文档介绍：第四节水射流切割
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一、基本原理
水射流切割又称液体喷射加工,是利用高压高速的水流对工件的冲击作用去除材料的,有时简称水切割,或俗称水刀。
采用水或带有添加剂的水,以500~900m/s的高速冲击工件进行加工或切割。水经水泵后通过增压器增压,储液蓄能器使脉动的液流平稳。~,直接压射在工件加工部位上。加工深度取决于液压喷射的速度、压力以及压射距离。被水流冲刷下来的“切屑”随着液流排出,入口处束流的功率密度可达到1000KW每平方毫米。
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1-带过滤器的水箱 2-水泵 3-储液蓄能器 4-控制器 5-阀 6-蓝宝石喷嘴 7-工件
8-喷射距离 9-液压机构 10-增压器
水射流切割原理图
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二、材料去除速度和加工进度
切除速度取决于工件材料,并与所用功率大小成正比、和材料厚度成反比,不同材料的切割速度如表9-7所示。
切割精度主要受喷嘴轨迹精度影响,,加工复合材料时,采用射流速度要高,喷嘴直径要小,并且有小的前角,喷嘴紧靠着工件,喷射距离要小。喷嘴越小,加工精度越高,但材料去除速度降低。
水射流切割
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图9-17水射流喷嘴角度
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液体能
种类:水或水中加入添加剂 添加剂:丙三醇(甘油)、聚乙烯、长链形聚合物 压力:70~415MPa 射流速度:300~900m/s 流量: 射流对工件的作用力:45~134N
喷嘴
材料:常用人造金刚石,也有用淬火钢、不锈钢的 直径:~ 角度:与垂直方向的夹角0°~30°
性
功率:达38kW 切割速度(即进给速度):见表9⁃7 切缝宽度:~ 压射距离:~50mm,常用的为3mm
表9-6 水射流切割的加工参数
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材料
厚度/mm
喷嘴直径/mm
压力/MPa
切割速度/(m·)
吸声板
19
310
玻璃钢板
412
环氧树脂石墨
412
皮革
303
胶质(化学)玻璃
10
412
聚碳酸酯
5
412
聚乙烯
3
286
苯乙烯
3
248
表9-7 某些材料水射流加工的切割速度
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三、水切割的优点
1、因为是冷切割, 对材料无热损伤, 也无热变形,这对许多高性能或热敏感材料尤为可贵。这是其它加工方法, 如火焰、激光、等离子、锯切等所无可比拟的。可以说, 它对被切材料无选择性, 因而能做到一机多用。
2、具有很强的切割力, 可切断180mm厚的钢板、250mm厚的钛板、470层每层厚达65mm的石墨环氧树脂合成板、5m 厚的石材或混凝土等。
3、因为是点能源切割, 切割反力很小, 只有十几公斤, 因而便于全方位自由切割形状复杂的工件, 便于自动控制, 实现柔性加工。
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水射流切割圆锥齿轮
水射流切割厚钢板
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