第10章 超高压水射流加工

高压水射流加工技术在精密零件加工中的应用研究摘要：高压水射流加工技术是一种非传统的加工方法，在精密零件加工领域具有广泛的应用前景。

本文通过对高压水射流加工技术的原理、特点以及在精密零件加工中的应用进行深入研究，探讨了其在精密零件加工中的优势、局限性以及存在的问题，并提出了进一步研究和发展的方向。

1. 引言随着现代制造技术的不断发展，对精密零件加工精度要求的提高，传统的加工方法已经难以满足需求。

高压水射流加工技术作为一种新型的加工方法，以其无热影响区、无机械应力集中、无表面裂纹等特点，在精密零件加工领域引起了广泛的关注。

本研究旨在探讨高压水射流加工技术在精密零件加工中的应用研究，为提高零件加工质量和效率提供科学依据。

2. 高压水射流加工技术的原理与特点高压水射流加工技术是利用高速注入的水流作为切削工具，通过调节流量和压力来控制切削效果。

其原理主要包括切削力、流态力、热效应和材料去除效应等。

在精密零件加工中，高压水射流加工技术具有以下特点：1) 高效性：高压水射流加工技术可以在短时间内完成零件的加工，提高生产效率；2) 高精度：由于水射流加工过程中无接触切削，避免了机械变形和振动，能够保证零件加工的高精度；3) 环保性：高压水射流加工不产生有害气体和固体废料，对环境友好。

3. 高压水射流加工技术在精密零件加工中的应用3.1 轴类零件加工高压水射流加工技术在轴类零件加工中发挥了重要的作用。

由于轴类零件通常存在几何形状复杂、尺寸精度要求高等特点，传统的加工方法难以满足要求。

通过对高压水射流加工参数进行优化，可以实现对轴类零件的精密加工，提高加工效率和零件质量。

3.2 零件表面处理高压水射流加工技术在零件表面处理中具有独特的优势。

通过调节水射流的压力和流量，可以控制水射流对零件表面的冲击力和切削效果，实现去除表面污垢、清洁锈蚀、增加表面粗糙度等目的。

同时，由于高压水射流加工不产生热影响区，可以避免零件表面的烧伤和变形，保持零件的精密度。

高压水射流加工机床的切削性能与切削力分析一、引言高压水射流加工技术作为一种非传统的切削加工方式，具有无热影响区、高精度、无切削应力等优点，在航空航天、冶金、造船等领域得到广泛应用。

