第六讲水射流加工(“切割”相关文档)共22张

第六讲水射流加工HighPressureWaterJetCuttingTechnology11/27/2022

“水滴石穿”体现了在人们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力，高压水射流(WJ)、磨料水射流(AWJ)的产生是最近三十年的事.利用高压水为人们的生产服务始于十九世纪七十年代左右，用来开采金矿，剥落树皮，直到二战期间，飞机运行中“雨蚀”使雷达舱破坏这一现象启发了人们思维。直到本世纪五十年代，高压水射流切割的可能性才源于苏联，但第一项切割技术专利却在美国产生，即1968年由美国密苏里大学林学教授诺曼·弗兰兹博士获得。在最近十多年里，水射流(WJ、AWJ)切割技术和设备有了长足进步，其应用遍及工业生产和人们生活各个方面。TopicD-1水射流加工11/27/2022许多大学、公司和工厂竞相研究开发，新思维、新理论、新技术不断涌现，形成了一种你追我赶的势头。目前已有3000多套水射流切割设备在数十个国家几十个行业应用，尤其是在航空航天、舰船、军工、核能等高、尖、难技术上更显优势。已可切割500余种材料，其设备年增长率超过20％。TopicD-1水射流加工11/27/2022TopicD-1水射流加工纯水射流WTWaterJet混合磨料射流AWTAbrasiveWaterJet11/27/20221mm～1mm（WJ）1mm～2mm（AWJ）1mm～1mm（WJ）1mm～2mm（AWJ）高压水射流基本原理归之为：运用液体增压原理，通过特定的装置（增压口或高压泵）,将动力源(电动机)的机械能转换成压力能，具有巨大压力能的水在通过小孔喷嘴(又一换能装置)，再将压力能转变成动能，从而形成高速射流(WJ)。已可切割500余种材料，其设备年增长率超过20％。因而又常叫高速水射流。目前其用途和优势主要体现在难加工材料方面：如陶瓷、硬质合金、高速钢、模具钢、淬火钢、白口铸铁、钨钼钴合金、耐热合金、钛合金、耐蚀合金、复合材料（FRM、FRP等）、锻烧陶瓷、高速钢（HRC30以下）、不锈钢、高锰钢、模具钢和马氏体钢（HRC<30）、高硅铸铁、可锻铸铁等一般工程材料，高压水射流除切割外，稍降低压力或增大靶距和流量还可以用于清洗、破碎、表面毛化和强化处理。针对要切割金属及较硬的材质如各种石材、玻璃、陶瓷、磁砖等材质时，将磨料与水混流可大大增强其切割能力，此种高速度的混合磨料水刀几乎可切割任何材质。TopicD-1水射流加工HighPressureWaterJetCuttingTechnology许多大学、公司和工厂竞相研究开发，新思维、新理论、新技术不断涌现，形成了一种你追我赶的势头。及切割成本。所产生横向及纵向的作用力极小→可降低设定时间用同一种机器即可完成钻孔及切割功能→可降低加工时间不会产生热效应或变形或细微的裂缝→不需二次加工。目前其用途和优势主要体现在难加工材料方面：如陶瓷、硬质合金、高速钢、模具钢、淬火钢、白口铸铁、钨钼钴合金、耐热合金、钛合金、耐蚀合金、复合材料（FRM、FRP等）、锻烧陶瓷、高速钢（HRC30以下）、不锈钢、高锰钢、模具钢和马氏体钢（HRC<30）、高硅铸铁、可锻铸铁等一般工程材料，高压水射流除切割外，稍降低压力或增大靶距和流量还可以用于清洗、破碎、表面毛化和强化处理。增压恒压系统包括增压器和蓄能器两部分，增压器获得高压原理如图2所示，即利用大活塞与小活塞面积之差来实现，理论上：A大·P油=A小·P水,P出水=A大/A小·P油,增压比即大活塞与小活塞面积之比，通常为10：1～25：1，由此，增压器输出高压水压力可达100MPa~750MPa。水射流加工（水刀）

