水切割知識

tags:    時間:2014-03-07 14:25:48
水切割知識簡介
  超高壓水切割又稱水刀和水射流,它是將普通的水經過多級增壓后所產生的高能量(380MPa)水流,再通過一個極細的紅寶石噴嘴(Φ0.1-0.35mm),以每秒近千米的速度……
水切割知識正文

  超高壓水切割又稱水刀和水射流,它是將普通的水經過多級增壓后所產生的高能量(380MPa)水流,再通過一個極細的紅寶石噴嘴(Φ0.1-0.35mm),以每秒近千米的速度噴射切割

,這種切割方式稱為超高壓水切割。
  數控水射流切割機由五大部分組成:超高壓發生器、數控機床、全自動磨料輸送系統、數控系統、整體式切割頭。
最簡單的超高壓水切割機具備兩個數控軸,由CNC控制X-Y做數控移動,並能實現CAD/CAM直接轉換,真正做到免鍵盤輸入,無圖加工,只要在CAD畫出的任意複雜曲線,都可以直接

切割成形。
  水射流切割機床是一種多用途、性能完善的切割設備,它最大特點是非熱源的高能量射流束加工,切割中無熱過程,故可切割所有金屬和非金屬材料,特別是各種熱切割方法難

以勝任或不能加工的材料。具有:切口快、切口平整、無塵埃、無熱變形、無污染、減少材料浪費等特點。可切割:鈦合金、銅板、鋼板、鋁板、鑄鐵、花崗岩、大理石、瓷磚、

化纖、木材、布匹、紙張、皮革、塑料等材料。已應用到航空、軍工、石材、建築、裝潢等精加工企業.
 
高壓水切割的“發現”起源於蘇格蘭,經過100年的試驗研究,才出現了工業高壓水切割系統。
1936年美國和蘇聯的採礦工程師成功地利用高壓水射流方式進行採煤和採礦,到1956年,前蘇聯利用2000bar壓力的水切割岩石。實際上高壓水切割不是專利,直到1968年被美國的

哥倫比亞大學的教授在高壓水中加入磨料,通過水的高壓噴射和磨料的磨削作用,加速了切割過程的完成。
  目前,國際上像美國、德國、前蘇聯、義大利都攻破了超高壓水切割的技術,國際上代表性的企業有福祿、英格索蘭、百超,最高切割壓力可達550MPa,並廣泛地應用於石材、

金屬、玻璃、陶瓷、水泥製成品、紙類、食物、塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡膠、彈藥等各種材料的切割。中國開展這項工作的研究有近四十年的時間,機械部、航空航

天部、國家船舶工業總公司都先後立項研究,但超高壓水切割一直處在實驗室階段,尚未用於穩定的商業運行。為此法因數控與烏克蘭合作生產超高壓水切割設備,穩定運行壓力

可達380MPa,主要元器件採用進口件。合作產品先後用於瑞典阿仁科公司不鏽鋼板的切割,美國HP墨輪的切割,總裝備部廢彈藥的切割,並且這項技術合作被科技部列為國家級重

點國際科技合作項目。
  國內其它企業也有生產水切割設備的廠家,實際運行壓力僅在220MPa左右,屬中低壓水平。壓力愈高,切割的工藝性愈好,切割速度愈快,尤其在厚板切割時,中低壓(200MPa)

的水切割機,不能保證被切割材料頂部和底部的切割曲線一致性,甚至切不透,切割速度很慢。法因合作的超高壓水切割機,最大的鋼板切割厚度為70mm,此時的切割速度約為

15mm/min;最大的石材切割厚度為80mm,此時的切割速度為20-50mm/min。其切割的速度與切割厚度、被切割材料、粗糙度和磨料的選擇有關;切割的粗糙度也與被切割材料、切割

速度及磨料的選擇有關。
顯而易見,超高壓水切割有許多優點,但也從技術角度提出更高的要求,如材料的耐磨性、超

 