本文将对高压水射流加工机床的切削性能与切削力进行分析与探讨。

二、高压水射流加工机床的切削性能1. 加工速度高压水射流加工机床具有较高的加工速度，可达到几十米每秒。

由于水的密度较小，射流与被加工材料的接触时间较短，使得加工速度大大提高。

高加工速度大大提高了加工效率，减少了加工时间。

2. 加工精度高压水射流加工机床的加工精度较高，可达到微米级。

这是因为水射流的直径较小，只有0.1mm左右，同时射流的速度可调节，并且能精确对焦。

因此，高压水射流加工机床可用于加工精细的零部件，满足高精度加工的需求。

3. 光洁度高压水射流加工机床加工表面光洁度高，无切削痕迹和毛刺。

这是因为水射流的切削过程不像传统的机械切削那样会产生切削痕迹和毛刺，从而使得被加工材料的表面光洁度得到大幅提升。

4. 加工适应性高压水射流加工机床适用于多种材料的加工，包括金属、塑料、玻璃、陶瓷等。

无论是硬度较高的材料还是易碎的材料，高压水射流都可以满足相应的加工要求。

这为多种材料加工提供了便利，扩大了应用领域。

三、高压水射流加工机床的切削力分析1. 切削力来源高压水射流加工机床的切削力源于射流对被加工材料的作用力。

射流在与被加工材料相撞后产生的反作用力即为切削力。

切削力的大小与射流的速度、密度以及射流与被加工材料的倾角等因素有关。

2. 切削力计算切削力的计算是非常复杂的，需要考虑多个因素的影响。

一般来说，切削力可通过数值模拟和实验方法进行估算。

数值模拟方法通过计算流体力学和动力学等原理，模拟切削过程中的各种力的变化情况。

实验方法则通过实际操作，通过测量和观察的手段来获取切削力的数值。

3. 切削力控制切削力的控制是提高高压水射流加工机床切削性能的关键。

要控制切削力，需从多个方面入手。

高压水射流加工技术在航空发动机零件加工中的应用研究摘要：航空发动机作为飞机的“心脏”，它的性能和可靠性直接影响到飞机的安全性和飞行质量。

而航空发动机的核心组成部分是零件，如涡轮盘、喷气嘴等。

为了提高航空发动机零件的加工精度和效率，降低加工难度和成本，高压水射流加工技术应运而生。

本文旨在探讨高压水射流加工技术在航空发动机零件加工中的应用研究，并评估该技术的性能和优势。

引言：航空发动机零件制造的发展对加工技术的要求越来越高。

传统的机械加工工艺在生产效率、加工精度和加工难度等方面存在一定的局限性。

高压水射流加工技术以其独特的工作原理和灵活性日益受到航空制造业的关注。

高压水射流加工技术凭借其在材料去除方面的出色性能，能够满足航空发动机零件制造过程中的高要求。

一、高压水射流加工技术的原理高压水射流加工技术是在高压水射流的作用下，通过高速冲击和磨削零件表面，从而实现去除材料的目的。

高压水射流的压力通常在1000至6000 bar之间，其射速可以达到800 m/s以上。

高压水射流加工是一种非接触式加工，不会对工件表面造成变形或热影响区，具有良好的加工精度和表面质量。

二、高压水射流加工技术在航空发动机零件加工中的应用实例1.涡轮叶片加工涡轮叶片是航空发动机中重要的零件之一，其制造过程对其性能和寿命有着决定性的影响。

由于涡轮叶片的复杂形状和高硬度材料的特殊性，传统机械加工方法难以满足其生产需求。

利用高压水射流技术可以有效地去除涡轮叶片表面的氧化层和凸耳，提高叶片的加工质量和效率。

2.喷气嘴加工喷气嘴作为航空发动机的重要组成部分，其加工过程对喷气性能的影响非常大。

高压水射流加工技术可以精确地控制喷气嘴的孔径和形状，同时消除加工过程中的热变形问题。

这种加工方法可以大幅提高喷气嘴的加工精度和性能。

三、高压水射流加工技术的优势和挑战1.优势高压水射流加工技术具有以下优势：（1）无热影响区：由于高压水射流加工是一种非热加工方法，不会在零件表面产生变形和残余应力，从而更好地保持了零件的精度和性能。

高压水射流加工技术实验报告*名：**学院：制造学院专业：机械设计制造及其自动化学号：指导教师：***年月日实验报告要求1、实验目的及原理（想加工什么…、简单描述设备的工作原理，如何实现加工）；实验目的1．熟悉高压磨料水射流系统的基本构成；2．了解高压磨料水射流的基本工作原理；3．了解一般材料所对应的磨料水切割参数；4．掌握奈凯软件对CAD的应用；5．掌握高压磨料水射流切割机床的正确操作方法。

实验原理高压磨料水射流切割是运用液体增压原理。

将动力源的机械能转换成压力能，通过特定的装置,具有巨大压力能的水通过小孔喷嘴，再将压力能转变成动能，从而形成高速水射流(WJ)，应用于切割工程中的各种材料。

2、实验仪器和设备；1．龙门式水切割机床一台2．奈凯控制柜一台3. 高压发生装置一台4. 冷却塔一台5. 空气压缩机一台6. 水泵一台3、实验步骤（包括CAD绘制图形，编辑多线段，走刀路线等，机床上实现加工描述详细步骤）；1．CAD的操作方法介绍因奈凯系统要求而用CAD作图的约定⑴.在CAD内最多只能使用10个图层，层名分别为“0”、“1”、…“9”，图层可以不连续使用。

⑵.一条加工路径可以由多段首尾连接的圆弧和直线组成。

圆、椭圆、多边形等封闭实体，需用圆弧、直线拟合。

⑶.作图程序：①.按1:1绘制。

如调用旧图，而尺寸有改变，请用SCALE命令将总图尺寸缩放到需要的尺寸。

②.分离不同形状不同颜色的色块。

③.根据需要，在排料前将色块尺寸放大或缩小。

由于会消耗一定宽度的材料，形成缝隙，因此允许误差较小时，需补偿刀缝的宽度。

例如，切圆盘等外轮廓线时，往外偏移；切圆孔等内轮廓线时，向内偏移，偏移后的轮廓线是切割时刀头的中心线所走的轨迹，切割后的材料就是实际的尺寸。

如缝隙在允许误差内，无需补偿。

偏移的操作方法：使用OFFSET命令。

④.添加起刀线、出刀线。

用PEDIT命令编辑加工路径，注意起刀线长，出刀线短，以便以后标识打孔点时分得清楚。

高压水射流技术第一篇：高压水射流技术是一种高效的清洗和切割工艺，它广泛应用于各种领域，如制造业、建筑工程和环保等。

本文将会介绍高压水射流技术的基本概念、分类和应用领域。

一、基本概念高压水射流技术是一种利用高压水射流对物体进行清洗、切割和处理的方法。

利用高压水射流技术，可以将水加压到几千到几万磅的压力，形成一个高速的水柱，具有极强的动能和热能，可以将物体表面的污渍、油污、腐蚀层和砂砾等物质完全清除，同时也可以切割金属、混凝土和石材等硬材料。

