水切割基础消息交流会

水切割基础消息交流会CompanyLogo第1页，共13页，2023年，2月20日，星期六2011.11水切割系统的组成2简介水切割起源及其发展1346目录4水切割精度水切割的优点致谢＊＊第2页，共13页，2023年，2月20日，星期六

利用超高压技术可以把普通的自来水加压到250-400Mpa压力，然后再通过内孔直径约0.15-0.35mm的宝石喷嘴喷射形成速度约为800-1000m/s的高速射流，俗称其为水箭，该水箭具有很高的能量，可用来切割软基性材料。如果再在水箭中加入适量的磨料则几乎可以用来切割所有的软硬材料。切割时不产生热量和有害物质，材料无热效应（冷态切割），可实现任意曲线的切割加工，方便灵活、用途广泛。水切割是目前适用性最强的切割工艺方法。水切割机能满足特殊的、复杂的平面加工要求。超高压水切割一种冷态切割新工艺。与传统切割方法相比，具有切缝窄，切口平整，无热变形，效率高，切割时无火花飞溅等优点。在切割过程中没有粉尘和有害气体污染环具有环保意义。简介2011.11第3页，共13页，2023年，2月20日，星期六第4页，共13页，2023年，2月20日，星期六一.起源及其发展1.1

NormanFranz博士一直被公认为水刀之父。他是研究超高压（UHP）水刀切割工具的第一人。1950年，Franz第一次把很重的重物放到水柱上，迫使水通过一个很小的喷嘴。他获得了短暂的高压射流（多次超过了现在使用的压力），并能够切割木头和其它材料。他后来的研究涉及更为连续的水流，但他发现获得连续高压非常困难。同时，零件的寿命也以分钟计算，而不是今天的数周或数月。

2011.11第5页，共13页，2023年，2月20日，星期六2011.111.21979年，MohamedHashish博士在福禄研究室工作，开始研究增加水刀切割能量的方法，以便切割金属和其它硬质材料。Hashish博士被公认为加砂水刀之父，他发明了在普通水刀中添加砂料的方法。他使用石榴石（砂纸上常用的一种材料）作为砂料。凭借这种方法，水刀（含有砂料）能够切割几乎任何材料。

1.3

1983年，世界上第一套商业化的加砂水刀切割系统问世，被用于切割汽车玻璃。该技术的第一批用户是航空航天工业，他们发现水刀是切割军用飞机所用的不锈钢、钛和高强度轻型合成材料以及碳纤维复合材料的理想工具（现在已用于民用飞机）。从那以后，加砂水刀被许多其它工业采纳，例如加工厂、石料、瓷砖、玻璃、喷气发动机、建筑、核工业、船厂等等。第6页，共13页，2023年，2月20日，星期六二.水切割系统组成

一套数控水刀切割机（简称“水刀）由三大部分构成：超高压水射流发生器（高压泵）、数控加工平台、喷射切割头。

1.超高压水射流发生器（高压泵）

作为水刀的动力源，目前常见的是液压马达驱动增压器产生超高压水射流的技术方案。将普通自来水的压力提升到几十到几百MPa（1MPa约等于10bar），通过束流喷嘴射出，具有极高的动能。

2.数控加工平台目前，数控水刀主要以切割平面板材为主。切割平台选用滚动直线导轨和滚珠丝杠作为传动，在数控程序和控制电机的精密控制下精确进行X轴和Y轴单独运动或两轴联动，带动切割头实现直线和任意曲线切割。

2011.10第7页，共13页，2023年，2月20日，星期六3.喷射切割头

高压泵只有通过束流喷嘴才能实现切割功能。喷嘴孔径大小，决定了压力高低和流量大小。同时，喷嘴还具有聚能作用。喷射切割头有两种基本形式：一种是完成纯水切割的，一种是完成含磨料切割的。含磨料切割的切割头，是在纯水切割头的基础上，加上磨料混合腔和硬质喷管构成的。2011.11第8页，共13页，2023年，2月20日，星期六三.水切割优点

1、可切割范围广超高压水刀可切割各种厚、坚硬之材料：如不锈钢、铝、铜、钢铁、大理石、合金金属、玻璃、塑料、陶瓷、磁砖及各种可看得到之材料。一般而言，以复杂图案、厚、难切、易碎与怕热之材料，最适合使用水刀切割为加工设备。2、切割质量好平滑的切口，不会产生粗糙的，有毛刺的边缘。3、无热加工因为它是采用水和磨料切割，在加工过程中不会产生热（或产生极少热量），这种效果对被热影响的材料是非常理想的。如：钛。

2011.11第9页，共13页，2023年，2月20日，星期六4、环保性这种机器采用水和沙切割，这种沙在加工过程中不会产生毒气，可直接排出，较环保。5、无需更换刀具

你不需要更换切割机装置，一个喷嘴就可以加工不同类型的材料和形状，节约成本和时间。6、减少毛刺采用磨料砂的水刀切割，切口只有较少的毛刺

7、快速的编程可以把其他软件生成的程序调入机器，它能够从CAD建立起刀具路径，并能把刀头的精确定位和切割速度在超过2,000点/英寸（800点/cm）计算出来，你需要做的只是指定你要切割的材料和厚度，其他的工作交给机器去完成.

2011.11第10页，共13页，2023年，2月20日，星期六2011.118、与其他设备组合，可以进行分别操作.水切割机可和其他的加工设备组配（如钻削头），充分利用其性能，优化材料利用程度.9、减少调整次数对工件只需要很小的侧压就能固定好，减少复杂的装夹带来的麻烦第11页，共13页，2023年，2月20日，星期六2011.11四.水切割达到的精度工件之精度决定于机器之精度、切割工件之大小及厚度。

普通的水切割装备其切割工件之精度介于0.1mm～0.25mm之间。南京创品数控技术有限公司生产的水切割机床，切割金属的粗糙度达1.6μm，切割精度达±0.10mm，而目前“水刀”的数控平台多采用滚珠丝杆和滚动直线导轨的精密传动技术，控制精度都在±0.02mm以内，同时加砂水射流的喷嘴和切割头的聚焦性能及长寿命的喷嘴材料