特种加工(水切割)

1、定义定义l特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。特种加工是近几十年发展起来的新工艺,是对传统加工工艺方法的重要补充与发展,目前仍在继续研究开发和改进。直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。 错了。错了。是这张！是这张！发展发展l特种加工是20世纪40年代发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、

2、尺寸大小两极分化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。 发展发展l人们一方面通过研究高效加工的刀具、刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平；另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。l后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即 将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去

3、除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。 独到之处独到之处与传统机械加工方法相比具有许多独到之处：与传统机械加工方法相比具有许多独到之处：l(1)加工范围不受材料物理 、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料；l(2)易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件；l(3)易获得 良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小；l(4)各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。 加工形式加工形式目前，特种加工技术的加工形式大致有如下类别：l电火花、电子束、离子束、等离子、化学、电化学、超声波、激光、快速成形、挤压珩磨、水射流

4、切割、磁性磨料研磨加工和磁性磨料电解研磨加工、铝合金微弧氧化表面陶瓷化处理技术等。 水射流切割水射流切割工作原理工作原理 将普通的水通过一个超高压加压器，将水加压至3000bar，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料，如纸类、海绵、纤维等，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料。 切割头切割头特特 点点1无切割方向的限制，可完成各种异形加工；2水刀在工件上所产生的侧向力极小，可降低设定时间及节省使用夹具成本；3水刀加工不会产生热变形，不需二次加工，可节省时间及制造成本；4水刀加工切割速度快，效率高，加工成本低。 优

5、优 点点1可以轻松地切割不锈钢板或坚硬的大理石、花岗岩等，对那些因其他方法难以切割的材料如芳纶、钛合金等各种复合材料更是非常理想或唯一的加工手段；2切割时不会产生裂痕，它可以切割间隙很窄的材料。一般而言，纯水切割其切口约为0.1mm至1.1mm，加砂切割其切口约在0.8mm至1.8mm之间。随着砂喷嘴内孔直径扩大其切口也就愈大；3可作全方位的切割，包括各种形状、角度或斜度；4不需要进行磨边等二次加工，在切割过程中还可以减少飞尘，改善工作环境。 水切割的形式和水切割机床的构成水切割的形式和水切割机床的构成 形形 式式 按水质分： 纯水切割 磨料切割按加压方式分： 液压加压 机械加压按机床结构分：

6、 龙门结构悬臂结构机床结构机床结构超高压系统 水刀切割头水刀切割平台CNC控制器CAD/CAM切割软件水切割相对其他形式切割的优势水切割相对其他形式切割的优势 加工效果加工效果激光切割时在切激光切割时在切缝处会引起弧痕并缝处会引起弧痕并引起热效应；对有引起热效应；对有些材料激光切割不些材料激光切割不理想，甚至无法切理想，甚至无法切割。割。 水切割属于冷切水切割属于冷切割技术，加工后材割技术，加工后材料无变形。料无变形。激光切割设备投资激光切割设备投资、维护保养和运行、维护保养和运行消耗等成本很高，消耗等成本很高，设备昂贵且操作不设备昂贵且操作不简便。简便。水切割设备使用消水切割设备使用消耗成本

7、较低，操作耗成本较低，操作维修方便。维修方便。设备使用设备使用投资效益投资效益 激光切割设备的激光切割设备的投资较大，目前大投资较大，目前大多用于薄钢板、部多用于薄钢板、部分非金属材料的切分非金属材料的切割割 。水切割投资小水切割投资小,运运行成本低行成本低,几乎可以几乎可以切割任何材料。切割任何材料。水切割相对其他形式切割的优势水切割相对其他形式切割的优势 线线 切切 割割 对金属的加工，线对金属的加工，线切割有更高的精度，切割有更高的精度，但速度很慢，有时但速度很慢，有时需要用其它方法另需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能外穿孔、穿丝才能进行切割，而且切进行切割，而且切割尺寸受到很大局割尺寸受

8、到很大局限。限。水水 切切 割割 虽然水切割不如线虽然水切割不如线切割的精度来得高，切割的精度来得高，但水切割可以对几但水切割可以对几乎任何材料打孔、乎任何材料打孔、切割加工，且切割切割加工，且切割速度快，加工尺寸速度快，加工尺寸灵活。灵活。 由于水射流的靶距是变化的，数控水刀的最大切割厚度并不好明确界定。现有的数控水刀一般流量在23升，工作压力在200380MPa，射流经过空气阻力，能量衰减极快，到400、500mm时，基本就随风飘散没有打击力了。就一般应用而言，切割金属板材厚度建议不超过100mm，发泡材料如海绵厚度建议不超过300mm。 严格来讲，数控水刀虽然比火焰、等离子切割等可以更精

9、确的切割，但还不是精密加工机床，目前还不能标注精度。在切割10mm以下的板料时，把切割速度和补偿控制得恰到好处，误差可以做到0.1mm。 汽车业汽车业煤矿业煤矿业航空业航空业电子业电子业铸造业铸造业食品业食品业水切割水切割加工各种非金属材料加工各种非金属材料, , 如仪如仪表板、毯、石棉刹车衬垫、表板、毯、石棉刹车衬垫、门框、门框、 车顶玻璃、车顶玻璃、 汽车内汽车内装饰板、装饰板、 橡胶、橡胶、 塑料燃气塑料燃气箱等。箱等。 可切割特种材可切割特种材料料, 如钛合金、如钛合金、蜂窝状结构、碳蜂窝状结构、碳纤维复合材料及纤维复合材料及层叠金属或增强层叠金属或增强塑料玻璃等。塑料玻璃等。可以进行印刷电路板及薄膜可以进行印刷电路板及薄膜形状的成形切割。形状的成形切割。 对于煤矿井下危险环境中铺对于煤矿井下危险环境中铺设轨道、检修设备等需要进设轨道、检修设备等需要进行切割的作业。行切割的作业。 铸造工厂可用水铸造工厂可用水射流切割技术去射流切割技术去除工件外部