高压水射流技术的原理是通过高压泵将水增压，然后将增压后的水通过射流嘴喷出，在低压环境中形成一个高速的水柱，穿过空气和涂层，将表面的物质完全清除或切割。

高压水射流技术可以根据需要调整水的压力和流量，适用于多种清洗和切割工艺。

二、分类按照水的压力和流量，高压水射流技术可以分为多种类型，如下所示：1. 超高压水射流技术：超高压水射流技术是指水压在20,000-40,000磅的范围内，流量在3-8升/分钟的高压水射流技术。

超高压水射流技术可以用于切割钢、复合材料、岩石、石材和混凝土等硬材料。

2. 高压水射流技术：高压水射流技术是指水压在5,000-20,000磅的范围内，流量在3-30升/分钟的高压水射流技术。

高压水射流技术可以用于清洗外墙、管道、锅炉和船舶等设备。

3. 中压水射流技术：中压水射流技术是指水压在1,000-5,000磅的范围内，流量在30-100升/分钟的高压水射流技术。

中压水射流技术可以用于清洗地面、墙壁和设备表面等。

4. 低压水射流技术：低压水射流技术是指水压在1,000磅以下范围内，流量在100升/分钟以上的高压水射流技术。

低压水射流技术可以用于清洗各种设备、建筑物、地面和路面等。

三、应用领域高压水射流技术有广泛的应用领域，如下所示：1. 制造业：高压水射流技术可以用于切割和加工各种硬材料，如金属、石材、混凝土、水泥等，以达到精准的加工目的。

2. 建筑工程：高压水射流技术可以用于清洗建筑物外墙、墙壁、玻璃幕墙、天窗、钢结构及各种管路设备等。

超高压水射流在机械加工中的应用研究随着科技的不断进步，超高压水射流技术作为一种新兴的加工方式，逐渐引起了人们的关注。

它以其独特的优势，在机械加工领域展示出了广阔的应用前景。

本文将对超高压水射流在机械加工中的应用进行探究和研究。

一、超高压水射流技术简介超高压水射流技术是指通过将水经过超高压泵提升到很高的压力，然后通过喷嘴将水流以极高的速度喷射到加工对象表面以达到加工目的的技术。

超高压水射流技术具有以下几个特点：一是加工过程中无化学污染，对环境友好；二是加工时无热影响，不会导致材料变质；三是操作简便，无需大量的设备和大量人力物力投入。

因此，超高压水射流技术得到了广泛的应用和研究。

二、超高压水射流在金属加工中的应用1. 切割超高压水射流切割是指通过将超高压水射流集中到一个细小的水流束上，以高速冲击金属表面并进行切割。

与传统切割方法相比，超高压水射流切割具有速度快、精度高、不产生热影响、不会导致材料变质等优势。

尤其在对薄板、复杂的曲面等进行切割时，超高压水射流切割技术能够发挥出其独特的优势。

2. 表面处理超高压水射流在金属表面处理方面也有广泛的应用。

通过调节超高压水射流的压力和速度等参数，可以达到不同的表面处理效果。

例如，通过控制水射流的压力和角度，可以实现金属表面的去毛刺、清洗、打磨等效果。

超高压水射流表面处理技术具有速度快、精度高、成本低等特点，有着广泛的应用前景。

三、超高压水射流在非金属材料加工中的应用超高压水射流技术不仅在金属加工中有广泛应用，而且在非金属材料加工中也大显身手。

1. 玻璃切割传统的玻璃切割通常需要用到高速旋转的切割工具，容易导致玻璃破碎或者产生裂纹。

而超高压水射流切割技术通过将高压水射流聚焦在狭窄的一点上，以高速冲击玻璃表面，可以实现精确的切割效果，避免了传统切割方法的弊端。

2. 塑料加工超高压水射流在塑料加工中的应用也十分广泛。

通过调节超高压水射流的压力和速度等参数，可以实现对塑料件的高效切割、减薄、整形等加工。

水射流加工（大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028）摘要本文介绍了水射流加工的发展、原理、系统组成及在各个方面的应用前景。

