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文档简介

第四节水射流切割 1 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 水从孔径为0 1 0 5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出 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 2 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 3 4 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 切缝大约比采用的喷嘴孔径大0 025mm 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 5 图9 17水射流喷嘴角度 6 表9 6水射流切割的加工参数 7 表9 7某些材料水射流加工的切割速度 8 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 9 水射流切割圆锥齿轮 水射流切割厚钢板 10 4 切口质量好且窄 最小切口宽只有0 075mm公差可达到0 06mm 0 25mm 光洁度可达Ra2 7um 表面平整光滑 不必二次修整 可节省材料和工时 5 因为是湿法切割 无粉尘 烟雾 火花 气味等 属于清洁安全切割 劳动条件好 噪音不超过90dB 6 生产效率高 一套系统可配置多喷嘴同时作业 工件可一次达到尺寸要求 7 可在水中或几百米深的水下切割 8 可加工很薄的工件 很软的金属和非金属材料 加工缝隙窄 可节约材料和降低加工成本 11 四 实际应用 美国汽车工业中用水射流来切割石棉制动片 橡胶基地毯 复合材料板 玻璃纤维增强塑料等 航天工业用以切割高级复合材料 蜂窝状夹层板 钛合
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