水射流技术资料

水射流技术资料第1页/共64页目录1.简介2.磨料射流3.悬臂式数控水切割机第2页/共64页简介

水射流技术是近20多年发展起来的新技术，其应用日益广泛。目前已在煤炭、机械、石油、冶金、航空、建筑、水利及轻工业等部门应用，主要用来对物料进行切割、破碎和清洗。尤其近年来随着高科技的迅速发展，激光束、电子束、等离子体和水射流，业已成为新型的切割工具。其中激光束、电子束和等离子体属于热切割加工，而水射流是唯一一种冷加工手段。在对许多材料的切割、破碎及表面预加工中，水射流有其独特的优越性。第3页/共64页简介水射流的发展概况大体分四个阶段:

第一阶段（探索实验阶段）：上世纪60年代初，主要研究低压水射流采矿。第二阶段（设备研制阶段）：60年代初至70年代初，主要研制高压泵、增压器和高压管件，同时推广水射流技术。第三阶段（工业应用阶段）：70年代初至80年代初，主要特点是大量的水射流采矿机、切割机和清洗机相继问世。第四阶段（迅速发展阶段）：80年代初至今，水射流技术研究进一步深化，磨料射流、空化射流和自激振动射流等新型射流发展很快，许多产品已达到商品化。第4页/共64页简介第四阶段第三阶段第二阶段第一阶段迅速发展阶段工业应用阶段设备研制阶段试验探索阶段水射流发展的四个阶段第5页/共64页简介

水射流的特点：

（1）工作介质低廉（2）切口窄且整齐（3）工作机件易于实现自动控制（4）能降温、除尘和延长截齿寿命（5）体积小第6页/共64页简介水射流技术的应用

水射流技术的应用范围和领域十分广泛。应用范围主要有以下五个方面：（1）工业切割（2）挖掘、开采和钻探（3）岩石切割和掘进（4）表面清洗（5）材料破碎第7页/共64页简介A.纯水型需要领域水射流切割的应用领域塑料切割工业塑料成型加工、家电纸切割纸制造、废品回收纤维、纺织品纤维、体育用品、服装业橡胶、皮革切割橡胶、皮革、鞋业食品切割食品工业木材、合成材料的切割林业、住宅、室内装修业其他火药（固体燃料切割）工业切割第8页/共64页简介工业切割B.精密切割用磨料型的需要领域水射流切割的应用领域金属板切割钛、铝、不锈钢、高强度钢、超合金等飞机、汽车、造船、各种机械工业、钢筋制品、桥梁业等切割镶网玻璃、彩色玻璃、叠层玻璃玻璃业、住宅业、室内装修业、广告业、医疗器械制造业等新材料切割复合材料、陶瓷、其他飞机、车辆、陶瓷工业、烧窑业、电子部件、光纤等建材切割轻船体、轻质混凝土等建筑业、住宅业、砖瓦业其他核能工业、石墨制造加工业第9页/共64页简介表面清理材料破碎第10页/共64页水射流磨料射流工作原理切割规律喷头切割机理第11页/共64页磨料射流

在水射流中加入一定数量的磨料微粒，将能大大提高水射流的冲击能力，有效的切割钢板和钢筋混凝土，称这种混有研磨材料的水射流为磨料射流。第12页/共64页磨料射流工作原理：后混式磨料水射流

在驱动压力作用下，水介质通过水喷嘴形成高速水射流，并在混合腔内产生一定的真空度。由于磨料腔和混合腔之间形成一定的压力差，使磨料在自重和压力差的共同作用下通过气力运输而进入混合腔，并与水射流发生剧烈紊动扩散和掺混。再通过磨料喷嘴而形成磨料水射流。第13页/共64页磨料射流工作原理：前混式磨料水射流

