水射流切割加工(PPT文档)
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高压水射流及磨料射流切割技术介绍ppt下载
③切割时不发热或产生的少量热量能很快地被水射流所 带走，在切割面上几乎不产生热影响区；
④切割面上受力小，即使切割薄板成型材，切口也不会 被破坏；
二、磨料射流基本理论
⑤切缝窄，被切割材料损耗小，切面光滑，无毛边（切 割速度太快会产生少量毛刺）；
⑥切割时几乎无粉尘，也不产生有毒气体，工作条件相 对来说较清洁；
• 靶件参数 – 靶件强度 – 靶件硬度 – 靶件孔隙度 – 靶件渗透率
一、水射流基本概念与原理
9.水射流动力学计算公式
1）基本方程式 （1）伯努利方程
P1 V12 P2 V22
1 2 2 2
其中，P -- 压力，V-- 速度。 （2）连续方程
1V1A1 2V2 A2
2）射流速度 V = C (2P/)1/2
缺点：（1）功率消耗大；
实验压力20MPa，砂比6.
磨料射流切割系统的纯切割时间为6小时58分钟（压力大于45MPa以上的时间）。
(2)喷嘴的耐磨性好，寿命长；
1）50～60年代：探索和实验阶段
24 Q2 /D5R1/4
（3）高压部件: 泵、密封、喷嘴、管、阀寿命短。
W = PQ
实验套管壁厚11.
当P – Mpa，Q -- cm3 /s，ρ-- g/cm3 时，喷嘴直径为：
8）管路压力损失
ΔP = 71.24 Q2 /D5R1/4 其中，ΔP --管路压力损失，MPa/m；
Q -- 射流流量，cm3/s； D -- 管路内径，mm； R -- 雷诺数，R=21115(Q/D)。 管路压力损失与流量平方成正比，与管路内径5次方成反比。
一、水射流基本概念与原理
10.主要应用
磨料射流切割技术最早出现在上世纪60年代的美国，国际上 对磨料射流大规模的研究和应用始于70年代末，在80年代得到迅 速发展。国内最早开始研究磨料射流技术的单位有：淮南矿业学 院、焦作矿业学院、中国石油大学（华东）、中国矿业大学等等。
④切割面上受力小，即使切割薄板成型材，切口也不会 被破坏；
二、磨料射流基本理论
⑤切缝窄，被切割材料损耗小，切面光滑，无毛边（切 割速度太快会产生少量毛刺）；
⑥切割时几乎无粉尘，也不产生有毒气体，工作条件相 对来说较清洁；
• 靶件参数 – 靶件强度 – 靶件硬度 – 靶件孔隙度 – 靶件渗透率
一、水射流基本概念与原理
9.水射流动力学计算公式
1）基本方程式 （1）伯努利方程
P1 V12 P2 V22
1 2 2 2
其中，P -- 压力，V-- 速度。 （2）连续方程
1V1A1 2V2 A2
2）射流速度 V = C (2P/)1/2
缺点：（1）功率消耗大；
实验压力20MPa，砂比6.
磨料射流切割系统的纯切割时间为6小时58分钟（压力大于45MPa以上的时间）。
(2)喷嘴的耐磨性好，寿命长；
1）50～60年代：探索和实验阶段
24 Q2 /D5R1/4
（3）高压部件: 泵、密封、喷嘴、管、阀寿命短。
W = PQ
实验套管壁厚11.
当P – Mpa，Q -- cm3 /s，ρ-- g/cm3 时，喷嘴直径为：
8）管路压力损失
ΔP = 71.24 Q2 /D5R1/4 其中，ΔP --管路压力损失，MPa/m；
Q -- 射流流量，cm3/s； D -- 管路内径，mm； R -- 雷诺数，R=21115(Q/D)。 管路压力损失与流量平方成正比，与管路内径5次方成反比。
一、水射流基本概念与原理
10.主要应用
磨料射流切割技术最早出现在上世纪60年代的美国，国际上 对磨料射流大规模的研究和应用始于70年代末，在80年代得到迅 速发展。国内最早开始研究磨料射流技术的单位有：淮南矿业学 院、焦作矿业学院、中国石油大学（华东）、中国矿业大学等等。
超高压水射流切割及其应用课件
工业加工领域
总结词
超高压水射流切割技术在工业加工领域应用广泛，可对各种材料进行高效、精准 的切割。
详细描述
在工业加工领域，超高压水射流切割技术主要用于金属材料的切割，如钢铁、铜 、铝等。由于其切割速度快、精度高、热影响小等特点，被广泛应用于机械制造 、船舶制造、石油化工等领域。
航空航天领域
总结词
喷嘴
将高压水射流引导至工件表面，控制切割精度 和效果。
切割台
用于固定和支撑工件，确保切割过程中的稳定 性和精度。
关键部件与功能
高压泵
产生超高压水射流，是 实现切割的关键。
喷嘴
控制水射流的形状、方 向和速度，影响切割精
度和效果。
切割台
确保工件在切割过程中 的稳定性和精度，提高
切割质量。
设备的选择与维护
建筑行业领域
总结词
超高压水射流切割技术在建筑行业领域应用广泛，可对各种材料进行高效、精准的切割 。
详细描述