关键词：水射流加工；切割；磨料；喷嘴。

1.，高压、超高压水射流的发展水射流技术始于19世纪中叶，最初用于冲蚀土壤和开采金矿。

早在1830年俄罗斯人就采用了大直径水射流冲开未固结的砂砾石金矿、冲洗淘金，1852-1884年这种技术在美国加利福尼亚金矿得到了应用和发展。

当时压力很低，仅几至十几个大气压。

20世纪初，水射流技术开始用于开采其他金矿和用于水力采煤。

50年代，人们从水力采煤和高速飞机的雨蚀现象中认识到，提高射流压力和速度能够冲蚀较坚硬物料，并显著提高落煤效果，从而开始了较高压设备的研制和较高压射流的试验。

60年代，随着较高压力柱塞泵和增压器的问世，开始研究射流动力学特征和喷嘴结构。

60年代末，美国国家科学基金资助了一项庞大的研究计划，诣在寻求一种高效的切割破岩方法，研究人员提出并实验了25种新方法，如电火花、电子束、激光、火焰、等离子体、高压水射流等，最后专家一致公认最可行有效的是高压水射流破岩方法，后来也只有这种方法得到了实际应用。

进入70年代，各国开始大力研究高压水射流技术，使该技术进入了迅速发展的新阶段。

这期间，研究的重点是水射流破岩机理、脉冲射流特性及水射流在切割、破岩、清洗上的应用，开始出现了水力辅助机械破岩、空化射流、磨料射流、间断射流等新型射流技术。

进入80年代以来，随着激光测速、高速摄影、流体显形、数值模拟等先进测试和研究手段的进步，高压水射流技术研究和应用得到更立为垂发展。

磨料射流、空化射流、脉冲射流水力辅助机械破岩技术和基础理论、切割机理、影响因素研究和分析进一步深入，并出现了气水射流、液态金属射流、液态气体(空气、氮气、二氧化碳)射流、冰粒射流、超高压射流等特种射流，其应用范围也由当初的采矿、破岩、钻孔、清洗、除垢发展到金属和超硬材料切割、表面处理、研磨等，应用领域涉及煤炭、石油、冶金、化工、船舶、航空、建筑、电力、纺织、交通、市政医学等几十个工业部门及核废料、海洋等危险恶劣工作环境，自动化程度和切割精度有了显著提高。

高压水射流加工技术在船舶电镀加工中的应用研究随着船舶工业的发展，对于船舶电镀加工的要求也越来越高。

而高压水射流加工技术作为一种新兴的加工方法，其在船舶电镀加工中的应用研究具有重要的意义。

本文将从高压水射流加工技术的基本原理、在船舶电镀加工中的应用以及存在的挑战与解决措施等方面展开探讨。

首先，我们来了解一下高压水射流加工技术的基本原理。

高压水射流加工技术是利用高速喷射的水流对工件表面进行加工的一种方法。

通过高压水射流的冲击力和切割力，可以将工件表面的污物、氧化层等物质去除，清洁工作面，从而为电镀提供一个良好的基础。

在船舶电镀加工中，高压水射流可以发挥多种作用。

首先，它可以清洁船体表面，将附着在船体上的污垢、海草等物质彻底清除，保证电镀过程的顺利进行。

其次，高压水射流还可以去除船舶表面的氧化层，为电镀提供一个干净的表面，增强电镀层与基材之间的结合力，提高电镀层的附着力和耐腐蚀性。

此外，高压水射流还可以修整、清理船舶表面的不平整处，减少表面缺陷，提高电镀的质量和外观。

然而，高压水射流加工技术在船舶电镀加工中也面临一些挑战。

首先，高压水射流加工需要高压水射流设备和相关的控制系统，在船舶上的安装与维护成本较高。

其次，高压水射流加工会带来一定的环境污染，如噪音和水射流产生的废水等。

另外，在对船舶大面积进行高压水射流加工时，由于船体的曲面特性和几何形状不一致，可能会出现加工不均匀的情况。

针对这些挑战，我们可以采取以下解决措施。

首先，我们可以优化高压水射流加工设备的设计，使其更加适应船舶表面的加工需求。

例如，可以设计多功能喷头，使水射流能够更好地适应曲面和不平整面的加工需求。

同时，还可以改进控制系统，实现对水射流压力、流量等参数的精确控制，使加工效果更加均匀。

其次，我们可以研究开发环保型的高压水射流加工技术。

例如，可以采用低噪音、高效率的高压水射流设备，减少噪音对环境和工人健康的影响。

同时，可以研究回收和处理废水的技术，实现废水的净化和循环利用，减少对环境的污染。