普通水经过一个超高压加压器，将水加压至4,000bar(60,000psi)，然后通过一个细小的喷嘴(其直径为0.1~0.4mm)，可产生约1000m/s(音速的三倍)的水射流，可做各种表面处理及切割各种非金属物质如纸类、纸尿裤、玻璃、纤维、海绵等。针对要切割金属及较硬的材质如各种石材、玻璃、陶瓷、磁砖等材质时，将磨料与水混流可大大增强其切割能力，此种高速度的混合磨料水刀几乎可切割任何材质。11/27/2022高压水射流基本原理归之为：运用液体增压原理，通过特定的装置（增压口或高压泵）,将动力源(电动机)的机械能转换成压力能，具有巨大压力能的水在通过小孔喷嘴(又一换能装置)，再将压力能转变成动能，从而形成高速射流(WJ)。因而又常叫高速水射流。原理11/27/202211/27/2022水刀的优势无切割方向之限制→可完成各种不同的切割形状。所产生横向及纵向的作用力极小→可降低设定时间及使用夹具的成本。用同一种机器即可完成钻孔及切割功能→可降低加工时间及切割成本。不会产生热效应或变形或细微的裂缝→不需二次加工。不会产生具毒性的气体→提供好的工作环境。不会产生毛边→可缩短工件制造所需时间及制造成本。切口细→可减少大量废弃材料的产生，节省直接制造成本。11/27/2022目前已有3000多套水射流切割设备在数十个国家几十个行业应用，尤其是在航空航天、舰船、军工、核能等高、尖、难技术上更显优势。所产生横向及纵向的作用力极小→可降低设定时间针对要切割金属及较硬的材质如各种石材、玻璃、陶瓷、磁砖等材质时，将磨料与水混流可大大增强其切割能力，此种高速度的混合磨料水刀几乎可切割任何材质。针对要切割金属及较硬的材质如各种石材、玻璃、陶瓷、磁砖等材质时，将磨料与水混流可大大增强其切割能力，此种高速度的混合磨料水刀几乎可切割任何材质。增压恒压系统包括增压器和蓄能器两部分，增压器获得高压原理如图2所示，即利用大活塞与小活塞面积之差来实现，理论上：A大·P油=A小·P水,P出水=A大/A小·P油,增压比即大活塞与小活塞面积之比，通常为10：1～25：1，由此，增压器输出高压水压力可达100MPa~750MPa。因而又常叫高速水射流。不会产生毛边→可缩短工件制造所需时间及制造成本。直到本世纪五十年代，高压水射流切割的可能性才源于苏联，但第一项切割技术专利却在美国产生，即1968年由美国密苏里大学林学教授诺曼·弗兰兹博士获得。切割速度(mm/min)不会产生热效应或变形或细微的裂缝→不需二次加工。TopicD-1水射流加工针对要切割金属及较硬的材质如各种石材、玻璃、陶瓷、磁砖等材质时，将磨料与水混流可大大增强其切割能力，此种高速度的混合磨料水刀几乎可切割任何材质。不会产生毛边→可缩短工件制造所需时间及制造成本。直到本世纪五十年代，高压水射流切割的可能性才源于苏联，但第一项切割技术专利却在美国产生，即1968年由美国密苏里大学林学教授诺曼·弗兰兹博士获得。不会产生毛边→可缩短工件制造所需时间及制造成本。系统组成超高压泵水刀切割头装置水刀X-Y平面切割台CNC控制器CAD/CAM软件包11/27/2022液体增压原理11/27/2022增压恒压系统包括增压器和蓄能器两部分，增压器获得高压原理如图2所示，即利用大活塞与小活塞面积之差来实现，理论上：A大·P油=A小·P水,P出水=A大/A小·P油,增压比即大活塞与小活塞面积之比，通常为10：1～25：1，由此，增压器输出高压水压力可达100MPa~750MPa。液体增压原理11/27/202211/27/2022高压水射流切割是利用具有很高动能的高速射流进行的(有时又称为高速水射流加工)与激光、离子束、电子束一样是属于高能束加工范畴。目前其用途和优势主要体现在难加工材料方面：如陶瓷、硬质合金、高速钢、模具钢、淬火钢、白口铸铁、钨钼钴合金、耐热合金、钛合金、耐蚀合金、复合材料（FRM、FRP等）、锻烧陶瓷、高速钢（HRC30以下）、不锈钢、高锰钢、模具钢和马氏体钢（HRC<30）、高硅铸铁、可锻铸铁等一般工程材料，高压水射流除切割外，稍降低压力或增大靶距和流量还可以用于清洗、破碎、表面毛化和强化处理。应用领域11/27/2022应用领域汽车工业航天工业石材及陶瓷业造纸业食品业11/27/2022应用领域(续)11/27/2022应用领域(续)11/27/2022应用领域(续)11/27/2022应用领域(续)11/27/2022应用领域(续)11/27/2022应用领域(续)11/27/2022性能加工精度：0.002mm～0.2mm切割材质切割速度(mm/min)切割材质厚度5mm10mm20mm50mm..花岗岩3,6601,650740260..大理石5,7702,6001,170409..磁砖词12,0005,500--..铝..2,380

...1,070480170..不锈钢板...760...34515650..玻璃6,120...2,7601,240430切缝宽度：0.1mm～1mm（WJ）1mm～2mm（AWJ）切割条件压力：3,800bar喷嘴直径：0.1mm磨料粒度:80#磨料流量:740g/min11/27/2022

水射流精密加工典型加工速度(毫米／分)表110Hp直接驱动120Hp直接驱动