将磨料箱设置在高压泵和喷嘴之间，高压泵输出的高压水经水阀一部分输送到磨料箱的顶部和底部。磨料与水在磨料箱内初步混合，使之处于似液体流化状态。然后流态磨料经磨料阀进入混合腔与高压水均匀混合，再通过喷嘴加速使磨料获得更大的动能。第14页/共64页磨料射流磨料：一般分为矿物系、金属系和人造系三类。选用原则：（1）切割效果好；（2）价格低廉，货源充足。第15页/共64页磨料射流常见磨料：第16页/共64页喷头:

由水射流喷嘴、混合室和磨料射流喷嘴组成。分类：

（1）按水射流的股数：单股射流喷头、多股射流喷头（2）按磨料输入方式：磨料侧进式射流喷头、磨料中进式射流喷头、磨料切向进给式射流喷头第17页/共64页1.单射流磨料侧进式喷头优点：结构简单，射流的密集性和稳定性都较好。缺点：磨料与水混合的效果较差。第18页/共64页2.单射流磨料切向进给式喷头

磨料与水射流充分混合，同时减少磨料间的相互碰撞，提高磨料射流的切割能力。第19页/共64页3.多射流磨料中进式喷头

多用于磨料射流清洗或除锈第20页/共64页4.带准直管的磨料射流喷头结构简单，操作方便，被广泛用于磨料射流切割工业第21页/共64页磨料射流的切割机理及切割规律磨料射流的切割机理

磨料水射流是以水为载体，磨料微粒被水射流加速。磨料水射流切割物料主要是靠磨料微粒对物料的磨削作用。第22页/共64页磨料水射流切割过程模型在一定条件下，射流的一部分以恒定的速度射向材料，另一部分则随着射入深度增加，其切割效力减弱，于是切割面沿进给相反方向出现弯曲。

第23页/共64页磨料射流的切削规律水利参数、射流工作参数、磨料参数和被切割材料性能等影响磨料射流切削的因素第24页/共64页水利参数及工作参数对切割能力的影响

1、射流压力与切削深度的关系2、喷距与切削深度的关系第25页/共64页水利参数及工作参数对切割能力的影响3、切速与切削深度的关系4、切速次数与切削深度的关系第26页/共64页磨料参数对切割能力的影响磨料类型对切割能力的影响，主要是磨料的硬度和形状对切割能力有直接的影响。从图中可以看出，金刚砂的切割能力最强，因为金刚砂的硬度最高第27页/共64页磨料颗粒对切割能力的影响从图中可看出，对于脆性材料，磨料的合理尺寸范围要比塑性材料宽第28页/共64页磨料流量对切割能力的影响从图中可以看出，磨料流量与深度之间存在一个最大值，存在一个最佳磨料流量的使用的范围第29页/共64页三、悬臂式数控水切割机培训工程师：李月平系统型号及机床总成工作台工作指示灯自动润滑系统CNC数控系统高压水开关加砂切割头控砂系统及控砂阀第30页/共64页

一系统型号及机床总成

悬臂式水切割机由床身（Y向传动）、横梁（X向传动）、Z向总成、工作台、数控操作面板、工作指示灯及自动润滑系统和磨料（清水）切割系统等部分组成。第31页/共64页1.1机床总成图如下：

数控操作面板横梁（X向传动）工作指示灯床身（Y向传动）Z向总成工作台第32页/共64页1.2悬臂式数控水切割机型号如下：

DARDIWATERJET水切割机X向行程（如15为1.5米）Y向行程（如25为2.5米）F为悬臂式B为龙门式A为步进电机B为伺服电机

DWJ

□□

□□-F

A/B12345

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二、工作台

针对各材料的特点，可选择不同形式的工作台面，如承重较大、切割工件较小的采用方格型工作台；玻璃切割加工采用条状并嵌有橡皮条的月牙型工作台；而S型的工作台具有良好的通用性。第34页/共64页方格型工作台月牙型工作台S型工作台第35页/共64页三、工作指示灯