高壓的密封問題、超高壓的安全問題、超高壓的可靠性等都是同業關注的焦點。法因

公司現已成功地解決了380MPa的超高壓切割問題,目前正著力解決600MPa更高壓力的技術攻關,以推動超高壓水切割技術的發展,更好地為客戶服務。

  雖然說超高壓水切割可以切割任何材料,但在應用上還是有所側重的。
水切割的用途主要有三個,一是切割非可燃性材料,如大理石、磁磚、玻璃、水泥製品等材料,這是熱切割無法加工的材料;二是切割可燃性材料,如鋼板、塑料、布料、聚氨酯

、木材、皮革、橡膠等,以往的熱切割也可以加工這些材料,但容易產生燃燒區和毛刺,但水切割加工不會產生燃燒區和毛刺,被切割材料的物理、機械性能不發生改變,這也是

水切割的一大優點;三是切割易燃易爆材料,如彈藥和易燃易爆環境內的切割,這是其它加工方法無法取代的。
一般情況下,能夠利用激光、等離子、火焰、線切割、鋸、銑削等加工方法基本滿足加工工藝要求時,則不宜採用水切割加工,畢竟水切割的運行成本較高,噴嘴、導流套、高壓

密封件都是進口的耗材,價格較貴。但當您感到激光和等離子所能切割的厚度太薄,所產生的毛刺太大,所產生的熱影響區不利時,您可以考慮選用水切割;當您感到火焰切割的

毛刺太大、粗糙度太差、熱影響區太大時,您可以考慮選用水切割;當您感到線切割的速度太慢,並且不能切割非導電材料時,您可以考慮選用水切割;當您感到銑削的方法產生

了許多廢屑,造成了很大的浪費時,您也可以考慮選用水切割,因為水切割不會產生廢屑,而是整片切割,水切割加工割分開的材料大多是可利用的;當您感到使用圓鋸和帶鋸太

慢,而又不能進行非直線切割時,您照樣可以考慮選用水切割;當您切割易燃易爆材料或在易燃易爆的環境下切割時,更必須考慮選用水切割;當您切割時不想產生毒副氣體、不

需二次加工、不想產生熱效應或變形或微裂縫、又想產生良好的切邊品質並能同時切割細小的孔時,您更要考慮選用水切割。總之,水切割是一種萬能的切割方式,但某些場合下

的使用並不是最佳的,所以選擇時要做具體分析。

  從水質上分,超高壓水切割有兩種形式,一是純水切割,其割縫約為0.1-1.1mm;其二是加磨料切割,其割縫約為0.8-1.8mm。 從結構形式上分,可有多種形式,如:二至三個數

控軸的龍門式結構和懸臂式結構,這種結構多用於切割板材;五至六個數控軸的機器人結構,這種結構多用於切割汽車內飾件和轎車的內襯等。

 
  水切割的切割精度介於0.1mm至0.25mm之間,其切割精度取決於機器的精度、切割工件的尺寸範圍及切割工件的厚度和材質,通常機器的系統定位精度為0.01mm至0.03mm。
 
  水切割所用的磨料為石英砂、石榴石、河砂、金剛砂等。 磨料的粒徑一般為40-70目,磨料的硬度越高粒徑越大,切割能力也越強,我公司水射流磨料採用的是60目石榴石。

高壓水切割方法的優點:

無機械、加熱所引起的或化學反應對工件的影響。

材料便於處理。

所有種型的材料都能進行切割。

較好的切割斷面。

即使硬質材料或很厚的材料,也能加工出精細的零件

 

能切割任意複雜輪廓。

低材料損失。

複合材料或多層材料切割前鑽孔。


高壓水切割的特性:

實際切割面刺,通常不需要再進行后處理。

可配置雙切割頭增加生產率。

切割波動被水吸收,噪音很低。

低溫加工,無煙塵且不產生有害氣體,有利於環境保護。

通過集成的碎屑輸送帶,連續傳輸廢磨料和切割余料。

清潔且安全的加工過程。
 

 

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