在建筑行业领域，超高压水射流切割技术主要用于石材、混凝土等硬质材料的切割。由 于其切割速度快、精度高、热影响小等特点，被广泛应用于建筑物的改造、维修和装修 等领域。此外，超高压水射流切割技术还可用于桥梁、道路等基础设施的施工和维护。
04
超高压水射流切割技术的前 景与挑战
技术发展趋势
技术创新
随着科技的不断进步，超高压水射流切割技术将不断革新，提高切割效率和精度。
智能化发展
未来超高压水射流切割技术将更加智能化，实现自动化、远程控制和智能监控。
环保化发展
随着环保意识的提高，超高压水射流切割技术的环保性能将得到提升，减少对环境的影响。
面临的主要挑战
技术瓶颈
目前超高压水射流切割技术仍存 在一些技术瓶颈，如切割厚板材 时效率较低、切割表面质量不稳
水射流切割
1.切割时无热变形，避免了材料的物理、化学变化； 2.广泛适应于各种材料的切割加工，有“万能切割机”之誉； 3.切口光滑平整无毛刺，一般无须再加工； 4.由数控系统操纵，切割精度高； 5.切割缝小于1.2mm，便于套料切割，节约材料； 6.加工过程不会产生污染环境的废物。 数控水刀对那些用其它方法难以切割的材料如芳纶(Kevler)、钛合金及各种复合材料是非常理想或唯一的加 工手段。
水射流切割
平面切割机床
01 简介
03 优点 05 设备比较
目录
02 特点 04 形式和构成 06 金属加工比较
07 冷热技术比较
目录
08 原理
09 特性和优点
010 精度
011 最大厚度
水射流切割是将超高压水射流发生器与二维数控加工平台组合而成的一种平面切割机床。它将水流的压力提 升到足够高（200MPa以上），使水流具有极大的动能，可以穿透化纤、木材、皮革、橡胶等，在高速水流中混合 一定比例的磨料，则可以穿透几乎所有坚硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金属、合金等。在二维数控加工平台的引 导下，在材料的任意位置开始加工或结束加工，按设定的轨迹以适当的速度移动，实现任意图形的平面切割加工。
金属加工比较
对金属的加工，线切割有更高的精度，但速度很慢，有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割，而 且切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸灵活。
冷热技术比较
等离子切割有明显的热效应，精度低，切割表面不容易再进行二次加工。水切割属于冷态切割,无热变形,切 割面质量好，无须二次加工，如需要也很容易进行二次加工。
精度
严格来讲，数控水刀虽然比火焰、等离子切割机床可以更精确的切割，但还不是精密加工机床，应该不能标 注精度。在切割10mm以下的板料时，把切割速度和补偿控制得恰到好处，误差可以做到+-0.1mm。
水射流切割
平面切割机床
01 简介
03 优点 05 设备比较
目录
02 特点 04 形式和构成 06 金属加工比较
07 冷热技术比较
目录
08 原理
09 特性和优点
010 精度
011 最大厚度
水射流切割是将超高压水射流发生器与二维数控加工平台组合而成的一种平面切割机床。它将水流的压力提 升到足够高（200MPa以上），使水流具有极大的动能，可以穿透化纤、木材、皮革、橡胶等，在高速水流中混合 一定比例的磨料，则可以穿透几乎所有坚硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金属、合金等。在二维数控加工平台的引 导下，在材料的任意位置开始加工或结束加工，按设定的轨迹以适当的速度移动，实现任意图形的平面切割加工。
金属加工比较
对金属的加工，线切割有更高的精度，但速度很慢，有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割，而 且切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸灵活。
冷热技术比较
等离子切割有明显的热效应，精度低，切割表面不容易再进行二次加工。水切割属于冷态切割,无热变形,切 割面质量好，无须二次加工，如需要也很容易进行二次加工。
精度
严格来讲，数控水刀虽然比火焰、等离子切割机床可以更精确的切割，但还不是精密加工机床，应该不能标 注精度。在切割10mm以下的板料时，把切割速度和补偿控制得恰到好处，误差可以做到+-0.1mm。
高压水射流切割加工技术及其应用
百度文库- 让每个人平等地提升自我高压水射流切割加工技术及其应用摘要：高压水射流是一项在工业上应用广泛的技术。
文中介绍了高压水射流技术加工特点及应用，分析了高压水射流切割加工机理，介绍了其特点和应用范围，简单介绍了该技术的应用状况及技术发展方向。
关键词：冷加工高压水射流技术切割高压水射流技术是近几十年发展起来的技术，其应用日益广泛。
目前，在煤炭、石油、冶金、航空、建筑、交通、化工、机械、建材、市政工程、水利及轻工破碎和清洗。
