超高压水射流切割系统

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3. 控制系统 可根据具体情况选择机械、气压和液压控制。工作台应能纵、横向灵活 移动，适应大面积和各种型面加工的需要。当采用程序控制和数字控 制系统是理想的。目前，已出现程序控制液体加工机，其工作台尺寸 为1.2m×1.5m，移动速度为380mm/s。 4. 过滤设备 在进行超高压水射流加工时，对工业用水进行必要的处理和过滤有着重 要意义：延长增压系统密封装置、宝石喷嘴等的寿命，提高切割质量， 提高运行的可靠性。因此要求过滤器很好的滤除液体中的尘埃、微粒、 矿物质沉淀物，过滤后的微粒应小于0.45。液体经过过滤以后，可以 减少对喷嘴的腐蚀。切削时摩擦阻尼很小，夹具简单。当配有多个喷 嘴时，还可以采用多路切削，提高切削速度。
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(5) 加工材料范围广，既可用来加工非金属材料， 也可以加工金属材料，而且更适宜于加工切割薄 的和软的材料。 (6) 加工成本低。材料利用率高，使用的水量也不 多（可循环利用），降低成本。节省设计制造费 用 (7) 对某些材料，夹裹在射流束中的空气将增加噪 声，噪声随压射距离的增加而增加。在液体中加 入添加剂或调整到合适的正前角，可以降低噪声， 噪声分贝值一般低于标准规定。
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(4) 喷射距离。指从喷嘴到加工工件的距离，根据不同的加 工条件，喷射距离有一个最佳值。一般范围为2.5~50mm， 常用范围为3mm。 (5) 喷射角度。喷射角度可用正前角来表示。水喷射加工时 喷嘴喷射方向与工件加工面的垂线之间的夹角称为正前角。 超高压水喷射加工时一般正前角为0°~30°。喷射距离 与切割深度有密切关系，在具体加工条件下，喷射距离有 一个最佳值，可经过试验来寻求。 (6) 喷嘴直径。用于加工的喷嘴直径一般小于1mm，常用的 直径为0.05~0.38mm。增大喷嘴直径可以提高加工速度。

水刀切割机原理内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.水刀是将超高压水射流发生器和二维数控加工平台组合而成的一种平面切割机床。

它将水流的压力提升到足够高（200MPa以上），使水流具有极大的动能（水流速度超过二倍音速），可以穿透化纤、木材、皮革、橡胶等，在高速水流中混合一定比例的磨料，则可以穿透几乎所有坚硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金属、合金等。

在二维数控加工平台的引导下，在材料的任意位置开始加工或结束加工，按设定的轨迹以适当的速度移动，实现任意图形的平面切割加工。

“水刀”切割的特点：● 切割材料不受限制（金属：不锈钢、金刚石、硬质合金等、玻璃、复合材料等），“水刀”切割是目前适用性最强的切割工艺方法；● 切割时不产生热量，切缝处不会引起弧痕，无热效应，不需要再次加工并且易于再加工；● 可进行任意曲线的切割加工和打孔，不需要模具，灵活方便；● 切缝仅1㎜，切面光洁、圆滑，无毛刺，粗糙度可达3.2µm~1.6µm；● 工件不需特殊装夹，操作简单方便；● 切割范围宽,金属的厚度可达200㎜● 可和加工中心结合一次性实现钻孔、切割、铍口等工序● 水刀在锯片业和使用：切割锯片的厚度可达100㎜，切割直径：Φ5200（可根据用户需求，量身定制。

）* 数控水刀什么特性和优点?和传统的“热”切割工艺相比，超高压水射流切割机床以水流为切割介质，是一种“冷”切割工艺。

它具有如下功能和优点：1.切割时无热变形，避免了材料的物理、化学变化；2.广泛适应于各种材料的切割加工，有“万能切割机”之誉；3.切口光滑平整无毛刺，一般无须再加工；4.由数控系统操纵，切割精度高；5.切割缝小于1.2mm，便于套料切割，节约材料；6.加工过程不会产生污染环境的废物。

