水刀切割技术PPT.ppt

第四节 水射流切割 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。 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。 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。 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、钛合金元件和印制电路板等，可提高疲劳寿命。 * 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 水射流切割 图9-17水射流喷嘴角度 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：达7．5L/min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：0．05～0．38mm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：0．075～0．41mm压射距离：2．5～50mm，常用的为3mm 表9-6　水射流切割的加工参数 材　　料 厚度/mm 喷嘴直径/mm 压力/MPa 切割速度/(m·) 吸声板 19 0．25 310 1．25 玻璃钢板 3．55 0．25 412 0．0025 环氧树脂石墨 6．9 0．35 412 0．0275 皮革 4．45 0．05 303 0．0091 胶质(化学)玻璃 10 0．38 412 0．07 聚碳酸酯 5 0．38 412 0．10 聚乙烯 3 0．05 286 0．0092 苯乙烯 3 0．075 248 0．0064 表9-7　某些材料水射流加工的切割速度 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。 水射流切割圆锥齿轮 水射流切割厚钢板 * * *