高压水射流业已成为新型的切割工具，与激光束、电子束、等离子体等热切割加工相比，高压水射流是唯一一种冷切割加工方法。
在对许多材料的切割、破碎及表面预加工中，高压水射流具有独特的优越性。
1.1高压水射流技术系统组成高压水射流切割系统如图1 所示, 主要包括增压系统、磨料供应系统、控制系统及辅助系统等, 通常还要配置一钢筋混凝土工作台。
增压系统的关键部分是高压泵或增压器。
往复压缩式增压器在液压系统提供的高压油作用下往复运动, 把水压增大到300～1 000M Pa。
在增压器与高压水路之间装有蓄能器。
磨料供应系统(图略) 主要由磨料流量调节系统和磨料切割头构成, 其中磨料切割头是超高压射流切割的核心, 其工作原理是: 高压水经过高压管和水喷嘴至混合腔, 与此同时, 磨料在高速射流形成的真空作用下吸入混合腔与水混合, 再经磨料喷嘴喷射形成两相磨料射流, 即把超高压水变成高压的切割流。
在人工或计算机控制下, 控制系统移动工件或切割头, 完成所要求的切割过程。
简单的手动控制装置是一个安装在手动机构上的固定切割头。
现已采用5 轴或6 轴等复杂的多轴数控系统, 使用一个以上的切割头同时切割复杂的外形。
大多数高压水射流切割系统都装有接收器, 既可消除高速射流穿透材料后的射流能量,同时可降低噪声。
另外还附有一些安全装置, 以防高压水管与各种接头的破裂等。
2.2高压水射流技术切割加工机理高速射流具有一定的动能，作用在静止的物体上，肯定会产生一个力。
机械加工-磨料水射流技术PPT
水射流微细加工技术
水射流(Water Jet)是20世纪70年代发展起 来的一门新技术。七十年代末，高压柱塞泵和 增压器的问世，极大地促进了高压水射流技术 的研究和发展。八十年代后，为提高水射流对 物料的冲蚀效果，世界各国相继研究开发出磨 料水射流(Abrasive Water Jet)、脉冲射流 (Pulse Water Jet)、自激振荡脉冲射流(Selfexcited Water Jet)和空化射流(Cavitation Water Jet)等新型射流。
磨料冲蚀加工原理及过程
磨料水射流是固体磨料与高速流动 的水互相混合而形成的固液两相介质射 流。高压水的动能大部分传递给磨料， 被加速的磨粒以很大的能量冲击、磨削 材料。大量磨料粒子的微切割的作用累 积，使材料渐进破坏。
加工机床
1．磨料 2．磨料储存容器 3．供应水 5．控制单元 6．喷嘴
4．泵
磨料
适用范围
磨料水射流是水射流技术的一种形式，一 般说来，大多数的柔软材料和一些薄的硬材料， 例如泡沫塑料、纸张、纤维板、地毯、玻璃纤 维、食品、合成材料、电路板、丙烯片等，都 可以用纯水射流切割，磨料水射流则几乎可切 割任何材料。通常，钛、铝合金，高强度钢、 石墨、陶瓷、花岗岩、玻璃和复合材料，均可 使用磨料水射流切割方法。
加工局限
应用前景
当前工业革命的一个重要特征是产品的小型化。 随着设备和器件的越来越小，以及大量新材料的开发 和应用，使得微细加工技术要求越来越高。磨料水射 流能加工更宽范围的材料并且产生更令人满意的切割 边缘质量，不产生热影响区。对半导体行业来说，水 射流技术无疑会在未来发挥巨大的作用。
以免阻塞喷嘴。 石榴石是广泛应用的磨 科材料；氧化铝做磨料同样 可行，它比石榴石更昂贵， 具有更高的强度，所以喷嘴 的磨损率更高。 试验数据证明，在切 割更硬的材料时氧化铝是更 好的磨料，例如，陶瓷。
水射流(Water Jet)是20世纪70年代发展起 来的一门新技术。七十年代末，高压柱塞泵和 增压器的问世，极大地促进了高压水射流技术 的研究和发展。八十年代后，为提高水射流对 物料的冲蚀效果，世界各国相继研究开发出磨 料水射流(Abrasive Water Jet)、脉冲射流 (Pulse Water Jet)、自激振荡脉冲射流(Selfexcited Water Jet)和空化射流(Cavitation Water Jet)等新型射流。
磨料冲蚀加工原理及过程
磨料水射流是固体磨料与高速流动 的水互相混合而形成的固液两相介质射 流。高压水的动能大部分传递给磨料， 被加速的磨粒以很大的能量冲击、磨削 材料。大量磨料粒子的微切割的作用累 积，使材料渐进破坏。
加工机床
1．磨料 2．磨料储存容器 3．供应水 5．控制单元 6．喷嘴
4．泵
磨料
适用范围
磨料水射流是水射流技术的一种形式，一 般说来，大多数的柔软材料和一些薄的硬材料， 例如泡沫塑料、纸张、纤维板、地毯、玻璃纤 维、食品、合成材料、电路板、丙烯片等，都 可以用纯水射流切割，磨料水射流则几乎可切 割任何材料。通常，钛、铝合金，高强度钢、 石墨、陶瓷、花岗岩、玻璃和复合材料，均可 使用磨料水射流切割方法。
加工局限
应用前景
