1968年被美国的哥伦比亚大学的教授在高压水中加入磨料 通过水的高压喷射和磨料的磨削作用 加速了切割过程的完成 滴
2、水穿石 是指在漫长的岁月中 滴水能够将石头击穿 而 超高压水切割技术 能将这一漫长的过程浓缩为一瞬间 超高压水切割机采用增压系统 将水的压力提高到4 再使这种超高压水经直径约为 的宝石喷嘴喷射而出 形成高速的水射流 这束水射流似一根细棉线 而其流速随着水的压力升高而加快 可达 是音速的 倍 水为何能象利剑似地切钢削石呢 在高速运动状态中的水已不再是柔性体 更不用说是超音速运动的物体 如在空中高速飞行的飞机与小鸟相撞 飞机的机壳就会被小鸟打出一个洞而造成飞行事故 超高压形成的水射流具有音速 倍的流速 因此能像利剑一样锋利 为提高切割的效率 在水射流速度不变的情况下 在水中加入细砂 以提高运动物体
3、的质量 则可以数倍地提高射流的冲击动能 3 水切割技术现状目前 国际上像美国 德国 前苏联 意大利都攻破了超高压水切割的技术 国际上代表性的企业有福禄 英格索兰 百超 最高切割压力可达550MPa 国内企业也有生产水切割设备的厂家 实际运行压力仅在220MPa左右 属中低压水平 压力愈高 切割的工艺性愈好 切割速度愈快 尤其在厚板切割时 中低压 200MPa 的水切割机 不能保证被切割材料顶部和底部的切割曲线一致性 甚至切不透 切割速度很慢 4 水切割的用途一 切割非可燃性材料 如大理石 磁砖 玻璃 水泥制品等材料 这是热切割无法加工的材料 二 切割可燃性材料 如钢板 塑料 布料 聚氨酯 木材
4、 皮革 橡胶等 以往的热切割也可以加工这些材料 但容易产生燃烧区和毛刺 但水切割加工不会产生燃烧区和毛刺 被切割材料的物理 机械性能不发生改变 这也是水切割的一大优点 三 切割易燃易爆材料 如弹药和易燃易爆环境内的切割 这是其它加工方法无法取代的 5 水切割的优点激光和等离子所能切割的厚度太薄 所产生的毛刺太大 所产生的热影响区不利 可以选用水切割 火焰切割的毛刺太大 粗糙度太差 热影响区太大 可以选用水切割 线切割的速度太慢 并且不能切割非导电材料 可以选用水切割 铣削的方法产生了许多废屑 造成了很大的浪费 也可以考虑选用水切割 因为水切割不会产生废屑 而是整片切割 水切割加工割分开的材料大
5、多是可利用的 5 水切割的优点使用圆锯和带锯太慢 而又不能进行非直线切割 可以考虑选用水切割 切割易燃易爆材料或在易燃易爆的环境下切割时 必须考虑选用水切割 切割时不想产生毒副气体 不需二次加工 不想产生热效应或变形或微裂缝 又想产生良好的切边品质并能同时切割细小的孔时 更要考虑选用水切割 提醒一般情况下 能够利用激光 等离子 火焰 线切割 锯 铣削等加工方法基本满足加工工艺要求时 则不宜采用水切割加工 毕竟水切割的运行成本较高 喷嘴 导流套 高压密封件都是进口的耗材 价格较贵 6 水切割的形式一 从水质上分 超高压水切割有两种形式 一是纯水切割 其割缝约为0 1 1 1mm 其二是加磨料切割
6、 其割缝约为0 8 1 8mm 二 从结构形式上分 可有多种形式 如 二至三个数控轴的龙门式结构和悬臂式结构 这种结构多用于切割板材 五至六个数控轴的机器人结构 这种结构多用于切割汽车内饰件和轿车的内衬等 7 水切割的切割精度水切割的切割精度介于0 1mm至0 25mm之间 其切割精度取决于机器的精度 切割工件的尺寸范围及切割工件的厚度和材质 通常机器的系统定位精度为0 01mm至0 03mm 8 水切割所用的磨料水切割所用的磨料为石英砂 石榴石 河砂 金刚砂等 磨料的粒径一般为40 70目 磨料的硬度越高粒径越大 切割能力也越强 OMAX公司 1993年创建全球安装有600多套OMAX水切割系统 水切割机主要部件1 工作台2 高压泵3 切割头4 砂料输送系统5 冷却装置6 过滤系统 高压泵 过滤系统 切割头 过滤回收系统
