超高壓水切割,超高壓,切割 超高壓水切割 摘要： 超高壓水切割又稱水刀和水射流，它是將普通的水經(jīng)過多級(jí)增壓后所產(chǎn)生的高能量(380MPa)水流，再通過一個(gè)極細(xì)的紅寶石噴嘴(Φ0.1-0.35mm)，以每秒近千米的速度噴射切割，這種切割方式稱為超高壓水切割。 　　數(shù)控水射流切割機(jī)由五大部分組成：超高壓發(fā)生器、數(shù)控機(jī)床、全自動(dòng)磨料輸送系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、整體式切割頭。 水射流切割機(jī)床是一種多用途、性能完善的切割設(shè)備，它最大特點(diǎn)是非熱源的高能量射流束加工，切割中無(wú)熱過程，故可切割所有金屬和非金屬材料，特別是各種熱切割方法難以勝任或不能加工的材料。具有：切口快、切口平整、無(wú)塵埃、無(wú)熱變形、無(wú)污染、減少材料浪費(fèi)等特點(diǎn)。可切割：鈦合金、銅板、鋼板、鋁板、鑄鐵、花崗巖、大理石、瓷磚、化纖、木材、布匹、紙張、皮革、塑料等材料。已應(yīng)用到航空、軍工、石材、建筑、裝潢等精加工企業(yè)。 關(guān)鍵詞：超高壓，水刀，高能量，高速度，無(wú)污染，精加工。 一、超高壓發(fā)生器 　　是超高壓水射流切割的動(dòng)力核心,是整臺(tái)機(jī)器的心臟所在,它將精濾過的水增壓至300Mpa-400Mpa(45000psi-60000psi),再經(jīng)過寶石噴嘴形成一種約三倍音速的射流,將其壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榧械膭?dòng)能,從而達(dá)到能切割任何材料的目的. 　　二、數(shù)控機(jī)床 　　機(jī)床采用懸臂式結(jié)構(gòu)。X、Y兩軸絲桿通過彈性聯(lián)軸器與電機(jī)直接連接，吸收振動(dòng)、傳動(dòng)精度更高。 　　◆ 可以三個(gè)方向裝卸工件?？朔她堥T式機(jī)床只可以從兩端上料以及對(duì)毛坯材料尺寸受限制等缺點(diǎn)，懸臂機(jī)床可放置比切割平臺(tái)尺寸大的毛坯。運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)像龍門式機(jī)床的兩邊絲桿進(jìn)給不同步以及同步帶因壓力不均而導(dǎo)致機(jī)床損壞和不能保證切割精度的現(xiàn)象發(fā)生。 　　◆ 采用優(yōu)質(zhì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，絲桿導(dǎo)軌采用的是國(guó)際知名品牌，確保整個(gè)機(jī)床的傳動(dòng)平穩(wěn)。 　　◆ 選用優(yōu)質(zhì)防塵罩。我公司采用的防塵罩使用壽命是通用防塵罩的三倍以上。 　　◆ 采用床身與切割平臺(tái)分離設(shè)計(jì)。切割時(shí)不受震動(dòng)影響，提高切割精度。 　　三、全自動(dòng)磨料輸送系統(tǒng)、 　　可提示操作人員何時(shí)將砂料加入砂桶； 　　◆ 大容積的砂桶可提供連續(xù)500-800分鐘切割所需的砂量，無(wú)須頻繁加砂； 　　◆ 操作簡(jiǎn)單方便、運(yùn)行可靠、免維護(hù)； 　　四、采用獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)，免調(diào)節(jié)，保證寶石噴嘴與砂管絕對(duì)同心，切割效率高 　　五、數(shù)控系統(tǒng)； 　　1. 可與國(guó)際上許多圖形設(shè)計(jì)軟件的格式兼容，如 ASC、 IGS、 DXF、 DWG、 STL、 NFL、 PRT、 STEP等 　　2. 具有自動(dòng)刀具半徑補(bǔ)償、自動(dòng)加入進(jìn)刀線、自動(dòng)計(jì)算切割線長(zhǎng)度及加工時(shí)間全自動(dòng)套料（即給出毛坯尺寸以及要加工的零件的加工件數(shù)，軟件將自動(dòng)排列最佳排版位置圖，省去許多軟件不具備次功能而帶來得手工排版的大量時(shí)間和不必要的材料浪費(fèi)）等功能；（自動(dòng)排版界面） 　　3. 具有DNC功能，克服了因數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存太小而不能存儲(chǔ)大容量NC程序的弊端，大大提高了生產(chǎn)效率。 　　水刀/水切割 利用強(qiáng)大的壓強(qiáng)，所以水刀的口徑很小，以便產(chǎn)生強(qiáng)大的壓強(qiáng)。 　　水刀即超高壓水射流切割技術(shù)發(fā)展歷史不長(zhǎng)，但其優(yōu)秀的切割能力，快捷的切割速度，及其安 全的切割方式和低廉的切割成本使水切割技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。 　　水刀是通過超高壓發(fā)生器將水加壓到300MPa(300兆帕)以上，通過一個(gè)專用的切割噴頭在極細(xì) 的小孔中噴出，其速度是聲速的幾倍，這種高壓水流具有極強(qiáng)的切割能力，而且通過在其中添 加沙子等磨料可以使其切割能力幾倍增強(qiáng)。 　　高壓水刀可以快速的切割幾乎所有材料：玻璃、橡膠，纖維、織物、鋼鐵、石材、塑料、鈦、 鉻等各種有色金屬、復(fù)合材料、不銹鋼、鋼筋混凝土、膠體、泥土 　　可以這么說，除金剛石和鋼化玻璃（易碎）以外沒有高壓水射流切割機(jī)切不了的東西。 　　而且它可以安全的切開易燃易爆物品，像應(yīng)用于廢棄炮彈、炸彈的拆除式切割。 