当前工业革命的一个重要特征是产品的小型化。 随着设备和器件的越来越小，以及大量新材料的开发 和应用，使得微细加工技术要求越来越高。磨料水射 流能加工更宽范围的材料并且产生更令人满意的切割 边缘质量，不产生热影响区。对半导体行业来说，水 射流技术无疑会在未来发挥巨大的作用。
以免阻塞喷嘴。 石榴石是广泛应用的磨 科材料；氧化铝做磨料同样 可行，它比石榴石更昂贵， 具有更高的强度，所以喷嘴 的磨损率更高。 试验数据证明，在切 割更硬的材料时氧化铝是更 好的磨料，例如，陶瓷。
水切割技术简介ppt
喷嘴堵塞
喷嘴口通常会堵塞一些颗 粒，防止水流溅射。
切割头的运动与控制
切割头的运动
通过机械或数控方式，使 切割头在X、Y轴上移动， 实现切割形状和尺寸的控 制。
切割速度和深度
通过控制高压水的压力、 流量以及切割头的移动速 度，可以控制切割的深度 和速度。
切割精度
水切割的精度通常在毫米 级别，但对于某些材料， 可以达到更高的精度。
玻璃切割
水切割技术能够将玻璃按照预设的形状和尺寸进行切割，如玻璃工艺品制作和建筑玻璃安装等。
复合材料切割应用
碳纤维复合材料切割
水切割技术可用于切割碳纤维复合材料等高强度、轻质材料，如航空航天、汽车和体育器材等领域的应用。
玻璃纤维复合材料切割
水切割技术同样可以用于切割玻璃纤维复合材料，如船体、屋顶和隔热材料等制造过程中的切割。
水切割技术简介
目录
• 水切割技术概述 • 水切割技术的工作原理 • 水切割技术的优势和局限 • 水切割技术的实际应用案例 • 水切割技术的发展趋势与展望 • 相关问题和研究建议
01
水切割技术概述
定义与特点
定义
水切割技术是一种先进的加工技术，它利用高压水流对材料进行切割、打孔 等加工操作。
特点
水切割技术具有加工精度高、切缝窄、速度快、成本低等优点，同时还能对 一些特殊材料进行切割，如陶瓷、玻璃等。
切割精度
水切割技术的切割精度受多种因素影响，如水压、喷嘴设计、切割速度等。需要深入研究 这些因素对切割精度的影响，以提高水切割的精度。
切割材料限制
目前的水切割技术主要适用于一些特定的材料，如塑料、纤维等。对于一些硬质材料，如 陶瓷、玻璃等，水切割技术的切割效果仍需改进。因此，需要进一步研究如何提高水切割 技术对硬质材料的切割效果。
磨料水射流加工技术课件.
1.简介
1.简介
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
磨料水射流加工技术
目录
1. 简 介
2.磨料水射流的切割机理及切割规律
3. 磨料水射流加工技术研究现状
4.磨料水射流加工技术的特点、应用领域和发展
1.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。
1.简介
水射流发展的四个阶段
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
1.简介
磨料水射流的概念：
磨料水射流是以水为介质，通过高压发生装置获 得巨大能量，然后通过供料和混合装置把磨料加入到 高压水束中，形成液固两相混合射流，依靠磨料和高 压水束的高速冲击和冲刷，实现材料去除的一种特种 加工方法。
1.简介
磨料水射流的加工原理：
磨料水射流加工是运用液压增压原理，通过增压器或高压泵将水
增压至超高压，将电动机的机械性能转换成压力能，具有巨大压力能 的水再通过小孔喷嘴将压力能转变成动能，从而形成高速水射流并在 混合室内产生一定的真空度，磨料在自重和压力差的作用下被吸入混 合室，与水射流产生剧烈紊动扩散和混合，形成了高速磨料水射流， 并以极高的速度经磨料喷嘴冲击工件。磨料水射流冲击工件后，材料 上局部应力场高速集中，并快速变化，因而产生冲蚀、剪切，直至材 料失效而被切除。 在磨料水射流加工过程中，起加工作用的主要是磨料粒子，水射 流作为载体使磨料粒子加速，由于磨料质量大，硬度高，所以磨料水 射流与纯水射流比较，其射流动能更大，加工效果更强。
《高压水射流加工》课件
《高压水射流加工》PPT课件
高压水射流加工
介绍高压水射流加工的概念和原理
高压水射流加工是利用高速注入物体表面的水流产生的动能，以及水流流速 和压力对物体表面产生的冲击、剪切和磨擦作用，来进行材料加工和清洁的 一种技术。
• 高压水射流加工的定义 • 高压水射流加工的原理
高压水射流加工的设备
高压水射流加工需要使用特殊的设备。
高压水射流加工的主要设备
高压水射流加工需要使用高压水泵、喷嘴和控制系统等设备。
高压水射流加工的组成部分
高压水射流加工的组成部分包括水源、增压系统、控制系统和喷嘴。
高压水射流加工的应用
高压水射流加工在各个领域都有广泛的应用。
金属加工
高压水射流加工在金属加工中常用于切割、清洗和打磨。
复合材料加工
高压水射流加工在复合材料加工中常用于修复和加工复杂形状的构件。
高压水射流加工需要采取严格的安全措施，包括穿戴防护用具和遵守操作规程等。
安全事故案例
