磨料水射流加工技术课件.
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结构简单，操作方便，被广泛用于磨料射流切割工业
1.简介
磨料水射流加工技术的分类
前混合式磨料水射流 根据磨料与水 的混合方式 后混合式磨料水射流
1.简介
前混合式磨料水射流 ：磨料先和水在高压管路 中均匀混合成磨料浆水，然后经磨料喷嘴喷射形成 的射流称为前混合磨料射流，这种混合效果好，所 需的压力低，但装置复杂，且喷嘴磨损严重。 后混合式磨料水射流 ：在水射流形成后加入磨
料的称为后混合磨料水射流，混合效果稍差，所需 的压力高，但喷嘴磨损小一些。后混合磨料水射流 的理论研究和应用技术都比较成熟，目前在工业许 多部门得到了广泛的应用。
1.简介
磨料水射流加工技术的分类
淹没式磨料水射流
根据射流加工 时的环境条件
非淹没式磨料水射流
1.简介
淹没式水射流 是指射流从出口到工件是在水中， 具有射流扩散快、速度和动压分布均匀等特点。
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Hale Waihona Puke Baidu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
水射流的发展概况大体分四个阶段:
第一阶段（探索实验阶段）：上世纪60年代初，主 要研究低压水射流采矿。 第二阶段（设备研制阶段）：60年代初至70年代初， 主要研制高压泵、增压器和高压管件，同时推广水射流技 术。 第三阶段（工业应用阶段）：70年代初至80年代初， 主要特点是大量的水射流采矿机、切割机和清洗机相继问 世。 第四阶段（迅速发展阶段）：80年代初至今，水射流 技术研究进一步深化，磨料射流、空化射流和自激振动射 流等新型射流发展很快，许多产品已达到商品化。
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 1.单射流磨料侧进式喷头
优点：结构简单，射流的 密集性和稳定性都较好。
缺点：磨料与水混合的效 果较差。
1.简介 2.单射流磨料切向进给式喷头
磨料与水射流充分混合，同时 减少磨料间的相互碰撞，提高磨料射
流的切割能力。
1.简介 3.多射流磨料中进式喷头
多用于磨料射流清洗或除锈
1.简介 4.带准直管的磨料射流喷头
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，货源充足。
1.简介 常见磨料：
1.简介
喷头:
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
非淹没式水射流 指射流从出口到工件是在空气自 然状态下，与淹没式相比，其射程大，核心段长 度长，但是速度分布不均匀。
2.磨料水射流的切割机理及切割规律
磨料水射流的切割机理
磨料水射流切割靶件时，在一定的射流横移速度下，水射流的一部分以恒定的速度 射向靶件，另一部分则随着射入深度地增加切割效力减弱，于是切割面沿射流横移相反 方向出现弯曲，如下图a所示;弯曲切割面轴线与原射流轴线之间的角度，从射流进入靶 件处开始逐渐增大，射流随之沿横移相反方向偏转越来越大。但由于磨粒自身惯性较大， 并不随水射流载体偏转，因而导致磨粒与水射流分离和磨粒的局部过分集中冲蚀。磨粒 加速度越大，分离折射角越大，集中冲蚀也越剧烈。磨料局部集中冲蚀使得沿切割面的 磨削量明显增加，从而在切割面上形成阶梯，因此，在形成阶梯的冲蚀中，阶梯以上水 流偏转角不断增大，水射流偏转切割面越远，阶梯以下的磨削量越小，直至上阶梯与原 射流方向垂直，如下图b所示;随着射流横移送进，切割面重新变为平滑切割磨削，如下 图c所示。以后由平滑切割磨削过程到变形冲蚀磨削过程重新开始，即进入切割循环过程。 在此过程中，整个切割面继续转变为行程间隔，由于磨料水射流偏转近似弧线，所以沿 射流横移方向形成波纹间隔的切割断面。
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。
1.简介
磨料水射流装置
磨料水射流装置包括:供水系统，增压系统，高压水路系统，磨料供给系 统，切割头装置，接收装置，执行机构和控制系统，如下图所示。供水系统的
作用是使水质软化，降低水质对高压水路的腐蚀，提高高压系统往复密封的工 作寿命。增压系统的核心部件是增压器，一般采用液压作用往复式，增压器通 常选用10:1，20:1，增压器的输出水压可由改变输入端液压系统的油压来调节; 可使水的压力增至100-400MPa，甚至高达690MPa和700MPa。高压水路系统连接 增压系统和切割头装置，为了输送高压水和适应切割头快速灵活运动的要求， 高压水管道通常采用具有挠性的耐超高压不锈钢管，并由若干个旋转管接头组 成。磨料供给系统包括料仓、磨料流量阀和输送管。纯水射流切割头包括高压 水开关阀和宝石喷嘴;磨料水射流切割头则还包括使水射流与磨料混合的混合 室和混合喷嘴;混合喷嘴要求耐磨性高，一般采用硬质合金制成。接收装置置 于工件下方，用来收集剩余磨料射流，具有消能、降噪、防溅和安全等功能。 执行机构和控制系统控制切割头运动轨迹的控制装置，控制方式有手动、机动、 NC和CNC等方式。