水切割的切口細(xì)（1-2MM左右），切割精度高（千分之二毫米0.0002mm），可切割自由各種復(fù)雜圖形 水射切割的切口光滑，無(wú)毛刺，不發(fā)熱無(wú)退火現(xiàn)象，切面平坦，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)零件、精密機(jī)械齒輪、打印機(jī)，隨身聽齒輪、機(jī)件等 　　奧拓福水射技術(shù)在水射切割行業(yè)探索多年有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和豐富的設(shè)計(jì)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，可以協(xié)助廣大生產(chǎn)廠家和各個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)安排制造優(yōu)秀的切割機(jī)械和切割方案，大型切割機(jī)械切割平臺(tái)。 　　水刀 　　所謂的“水刀”，是用高壓泵把密封的水加壓，通過高級(jí)硬質(zhì)合金、藍(lán)寶石、金剛石等做成的噴嘴極細(xì)的噴口噴出，切割材料。 　　要做到這點(diǎn)，對(duì)水、管道、噴口都有比較高的需求。如管道，水刀是用高壓工具把水加壓后射出來的，必須擁有極高的壓力才能把堅(jiān)硬的切割材料切開，所以管道必須能承受極高的壓力，這個(gè)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于700兆帕，因?yàn)楸′摪澹ū磺懈畈牧希┍旧砭湍艹惺?00兆帕的壓力。 　　其次，水刀用的水完全沒有雜質(zhì)是不對(duì)的。因?yàn)樗畨哼h(yuǎn)遠(yuǎn)大于700兆帕，那么對(duì)于管道等密封設(shè)備而言，無(wú)論密封性能多么好，純水總會(huì)使它們磨損而滲漏。為了解決這個(gè)問題，水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油，提高密封效果。對(duì)于高壓泵，也要加入一些油液提高其密封性能。 　　上面說過了，水刀的噴嘴是用硬質(zhì)合金、藍(lán)寶石等材料做成的，噴口直徑僅0.05毫米，而且孔內(nèi)壁光滑平整，能承受1700兆帕的壓力，所以噴出來的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長(zhǎng)鏈聚合物，如聚乙烯氧化物，增加水的“黏度”，使噴出的水猶如一條“細(xì)線”。 　　超高壓水切割的用途及局限性 　　雖然說超高壓水切割可以切割任何材料，但在應(yīng)用上還是有所側(cè)重的。 　　水切割的用途主要有三個(gè)，一是切割非可燃性材料，如大理石、磁磚、玻璃、水泥制品等材料，這是熱切割無(wú)法加工的材料；二是切割可燃性材料，如鋼板、塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡膠等，以往的熱切割也可以加工這些材料，但容易產(chǎn)生燃燒區(qū)和毛刺，但水切割加工不會(huì)產(chǎn)生燃燒區(qū)和毛刺，被切割材料的物理、機(jī)械性能不發(fā)生改變，這也是水切割的一大優(yōu)點(diǎn)；三是切割易燃易爆材料，如彈藥和易燃易爆環(huán)境內(nèi)的切割，這是其它加工方法無(wú)法取代的。 一般情況下，能夠利用激光、等離子、火焰、線切割、鋸、銑削等加工方法基本滿足加工工藝要求時(shí)，則不宜采用水切割加工，畢竟水切割的運(yùn)行成本較高，噴嘴、導(dǎo)流套、高壓密封件都是進(jìn)口的耗材，價(jià)格較貴。但當(dāng)您感到激光和等離子所能切割的厚度太薄，所產(chǎn)生的毛刺太大，所產(chǎn)生的熱影響區(qū)不利時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到火焰切割的毛刺太大、粗糙度太差、熱影響區(qū)太大時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到線切割的速度太慢，并且不能切割非導(dǎo)電材料時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到銑削的方法產(chǎn)生了許多廢屑，造成了很大的浪費(fèi)時(shí)，您也可以考慮選用水切割，因?yàn)樗懈畈粫?huì)產(chǎn)生廢屑，而是整片切割，水切割加工割分開的材料大多是可利用的；當(dāng)您感到使用圓鋸和帶鋸太慢，而又不能進(jìn)行非直線切割時(shí)，您照樣可以考慮選用水切割；當(dāng)您切割易燃易爆材料或在易燃易爆的環(huán)境下切割時(shí)，更必須考慮選用水切割；當(dāng)您切割時(shí)不想產(chǎn)生毒副氣體、不需二次加工、不想產(chǎn)生熱效應(yīng)或變形或微裂縫、又想產(chǎn)生良好的切邊品質(zhì)并能同時(shí)切割細(xì)小的孔時(shí)，您更要考慮選用水切割?？傊?，水切割是一種萬(wàn)能的切割方式，但某些場(chǎng)合下的使用并不是最佳的，所以選擇時(shí)要做具體分析。 參考文獻(xiàn)： 1. 劉文劍、常偉等編著，CAD/CAM集成技術(shù)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001 2. 張建鋼，胡大澤主編，數(shù)控技術(shù)。華中科技大學(xué)，2000 3. 張培忠主編，柔性制造系統(tǒng)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 4. 朱曉春主編，先進(jìn)制造技術(shù)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 5. 柔性制造系統(tǒng)編委會(huì)，柔性制造系統(tǒng)。北京：兵器工業(yè)出版社，1995