高压水射流加工的安全事故案例包括高压水射流喷溅和误操作导致的伤害。
总结
高压水射流加工的发展前景和未来趋势
高压水射流加工在各个领域的应用不断扩大，发展前景广阔。
矿石开采
高压水射流加工在矿石开采中工的优缺点
高压水射流加工有其独特的优点和缺点。
优点
高压水射流加工具有高加工效率、无热损伤和环保等优点。
缺点
高压水射流加工的缺点包括设备成本高、能耗大和操作难度高等。
高压水射流加工的安全问题
高压水射流加工具有一定的安全风险。
安全措施
高压水射流加工
介绍高压水射流加工的概念和原理
高压水射流加工是利用高速注入物体表面的水流产生的动能，以及水流流速 和压力对物体表面产生的冲击、剪切和磨擦作用，来进行材料加工和清洁的 一种技术。
• 高压水射流加工的定义 • 高压水射流加工的原理
高压水射流加工的设备
高压水射流加工需要使用特殊的设备。
高压水射流加工的主要设备
高压水射流加工需要使用高压水泵、喷嘴和控制系统等设备。
高压水射流加工的组成部分
高压水射流加工的组成部分包括水源、增压系统、控制系统和喷嘴。
高压水射流加工的应用
高压水射流加工在各个领域都有广泛的应用。
金属加工
高压水射流加工在金属加工中常用于切割、清洗和打磨。
复合材料加工
高压水射流加工在复合材料加工中常用于修复和加工复杂形状的构件。
高压水射流加工需要采取严格的安全措施，包括穿戴防护用具和遵守操作规程等。
安全事故案例
高压水射流加工的安全事故案例包括高压水射流喷溅和误操作导致的伤害。
总结
高压水射流加工的发展前景和未来趋势
高压水射流加工在各个领域的应用不断扩大，发展前景广阔。
矿石开采
高压水射流加工在矿石开采中工的优缺点
高压水射流加工有其独特的优点和缺点。
优点
高压水射流加工具有高加工效率、无热损伤和环保等优点。
缺点
高压水射流加工的缺点包括设备成本高、能耗大和操作难度高等。
高压水射流加工的安全问题
高压水射流加工具有一定的安全风险。
安全措施
超高压水射流切割及其应用课件
割刀片。
控制系统
调节压力、流量和切割头 的运动轨迹。
01
02
03
04
05
高压泵
用于产生超高压水射流， 是切割设备的核心部件。
压力容器
储存高压水，并确保水质 的纯净度。
辅助工具
包括冷却系统、清洁设备 和安全防护装置。
工具种类
01
02
03
喷嘴
根据切割需求选择不同孔 径和形状的喷嘴，以控制 水射流的形状和方向。
超高压水射流切割及其应 用课件
目录
• 超高压水射流切割技术简介 • 超高压水射流切割设备与工具 • 超高压水射流切割应用领域 • 超高压水射流切割技术的前景与挑战 • 超高压水射流切割技术应用案例
01
超高压水射流切割技术简介
技术原理
高速水流切割
超高压水射流切割技术利用超高压水流对材 料进行高速冲击，从而达到切割的目的。
拓展切割材料范围
加强超高压水射流切割技术对不同材料的研究和 应用，拓展可切割材料的种类和范围。
05
超高压水射流切割技术应用案例
案例一：金属板材切割
总结词
高效、精准、环保
详细描述
超高压水射流切割技术广泛应用于金属板材切割，具有高效、精准和环保的优 点。相比传统的切割方法，超高压水射流切割能够减少材料浪费，提高切割效 率，同时减少对环境的污染。
案例四：其他行业应用
总结词
适用性强、应用广泛
详细描述
超高压水射流切割技术还广泛应用于建筑、航空、汽车、玻璃等行业。该技术能够满足各种复杂形状 和材料的切割需求，具有广泛的适用性和灵活性。
感谢您的观看
THANKS
切割材料有限
超高压水射流切割技术对材料的切割效果受到材料硬度、 韧性和化学成分等因素的影响，目前仍难以实现对各种材 料的广泛适用。
控制系统
调节压力、流量和切割头 的运动轨迹。
01
02
03
04
05
高压泵
用于产生超高压水射流， 是切割设备的核心部件。
压力容器
储存高压水，并确保水质 的纯净度。
辅助工具
包括冷却系统、清洁设备 和安全防护装置。
工具种类
01
02
03
喷嘴
根据切割需求选择不同孔 径和形状的喷嘴，以控制 水射流的形状和方向。
超高压水射流切割及其应 用课件
目录
• 超高压水射流切割技术简介 • 超高压水射流切割设备与工具 • 超高压水射流切割应用领域 • 超高压水射流切割技术的前景与挑战 • 超高压水射流切割技术应用案例
01
超高压水射流切割技术简介
技术原理
高速水流切割
超高压水射流切割技术利用超高压水流对材 料进行高速冲击，从而达到切割的目的。
拓展切割材料范围
加强超高压水射流切割技术对不同材料的研究和 应用，拓展可切割材料的种类和范围。
05
超高压水射流切割技术应用案例
案例一：金属板材切割
总结词
高效、精准、环保
详细描述
超高压水射流切割技术广泛应用于金属板材切割，具有高效、精准和环保的优 点。相比传统的切割方法，超高压水射流切割能够减少材料浪费，提高切割效 率，同时减少对环境的污染。
案例四：其他行业应用