1.简介
磨料水射流加工技术的分类
前混合式磨料水射流 根据磨料与水 的混合方式 后混合式磨料水射流
1.简介
前混合式磨料水射流 ：磨料先和水在高压管路 中均匀混合成磨料浆水，然后经磨料喷嘴喷射形成 的射流称为前混合磨料射流，这种混合效果好，所 需的压力低，但装置复杂，且喷嘴磨损严重。 后混合式磨料水射流 ：在水射流形成后加入磨
料的称为后混合磨料水射流，混合效果稍差，所需 的压力高，但喷嘴磨损小一些。后混合磨料水射流 的理论研究和应用技术都比较成熟，目前在工业许 多部门得到了广泛的应用。
1.简介
磨料水射流加工技术的分类
淹没式磨料水射流
根据射流加工 时的环境条件
非淹没式磨料水射流
1.简介
淹没式水射流 是指射流从出口到工件是在水中， 具有射流扩散快、速度和动压分布均匀等特点。
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Hale Waihona Puke Baidu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
水射流的发展概况大体分四个阶段:
第一阶段（探索实验阶段）：上世纪60年代初，主 要研究低压水射流采矿。 第二阶段（设备研制阶段）：60年代初至70年代初， 主要研制高压泵、增压器和高压管件，同时推广水射流技 术。 第三阶段（工业应用阶段）：70年代初至80年代初， 主要特点是大量的水射流采矿机、切割机和清洗机相继问 世。 第四阶段（迅速发展阶段）：80年代初至今，水射流 技术研究进一步深化，磨料射流、空化射流和自激振动射 流等新型射流发展很快，许多产品已达到商品化。
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 1.单射流磨料侧进式喷头
优点：结构简单，射流的 密集性和稳定性都较好。
缺点：磨料与水混合的效 果较差。
1.简介 2.单射流磨料切向进给式喷头
磨料与水射流充分混合，同时 减少磨料间的相互碰撞，提高磨料射
流的切割能力。
1.简介 3.多射流磨料中进式喷头
多用于磨料射流清洗或除锈
1.简介 4.带准直管的磨料射流喷头
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，货源充足。
1.简介 常见磨料：
1.简介
喷头:
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
非淹没式水射流 指射流从出口到工件是在空气自 然状态下，与淹没式相比，其射程大，核心段长 度长，但是速度分布不均匀。
2.磨料水射流的切割机理及切割规律
磨料水射流的切割机理
磨料水射流切割靶件时，在一定的射流横移速度下，水射流的一部分以恒定的速度 射向靶件，另一部分则随着射入深度地增加切割效力减弱，于是切割面沿射流横移相反 方向出现弯曲，如下图a所示;弯曲切割面轴线与原射流轴线之间的角度，从射流进入靶 件处开始逐渐增大，射流随之沿横移相反方向偏转越来越大。但由于磨粒自身惯性较大， 并不随水射流载体偏转，因而导致磨粒与水射流分离和磨粒的局部过分集中冲蚀。磨粒 加速度越大，分离折射角越大，集中冲蚀也越剧烈。磨料局部集中冲蚀使得沿切割面的 磨削量明显增加，从而在切割面上形成阶梯，因此，在形成阶梯的冲蚀中，阶梯以上水 流偏转角不断增大，水射流偏转切割面越远，阶梯以下的磨削量越小，直至上阶梯与原 射流方向垂直，如下图b所示;随着射流横移送进，切割面重新变为平滑切割磨削，如下 图c所示。以后由平滑切割磨削过程到变形冲蚀磨削过程重新开始，即进入切割循环过程。 在此过程中，整个切割面继续转变为行程间隔，由于磨料水射流偏转近似弧线，所以沿 射流横移方向形成波纹间隔的切割断面。
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。
1.简介
磨料水射流装置
磨料水射流装置包括:供水系统，增压系统，高压水路系统，磨料供给系 统，切割头装置，接收装置，执行机构和控制系统，如下图所示。供水系统的
作用是使水质软化，降低水质对高压水路的腐蚀，提高高压系统往复密封的工 作寿命。增压系统的核心部件是增压器，一般采用液压作用往复式，增压器通 常选用10:1，20:1，增压器的输出水压可由改变输入端液压系统的油压来调节; 可使水的压力增至100-400MPa，甚至高达690MPa和700MPa。高压水路系统连接 增压系统和切割头装置，为了输送高压水和适应切割头快速灵活运动的要求， 高压水管道通常采用具有挠性的耐超高压不锈钢管，并由若干个旋转管接头组 成。磨料供给系统包括料仓、磨料流量阀和输送管。纯水射流切割头包括高压 水开关阀和宝石喷嘴;磨料水射流切割头则还包括使水射流与磨料混合的混合 室和混合喷嘴;混合喷嘴要求耐磨性高，一般采用硬质合金制成。接收装置置 于工件下方，用来收集剩余磨料射流，具有消能、降噪、防溅和安全等功能。 执行机构和控制系统控制切割头运动轨迹的控制装置，控制方式有手动、机动、 NC和CNC等方式。