高压水射流切割-修改后

1、高压水射流切割,概述,“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，十九世纪七十年代高压水为人们用来开采金矿，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。 提出：1968 年, 美国密执安大学教授诺曼弗兰兹博士首次获得水射流切割技术专利。高压水射流(High pressure water jet cutting technology- WJ) ，1971年，对做家具的硬木进行射流切割获得成功, 引起了国际关注。 应用：高压水射流切割不仅可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料，特别适用于各种软质有机材料切割加工，可切割500余种材料。,工作原理,高

2、压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。,工作过程,动能-压力能：首先通过增压器将水压升到3001000MPa ； 压力能-动能：然后使高压水通过直径为0.1 0.6mm 的喷嘴, 以23倍声速喷出。当水射流冲击被切割材料时, 如果压力超过材料的破坏强度, 即可切断材料。 喷嘴常用人造宝石、陶瓷、碳化钨等耐磨材料制作。 水刀：就是将普通的水经过过滤，然后再经增压装置将水增压至3001000MPa以上，再通过一特制的能量转换器，也就是宝石喷嘴，可产生一束速度为8

3、001000m/s（约三倍音速）高速水箭，这就是水刀。,分类,纯水射流切割:以水作为能量载体, 它的结构较简单, 喷嘴磨损慢. 缺点: 但切割能力较低, 适于切割软材料;,纯水射流 WJ Water Jet,磨料射流切割:以水和磨料(磨料约占90%,采用粒度为80150 目的二氧化硅、氧化铝等 ) 的混合液作为能量载体, 由于射流加入磨料, 大大提高切割功效, 即在相同切割速度下, 磨料射流切割的压力可以大大降低, 并极大地拓宽了切割范围. 缺点:但喷嘴磨损快, 且结构较复杂, 适于切割硬材料。,混合磨料射流 AWJ Abrasive Water Jet,1石材;2-磨料;3-高压水喷嘴,高压

4、水射流切割的特点,加工精度高，切边质量较好。 液体束流的能量密度高、流速亦高，故工件切缝很窄，喷嘴寿命长。喷嘴和加工表面无机械接触，能实现高速加工。 加工产物混入液体排出，故无灰尘、无污染，加之加工区温度低，不产生热量，适用于木材、纸张、皮革等材料的加工 设备维护简单，操作方便，可以灵活地任意选择加工起点和部位，可通过数控，容易地进行复杂形状的自动加工。,加工精度及表面质量,其切割工件的精度可达0.1mm。 工件之精度决定于机器之精度、 切割工件之大小及厚度。,应用领域,金属切割,（1）不锈钢等金属切割加工，见图1 （2）机器设备外罩壳的制造（如机床、食品机械、医疗机械、电气控制柜等），见图2 （3）金属零件切割（如不锈钢法兰盘的半精加工、钢板结构件、有色金属、特种金属材料等），见图3、4,玻璃切割领域典型应用,（1）家电玻璃切割（燃气灶台面、油烟机、消毒柜等、电视机） （2）灯具 （3）卫浴产品（淋浴房等） （4）建筑装潢、工艺玻璃 （5）汽车玻璃等,软性材料的清水切割,汽车内饰件的机器人空间切割 泡沫海绵、纸等,陶瓷、石材等建筑材料加工领域应用,该领域主要是用于艺术拼图，目前中国的陶瓷、石材艺术拼图产品远销世界各地。,复合材料、防弹材料等特殊材料的一次成形切割加工,低熔点及易燃、易爆材料的切割（如炸药、炮弹等）,超高压水