总结词
适用性强、应用广泛
详细描述
超高压水射流切割技术还广泛应用于建筑、航空、汽车、玻璃等行业。该技术能够满足各种复杂形状 和材料的切割需求，具有广泛的适用性和灵活性。
感谢您的观看
THANKS
切割材料有限
超高压水射流切割技术对材料的切割效果受到材料硬度、 韧性和化学成分等因素的影响，目前仍难以实现对各种材 料的广泛适用。
水射流切割加工
应用领域
汽车工业 航天工业 石材及陶瓷业 造纸业 食品业
应用领域
(续)
应用领域
(续)应用领域Fra bibliotek(续)应用领域
(续)
应用领域
(续)
应用领域
(续)
性能
加工精度：0.002mm～0.2mm 切缝宽度：0.1mm～1mm （WJ） 1mm～2mm （AWJ）
切割速度 (mm/min) 切割材质 切割材质厚度 10 mm 20 mm 1,650 2,600 5,500 ...1,070 740 1,170 480
3.8 水射流切割加工 一、水射流切割原理
水射流切割是利用高速、高压的 液流对工件的冲击作用来去除材料的。 使水获得压力能的方式有两种： 一种是直接采用高压水泵供水，压力 可达35～60MPa;一种是采用水泵和增 压器，可获得100～1000MPa的超高压 和0.5～25L/min的小流量的水流。
二、水射流切割的特点 ① 常温切割，材料无结构变形和热变形。 ② 切割力强，可切割180mm厚的钢板和250mm厚的钛板等。 ③ 切口质量较高，切口表面平整光滑，无毛刺，切口公差可 达±0.25～ ±0.06mm，切口宽度可达0.015mm，节省材料。 ④ 操作灵活方便，可在任何部位进行切割，特别适宜复杂工 件的切割。 ⑤ 属湿性切割，无屑沫飞溅，工作环境清洁卫生。
276.86 187.45 183.38
169.92 115.06 112.52
117.3 251.2
198.1 423.41
263.14 562.35
161.54 345.18
⑥ 设备价格昂贵，水射流喷嘴磨损严重，需经常更换。
三、水射流切割的应用 ① 广泛用于汽车、造船、航空航天等行业切割钢板、塑料、 石棉、橡胶及各种复合材料等。 ② 用于铸造厂、锻造厂清理毛坯表层的型砂和氧化皮。 ③ 还可对高硬的金属材料及非金属材料进行车削、铣削和钻 削等。
《高压水射流加工》课件
高压水射流清洗技术使用水作为清洗 介质，安全可靠，对环境和人体无害 。
适用范围广
该技术适用于各种材料的清洗，如金 属、玻璃、陶瓷、塑料等，广泛应用 于表面处理、化工、食品加工等领域 。
高压水射流表面处理技术
提高表面质量
高压水射流表面处理技术利用高 压水流对材料表面的冲击力，能 够改善材料表面的粗糙度、平整 度和光洁度，从而提高表面质量
的切割效率和精度。
适用范围广
该技术适用于各种材料的切割，如 金属、玻璃、陶瓷、复合材料等， 广泛应用于机械制造、航空航天、 汽车制造等领域。
环保节能
与传统的切割技术相比，高压水射 流切割技术不产生有害物质，噪音 和振动较小，有利于环保和节能。
高压水射流清洗技术
表面清洗效果好
安全可靠
高压水射流清洗技术利用高压水流对 物体表面的冲击力，能够有效地清除 各种污垢和杂质，具有较好的清洗效 果。
特点
高压水射流加工具有高效、环保 、低成本等优点，被广泛应用于 工业生产、建筑、采矿等领域。
高压水射流加工的原理
原理
通过高压泵将水或其他液体加压，形成高速水流，再通过喷嘴或切割刀具将水 流以极高的速度喷出，从而产生强大的冲击力和切割力，实现对材料的加工。
影响因素
影响高压水射流加工效果的因素包括压力、喷嘴直径、水流速度、加工距离等 。
绿色制造与可持续发展
在环保要求日益严格的背景下，研究 和发展绿色、环保的高压水射流加工 技术，以实现可持续发展。
05
高压水射流加工的实际应用案例
高压水射流加工在金属切割中的应用案例
总结词
高效、环保、低成本
详细描述
高压水射流加工利用高速水流对金属进行切割，相比传统机械切割具有更高的效 率和精度，同时减少了对周围环境的污染和噪音。此外，由于水流的冲击力可以 调节，因此切割成本相对较低，适用于各种金属03
水刀切割技术PPT
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。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
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-增压器
水切割ppt课件
操作人员安全
操作人员需佩戴防护眼镜、手 套等防护用品，避免飞溅物伤
及身体。
切割后的处理与清理
残渣清理
及时清理切割区域内的残渣 、打磨等处理，提高表面质量 。
质量检测
对切割完成的工件进行质量检 测，确保符合要求。
设备保养
定期对水切割设备进行保养， 延长设备使用寿命。