技 术
‘＿ ｌ■ 口
高压 水 射 流切 割技 术综 述
达 明艳
（ 南京师范大学电 自学院 江苏 南京 ２ ０ ９ ） １ ０ ７
［ 摘 要］ 章就 高压 水射 流技术 的切割 原理 、特 点 、应用 等方 面进 行 了综述 。 随着 新 型材 料的 不断 出现 ，水射 流切 割作为 一项 新兴 的 文 而 且具有 “ ”加工特性 的绿色切割 工艺 ，必将有 更为广 阔的应用前 景 冷 ［ 关键 词］ 高压 水射 流 切割原理 特点 应用 中图分类 号：Ｔ ６ Ｇ６ 文献标 识码：Ａ 文 章编 号：１ ０ — １ Ｘ（ ０ ８ （ ） ０１ 卜 ０ ０ ９ ９ ４ ２ ０ ）１ ｂ 一 ４ ｌ ｌ
一
、
利用 增压装置将水加压 到几十至数 百兆帕后从喷 嘴中喷 出形成 高 压水射流。高压水射流本身具有较高的刚性 ，在与工件发生碰撞时，会 产生极高的冲击动压 和涡流 。从 微观上看 ，相 对于射流平均速 度存在 着超高速 区和低速区 （ 时可 能为 负值 ） 有 ，因而超高水射流表面上虽然 为圆柱模型 ，而 内部刚性高和刚性低 的部分并存 。刚性 高的部分产 生 的冲 击动压使传播时 间减少，增 大 了冲击 强度 ，宏观上起 快速楔劈作 用 ；而低刚性部分相对 于高刚性部分形 成 了柔性 空间，起 吸屑、排屑 作用 。高速高压水射流 ，对切割靶物进 行冲击 ，使其表层产 生破 碎和 微裂纹 ，水射流进入裂 纹中，如楔 子般 将靶物劈 裂、剥离 ，同时高速 水流 的冲刷将切 下的碎屑带走 ，形成 切缝 。 二 、 高 压 水 射 流 技 术 的 发 展 由于 压力 不能无 限制 的提 高 ，因此 纯水 射流 切割 应用 也受 到一 定 的限制 ，但 通过对工 作介 质的改进 ， 已经发展 出了磨料射流 、气包 射流 、间断射 流 、空化射流 、 电液脉冲射 流等方法 。其 中，磨料 加工 已成 为水 射流 加工 中 的一项 重要 技术 磨料水射流 是将 一定数量 的磨 料与高压水互 相混合而形成 的液 固 两相射流 。磨 料的密度较大 ，可 以使水射 流的切割 能力更为集 中，冲 击力也就更 为集 中， 同时磨料表面锋利 的尖刃可 以对切 割靶物进行微 切 削 。大 大 提 高 了射 流 的 品质 和 工 作 效率 ［ ］ ２。

高压水射流切割技术一、高压水射流加工简介近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们不断的发掘着自然界中有益的现象并加以改造为人类服务。

为了提高效率，【1】人们将水加以高压，并使之从直径较小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续或间断的水流束，这便是高压水射流。

水射流加工(water Jet Cutting)又称水喷射加工，是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，俗称“水刀加工”，即利用高压水射流对各种材料进行切割、穿孔和工件表层材料去除等加工【1】。

与其他高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性。

高压水射流切割法是一种新型的切割方法，可以切割用其他切割方法无法加工的材料，应用范围涵盖各种金属及非金属材料。

在切割过程中不会使被切割材料产生热影响区，切口边缘的材质不发生变化，这种切割方法的精度较高，适用于加工尺寸精度要求高的零部件。

高压水射流切割因其独特的优点而在切割领域占有重要地位，在矿业、土木工程、建筑业以及航空航天业中的应用日益广泛，应用前景良好。

二、高压水射流切割原理①高压水射流切割示意图1-水箱 2-过滤器 3-水泵 4-蓄能器 5-液压系统6-增压器 7-控制器 8-阀门 9-喷嘴 10-工件 11-水槽【2】高压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s（约为音速的1-3倍）的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。

高速液体束流的能量密度可达102W/mm2,流量为7.5L/min【2】。

储存在水箱中的水经过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中。

液压系统驱动增压器，使水压增高。

高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件的加工部位进行切割。

切割过程中产生的切屑和水混合在一起，排入水槽。

【3】利用增压装置将水加压到几十至数百兆帕后从喷嘴中喷出形成高压水射流。

高压水射流本身具有较高的刚性，在与工件发生碰撞时，会产生极高的冲击动压和涡流。