水刀切割技术PPT

图9-17水射流喷嘴角度
表9-6
液体能
水射流切割的加工参数
种类：水或水中加入添加剂 添加剂：丙三醇(甘油)、聚乙烯、 长链形聚合物 压力：70～415MPa 射流速度：300～900m/s 流量：达7．5L/min 射流对工件的作用力：45～134N 材料：常用人造金刚石，也有用淬 火钢、不锈钢的 直径：0．05～0．38mm 角度：与垂直方向的夹角0°～30 ° 功率：达38kW 切割速度(即进给速度)：见表9⁃7 切缝宽度：0．075～0．41mm 压射距离：2．5～50mm，常用的 为3mm
喷嘴
性
表9-7 某些材料水射流加工的切割速度
材 料 厚度/mm 19 3．55 喷嘴直径/m 压力/MPa m 0．25 0．25 0．35 0．05 0．38 0．38 0．05 0．075 310 412 412 303 412 412 286 248
切割速度/ (m· ) 1．25 0．0025 0．0275 0．0091 0．07 0．10 0．0092 0．0064
四、实际应用
• 美国汽车工业中用水射流来切割石棉制动 片、橡胶基地毯、复合材料板、玻璃纤维 增强塑料等。航天工业用以切割高级复合 材料、蜂窝状夹层板、钛合金元件和印制 电路板等，可提高疲劳寿命。
水射流切割原理图 1-带过滤器的水箱 2-水泵 3-储液蓄能器 4-控制器 5-阀 6-蓝宝石喷嘴 7-工件
8-喷射距离 9-液压机构 10-增Biblioteka Baidu器
二、材料去除速度和加工进度
切除速度取决于工件材料，并与所用功率大 小成正比、和材料厚度成反比，不同材料的切割 速度如表9-7所示。 切割精度主要受喷嘴轨迹精度影响，切缝大 水射流切割 约比采用的喷嘴孔径大0.025mm，加工复合材料 时，采用射流速度要高，喷嘴直径要小，并且有 小的前角，喷嘴紧靠着工件，喷射距离要小。喷 嘴越小，加工精度越高，但材料去除速度降低。
吸声板 玻璃钢板
环氧树脂石 6．9 墨 皮革 胶质(化学) 玻璃 聚碳酸酯 聚乙烯 苯乙烯 4．45 10 5 3 3
三、水切割的优点
1、 因为是冷切割, 对材料无热损伤, 也无热变形，这 对许多高性能或热敏感材料尤为可贵。这是其它加 工方法, 如火焰、激光、等离子、锯切等所无可比拟 的。可以说, 它对被切材料无选择性, 因而能做到一 机多用。 2、 具有很强的切割力, 可切断180mm厚的钢板、 250mm厚的钛板、470层每层厚达65mm的石墨环 氧树脂合成板、5m 厚的石材或混凝土等。 3、因为是点能源切割, 切割反力很小, 只有十几公斤, 因而便于全方位自由切割形状复杂的工件, 便于自动 控制, 实现柔性加工。
水射流切割圆锥齿轮
水射流切割厚钢板
4、切口质量好且窄, 最小切口宽只有0.075mm公差可达 到0.06mm-0.25mm;光洁度可达Ra2-7um, 表面平整光滑, 不必二次修整, 可节省材料和工时。 5、因为是湿法切割, 无粉尘、烟雾、火花、气味等, 属 于清洁安全切割, 劳动条件好, 噪音不超过90dB。 6、生产效率高, 一套系统可配置多喷嘴同时作业, 工件可 一次达到尺寸要求。 7、可在水中或几百米深的水下切割。 8、可加工很薄的工件、很软的金属和非金属材料，加工 缝隙窄，可节约材料和降低加工成本。
第四节 水射流切割
一、基本原理
水射流切割又称液体喷射加工，是利用高压高 速的水流对工件的冲击作用去除材料的，有时简 称水切割，或俗称水刀。 采用水或带有添加剂的水，以500~900m/s的 高速冲击工件进行加工或切割。水经水泵后通过 增压器增压，储液蓄能器使脉动的液流平稳。水 从孔径为0.1~0.5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出，直 接压射在工件加工部位上。加工深度取决于液压 喷射的速度、压力以及压射距离。被水流冲刷下 来的“切屑”随着液流排出，入口处束流的功率 密度可达到1000KW每平方毫米。