路径和参数。
安全防护措施
设置安全防护装置，如 防护罩、防护栏等，确
保操作过程的安全。
切割过程中的注意事项
01
02
03
04
参数调整
根据材料性质和厚度调整水切 割设备的参数，如水压、速度
、角度等。
切割稳定性
保持稳定的切割速度和压力， 避免因速度过快或压力不足导
致切割面不平整。
避免杂质进入
确保水质清洁，避免杂质进入 切割区域，影响切割质量。
精度高
采用先进的定位系统和控 制系统，能够实现高精度 的水切割加工。
维护方便
结构紧凑，易于维护和保 养，能够降低使用成本。
特殊用途水切割设备
针对特定行业设计
定制化服务
如船舶、航空、汽车等特定行业需要 的水切割设备，具有特殊的工作原理 和结构。
可以根据客户的具体需求进行定制化 设计和生产，满足特殊的水切割加工 需求。
如何克服水切割技术的局限性
研发新型水切割技术
优化切割参数
通过研发新技术，提高水切割的切割速度 和精度。
通过调整水切割设备的参数，如压力、水 流速度和切割头角度等，提高切割效果。
与其他技术结合使用
节约水资源
将水切割技术与激光切割、等离子切割等 技术结合使用，取长补短，提高加工效果 。
采用循环用水、废水处理等技术，减少水 切割过程中的水资源消耗。
水射流加工
水射流加工技术及其应用水射流加工（Water Jet Machining ）又称为液力加工、水喷射加工或液体喷射加工，俗称“水刀”，主要靠液流能和机械能实现材料加工。
水射流加工是20世纪70年代发展起来的一门高新技术，开始时只是用在大理石、玻璃等非金属材料的加工，现在已发展成为切割复杂三维形状的工艺方法，在国内外得到了广泛的应用。
目前在机械、建筑、国防、轻工、纺织等领域，正发挥着日益重要的作用。
1. 加工原理及其特点（1）加工原理水射流加工是利用高速水流对工件的冲击来侵蚀材料的，如图1所示。
储存在水箱中的水或加入添加剂的水液体，经过过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中，使高压液体流动平稳。
液压机构驱动增压器，使水压增高到70～400MPa 。
高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件上的加工部分，进行切割。
切割工程中产生的切屑和水混合在一起，排入水槽。
（2）主要特点水射流加工使用水作为工作介质，是一种冷态切割新工艺，属于“绿色”加工范畴，它可以加工各种金属、非金属材料，各种硬、脆、韧件材料，无法且具图1 水射流加工装置示意图工件有其他工艺方法比拟的技术优势：①切割时工件材料不会受热变形，切边质量较好：切口平整，无毛刺、切缝窄、宽度为0.075～0.40mm。
材料利用率高，使用水量也不多（液体可循环使用），降低了成本。
②加工过程中，作为“刀具”的高速水流不会变“钝”，各个方向都有切削作用，因而切削过程稳定。
③切割加工过程中，温度较低，无热变形、烟尘、渣土等，加工产物随液体排出，故可以用来切割加工木材、纸张、弹药等易燃、易爆材料及制品，这是其它加工方法无法取代的。
④由于切割加工温度低，不会造成火灾。
“切屑”混在水中一起流出，加工过程中不会产生粉尘污染，因而有利于满足安全和环保的要求。
⑤加工材料范围广，既可以用来加工非金属材料，也可以用来加工金属材料，而且更适宜于加工切割薄的和软的材料。
⑥加工开始时不需要退刀槽、孔，工件上的任何位置都可以作为加工开始和结束的位置，与数控加工系统相结合，可以进行复杂形状的自动加工。
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应用领域
高压水射流切割是利用具有很高动能的高速射流进行的(有 时又称为高速水射流加工)与激光、离子束、电子束一样是 属于高能束加工范畴。目前其用途和优势主要体现在难加 工材料方面：如陶瓷、硬质合金、高速钢、模具钢、淬火 钢、白口铸铁、钨钼钴合金、耐热合金、钛合金、耐蚀合 金、复合材料（FRM、FRP等）、锻烧陶瓷、高速钢 （HRC30以下）、不锈钢、高锰钢、模具钢和马氏体钢 （HRC<30）、高硅铸铁、可锻铸铁等一般工程材料，高 压水射流除切割外，稍降低压力或增大靶距和流量还可以 用于清洗、破碎、表面毛化和强化处理。
⑥ 设备价格昂贵，水射流喷嘴磨损严重，需经常更换。
三、水射流切割的应用
① 广泛用于汽车、造船、航空航天等行业切割钢板、塑料、 石棉、橡胶及各种复合材料等。
② 用于铸造厂、锻造厂清理毛坯表层的型砂和氧化皮。
③ 还可对高硬的金属材料及非金属材料进行车削、铣削和钻 削等。
Topic D-1 水射流加工
针对要切割金属及较硬的材质如各种石材、玻璃、陶瓷、 磁砖等材质时，将磨料与水混流可大大增强其切割能力，此 种高速度的混合磨料水刀几乎可切割任何材质。
