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关于水切割设备效率和运行成本的分析报告
按照集团公司领导对工艺所上报的“关于水切割可行性分析报告”批示,现对水切割设备运行效率和运行成本进行分析。
效率分析
加工周边或加工孔时,加砂水刀比机械加工快,水刀加工的效率与所切割材料的机械性能和厚度有关,与坯料的加工余量无关。水刀切削厚度与时间的关系见表1
表1
切削材质 切削厚度 水刀走刀速度(mm/min) 每米所需时间(min) 钢板(中碳钢) 5 815 1.2 10 444 2.3 20 203 4.9 50 58 17.2 100 21 47.7 不锈钢 5 760 1.3 10 414 2.4 20 189 5.3 50 54 18.5 100 20 50
从上表可以看出,对厚度为100mm、切割长度为1000mm的中碳钢板所需时间为40~50分钟,如果采用机械加工的方法,用直径125刀盘铣削加工(毛坯余量为10mm),平均走刀速度200mm/min,所需的铣削时间加上辅助时间大约需要1.3小时以上。
运行成本分析
水切割设备的运行成本主要由喷嘴的损耗、刀管的损耗、高压泵的密封损耗、砂料的消耗、水的消耗等组成。
喷嘴的损耗
喷嘴材料一般为蓝宝石、红宝石、钻石三种,各有其独特属性。蓝宝石是现在最常用的喷嘴材料,它是人造单晶宝石,其寿命大约为50~100小时,在加砂水刀切割中,蓝宝石的寿命是纯水水刀切割的 1/2。通常情况下,蓝宝石喷嘴的价格在 150 ~ 300 元。红宝石喷嘴的寿命同样为50~100小时,但不适合纯水切割。钻石喷嘴的寿命为800~2000小时,但价格比蓝宝石贵10~20倍
2.2 砂管的损耗:
最高品质的陶瓷碳化物砂管可以提供 150 小时的切割时间,而直径只增加 0.020。
2.3 高压泵的密封损耗:
增压泵上的高压密封的寿命大约 400 ~ 1200 小时;直接驱动泵的密封的寿命前大约200 ~ 600 小时。
砂料消耗:见表2
表2
喷嘴规格() 单位时间用砂量(Kg/分钟) 0.010/0.030 0.41 0.014/0.040 0.64 0.018/0.050 1.134 砂料的成本在每千克 1.4 ~ 6.0元,取决于砂料型号。
水的消耗(见表3):
表3
喷嘴规格 用水量(立方米/小时) 0.010 0.11355 0.013 0.186222 0.016 0.281604
2.6水刀切割单位时间综合运行成本(见表4):
表4
喷嘴规格 元/小时 备 注 小喷嘴(0.010~0.030) 135 不含人工、设备折旧 大喷嘴(0.016~0.040) 238
一般情况下加砂水刀加工厂的服务收费为: 816~ 1650元/每小时。
工艺研究所
2009-7-2
OMAX水刀切割设备现场考察报告
时间:2009.07.04~2009.7.07
地点:上海浦东金桥出口加工区优傲马水切割中心
水切割设备:OMAX2626
定位精度:0.08
工作台尺寸:1016㎜×736㎜
X-Y轴行程:609㎜×609㎜
高压泵型号:P3055V
高压泵功率:30hp(马力)
高压泵输出压力:3800bar
被切割零件:(二重提供的筒体试验件)
外形尺寸:200㎜×200㎜×300㎜(毛坯)
材质:18MnD5
切割厚度:200
第一次参数选择:
可加工性: 83 (根据被切割材料的机械性能或牌号选取)
质量系数 3
喷嘴直径:0.36㎜
砂管直径: 0.7㎜
切割长度:40㎜
切割速度(设备自动形成) 1.68㎜/min
切割后质量评定:
切割深度0~90范围内光整平滑,表面粗糙度为Ra12.5~6.3,
切割深度90~200范围水剑扫尾严重,表面质量随切割深度逐渐变差。
第二次参数选择:
可加工性: 50 (根据被切割材料的机械性能或牌号选取)
质量系数 3
喷嘴直径:0.36㎜
砂管直径: 0.7㎜
切割长度:40㎜
切割速度(设备自动形成) 1.64㎜/min
切割后质量评定:
切割深度0~120范围内光整平滑,表面粗糙度为Ra12.5~6.3,
切割深度120~200范围水剑扫尾较严重,表面质量变差,最尾部位粗糙度仅为Ra50。
第三次参数选择:
可加工性: 40(根据被切割材料的机械性能或牌号选取)
质量系数 3
喷嘴直径:0.36㎜
砂管直径: 0.7㎜
切割长度:40㎜
切割速度(设备自动形成) 1.5㎜/min
切割后质量评定:
切割深度0~140范围内光整平滑,表面粗糙度为Ra12.5~6.3
切割深度140~2
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