从机床横梁顶端的三色信号灯，您可以很容易的观察到机床目前的工作状态。其含义如下：红色灯亮：故障（包括机床限位、急停等）黄色灯亮：暂停，关高压水绿色灯亮：有高压，可以进行切割第36页/共64页四、自动润滑系统

集中自动润滑系统可自动润滑丝杆导轨等各零部件，可按需要设定自动润滑周期，有效的提高生产效率。第37页/共64页润滑系统开始工作前应先使所有润滑管道中充满润滑油，并排除掉管道内的空气；向油箱加油前，油液应过滤干净；每季度应清理一次润滑泵吸油口网及油箱，除去污垢和沉淀。注：油箱忌用汽油清理第38页/共64页

五、CNC数控系统

本公司水切割机可选配多种数控系统，下面主要介绍两种常用的数控系统，即华兴数控系统和发格（FAGOR）数控系统。第39页/共64页华兴数控系统第40页/共64页发格（FAGOR）数控系统注：此控制面板图案若有所变动，恕不另行通知。第41页/共64页

六、高压水开关

高压水开关可以瞬间开启和关断高压水流。高压水开关主要由阀体、阀芯、阀垫、密封圈、活塞、活塞轴、定位垫、导向圈、接头、气缸体、气缸底盖、弹簧等组成，其结构如图所示。第42页/共64页注：虚线框内严禁客户私自拆开，否则不予以保修，部件私自拆开造成设备、人员损伤，本公司恕不负责。

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实物如下图所示

①水开关阀垫②导水圈③水开关阀体④O型圈第44页/共64页⑤水开关阀芯⑥水圈⑦定位垫

⑧水开关汽缸第45页/共64页

七加砂切割头

加砂切割头一般由①高压外管、②宝石、③混砂室、④喷头体、⑤夹头、⑥压紧螺母、⑦砂管、⑧进砂管等零件组成。7.1SP7切割头其结构如图所示

①②③⑧④⑨⑤④⑦

第46页/共64页实物如下图所示①高压外管②宝石0.3③混砂室

④喷头体第47页/共64页⑤弹簧夹头⑥压紧螺母⑦砂管1.0⑧进砂管⑨O型圈⑩防砂罩第48页/共64页

7.2SP9切割头其结构如图所示

实物如下图所示⑴高压外管

⑵喷头体第49页/共64页

⑶宝石0.3⑷O型圈（16*1.0）⑸混砂室⑹O型圈（6.7*1.8）⑺弹簧夹头⑻砂管1.0第50页/共64页⑼进砂管⑽进砂管压冒⑾尼龙圈⑿压紧螺母第51页/共64页7.3宝石和砂管的匹配

根据不同质地的材料以及对切割的不同的要求，您在切割中所选用的宝石和砂管的规格也应有所差异。为了使您的切割取得比较理想的效果，宝石和砂管的几种最佳配合使用方式已列入下表中。第52页/共64页名称宝石直径砂管直径组合方式一0.15mm0.6mm组合方式二0.25mm0.8mm组合方式三0.30/0.33mm1.0mm组合方式四0.4mm1.2mm第53页/共64页7.4切割头的维护和保养由于磨料喷嘴采用特殊材料制造，材料较脆，易损坏，而价格也较高，因此使用中应特别注意，避免意外损坏，我们在使用中应注意：调节磨料的供给量，既不可过小，也不可过大，磨料供给量过大时易造成磨料不能及时排空而发生堵砂故障射流发散时应及时更换水喷嘴，避免水喷嘴损坏而造成磨料喷嘴损坏第54页/共64页③更换水喷嘴时应注意清理喷头体与混

砂室，不能因磨料未清理干净而影响水喷嘴的定位，造成切割效果差和磨料喷嘴使用寿命；④磨料喷嘴在一段时间后，最好将沿一定方向旋转120度，这样做的目的是保证磨料喷嘴的内孔在磨损后