高压水射流基本原理归之为：运用液体增压原理，通过特定的装置 （增压口或高压泵）,将动力源(电动机)的机械能转换成压力能， 具有巨大压力能的水在通过小孔喷嘴(又一换能装置)，再将压力能 转变成动能，从而形成高速射流(WJ)。因而又常叫高速水射流。
...2,760
1,240
50 mm 260 409 170 50 430
切割条件
压力：
3,800 bar 喷嘴直径：
0.1mm 磨料粒度: 80# 磨料流量: 740g/min
水射流精密加工典型加工速度(毫米／分)
表1
10Hp 20Hp直接驱动2 30Hp直接驱动 40Hp直接驱动4
直接驱动1
3
节省直接制造成本。
系统组成
超高压泵 水刀切割头装置 水刀X-Y平面切割台 CNC控制器 CAD/CAM软件包
液体增压原理
液体增压原理
增压恒压系统包括增压器和蓄能器两部分，增压器获得高压原 理如图2所示，即利用大活塞与小活塞面积之差来实现，理论 上：A大·P油=A小·P水, P出水=A大/A小·P油, 增压比即大活 塞与小活塞面积之比，通常为10：1～25：1，由此，增压器 输出高压水压力可达100MPa~750MPa。
应用领域
汽车工业 航天工业 石材及陶瓷业 造纸业 食品业
应用领域 (续)
应用领域 (续)
应用领域 (续)
应用领域 (续)
应用领域 (续)
应用领域 (续)
性能
加工精度：0.002mm～0.2mm 切缝宽度：0.1mm～1mm （WJ） 1mm～2mm （AWJ）
切割材质
① 常温切割，材料无结构变形和热变形。
② 切割力强，可切割180mm厚的钢板和250mm厚的钛板等。
③ 切口质量较高，切口表面平整光滑，无毛刺，切口公差可 达±0.25～ ±0.06mm，切口宽度可达0.015mm，节省材料。
④ 操作灵活方便，可在任何部位进行切割，特别适宜复杂工 的切割。
⑤ 属湿性切割，无屑沫飞溅，工作环境清洁卫生。
..花岗岩 ..大理石 ..磁砖词 ..铝 ..不锈钢板 ..玻璃
5 mm 3,660 5,770 12,000 ..2,380 ...760 6,120
切割速度 (mm/min)
切割材质厚度
10 mm 20 mm
1,650
740
2,600
1,170
5,500
-
...1,070
480
...345
156
“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 ，高压水射流(WJ)、磨料水射流(AWJ)的产生是最 近三十年的事.
利用高压水为人们的生产服务始于十九世纪七十年代 左右，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。直到本 世纪五十年代，高压水射流切割的可能性才源于苏联，但第 一项切割技术专利却在美国产生，即1968年由美国密苏里 大学林学教授诺曼·弗兰兹博士获得。在最近十多年里，水 射流(WJ、AWJ)切割技术和设备有了长足进步，其应用遍 及工业生产和人们生活各个方面。
50Hp增压式5
钛合 48.5 金
不锈 32.7 钢
淬火 32. 工具
钢
铜 45.9 7
铝 98.5
123.7 83.5 82.04
Topic D-1 水射流加工
纯水射流 WT
Water Jet
混合磨料射流 AWT
Abrasive Water Jet
水射流加工 （水刀）
普通水经过一个超高压加压器，将水加压至4,000 bar (60,000psi)，然后通过一个细小的喷嘴(其直径为0.1~0.4mm)， 可产生约1000m/s(音速的三倍)的水射流，可做各种表面处理 及切割各种非金属物质如纸类、纸尿裤、玻璃、纤维、海绵 等。
Topic D-1 水射流加工
许多大学、公司和工厂竞相研究开发，新思维、新 理论、新技术不断涌现，形成了一种你追我赶的势头。目 前已有3000多套水射流切割设备在数十个国家几十个行 业应用，尤其是在航空航天、舰船、军工、核能等高、尖、 难技术上更显优势。已可切割500余种材料，其设备年增 长率超过20％。
3.8 水射流切割加工
一、水射流切割原理
水射流切割是利用高速、高压的 液流对工件的冲击作用来去除材料的。
使水获得压力能的方式有两种： 一种是直接采用高压水泵供水，压力 可达35～60MPa;一种是采用水泵和增 压器，可获得100～1000MPa的超高压 和0.5～25L/min的小流量的水流。
二、水射流切割的特点
原理
水刀的优势
无切割方向之限制 → 可完成各种不同的切割形状。 所产生横向及纵向的作用力极小 → 可降低设定时间
及使用夹具的成本。 用同一种机器即可完成钻孔及切割功能 → 可降低加工时间
及切割成本。 不会产生热效应或变形或细微的裂缝 → 不需二次加工。 不会产生具毒性的气体 → 提供好的工作环境。 不会产生毛边 → 可缩短工件制造所需时间及制造成本。 切口细 → 可减少大量废弃材料的产生，