实用水切割编程技巧

南京必通科技水刀知识系列之编程技巧

实用水刀水切割编程技巧

南京必通科技水刀技术部提供

2014年10月18日

必通水刀生产的超高压水切割机水刀，利用高达4000公斤高压水射流，结合数控系统，以冷态方式切割，可以切割金属，石材，瓷砖拼花，玻璃，皮革，

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2. 添加引刀线和退刀线

水刀有打孔的功能，可先在板材上打孔，再从打孔处开始切割。通常打孔需要一定的时间，会在打孔处出现比正常切割大的圆点。

打孔处有明显开孔痕迹

如果对切割边有平滑要求，不希望留有打孔痕迹，则需要编程时加入使用引刀线和退刀线。

水刀打孔位置改在引刀线的开启处，避免了在圆周上留有开孔的痕迹。

特别要提醒的是，编程时对于加工开内孔的工件，引刀线和退刀线是在孔的内部废料上，而对于切外框的引刀线和退刀线则是必须在框的外部。引刀线和退刀线最好是与被切图形相切，或接近相切，从而使得引刀线和退刀线到工件的连接部分得以平滑过度，也不需运用特殊的锐角减速编程，提高切割效率，降低水刀耗材的使用。

3. 刀缝补偿

水刀切割与其他切割方式一样在切割掉的地方会产生一定的刀缝。如果不注意到这点，切割下来的零件会在尺寸上有刀缝那么大的误差。所以编程时必须考虑到对水刀切割路径进行刀缝补偿。

上图在板材中央用水刀开个100mm孔，红线是刀心经过的切割路径，由于水

射流具有一定的直径，所以实际产生一定宽度的切缝，由白色圆圈代表。可以看出，无论是切下来的圆，或是切掉圆后的孔，都不是100mm。当需要的切割精度不能忽略刀缝误差时，编程中就要引入刀缝补偿的技巧。

进行刀缝补偿时，首先要区分是要切圆形零件，还是要开孔。如果是要切割圆形零件，对外圆直径要求精确，那么切圆的实际路径直径要增大一个刀缝宽度值。比如切100mm大的外圆，而刀缝是1mm 时，实际编程路径是101mm 直径的圆。

当切割内孔时，对内圆直径要求精确，所以实际路径直径要减小一个刀缝宽度值。比如切100mm大的内圆孔，而刀缝宽度是1mm 时，实际编程路径是99mm 直径的圆。

4. 打孔延时和动态打孔

当利用水刀自行打孔开始切割时，打孔的时间应随被切割材料的硬度、厚度不同而不同。如果采用静止打孔，就是当打孔时，水刀刀头静止不动，由于材料还没打通，射下去的水会反射上来，抵消一部分切割水力，这样会使得打孔速度慢。所以国外先进的水刀数控机床，都配备了动态打孔功能，可以提高打孔速度50%以上。动态打孔可以通过编程让刀头在打孔时小幅度来回移动来实现，。但来这种来回移动幅度会使起刀孔相对大一点，最好要与利用引刀线从切割路径移开打孔位置的方法结合使用。

另一种动态打孔方式是从引刀线的起始处，以极慢的速度开始切割（一般是正常切割速度的20%左右）并要保证引刀线走完之前切穿材料。编程时引刀线长度与切割速度要恰当的配合设定。正确使用动态打孔可以节省打孔时间，减少耗材使用，对于有比较多孔的切割项目，提高的效率，和节省的时间耗材都非常明显。是绝对不可忽视的实用技巧。

5. 拐角减速

拐角减速是为了在切割较厚材料时对拐角处提高切割精度的必用技巧。水刀切割厚板材时，因为水射流穿透板材需要时间，而水射流同时又在沿着切割方向移动，所以造成水射流在板材的下口射出位置相对与上口的射入位置有个滞后现象。

水刀切割厚铁块时显现的出口滞后于入口的现象。

如果在锐角处不减速，会产生上口按设计切出锐角，但板材下口却因水射流的滞后而跟不上，从而切出圆口来。所以必须减速或利用切出后再切入方式来避免。

为了减少因拐角减速引起的整体切割效率降低，编程时应设置只对小于90度的锐角应用减速。水刀切割过程中如果切割速度一下发生比较大的改变，切割面上在速度改变处会留下痕迹影响光洁度。为了避免在切割面留下突然大幅减速的痕迹，接近拐角时的减速最好分段小幅度进行。每次不超过50%。

当切割进过拐角顶点后，要再分小步加速到正常切割速度。减速和加速的步长和步数，要结合被切割材料的厚度和硬度来设置。目的是要尽量达到当切割到拐角顶点时，水射流在板材上下口成直线，并垂直于被切割板材。

6. 拐角切出再切入

在切割形状和材料大小许可的情况下，也可以不用拐角减速，而是利用切出拐角再切回的方法。具体切出切回的路径有多种，常用的有三角形和圆弧形，如下图所示。

7. 小圆减速

当水刀切割直径比较小的圆或形状时，编程应当采用较小的切割速度。其中的原因还是水射流切割的滞后现象。如果不减速度，会产生上口圆大，下口圆小的结果。另外当机床以小圆轨迹运行时，由于小圆需要的加速度大，对机床的平稳性要求很高，所以通常数控系统对小圆有最大速度限制。编程时要遵守这个最大速度的限制。

8. 切边平滑度

如果对切割边有较高的平滑度要求，编程时就要适当调整降低切割速度。水刀切割速度越慢，切割出来的切面越光滑。随着切割速度的增加，切割面下半部分逐渐出现粗糙帯，当速度大到一定层度时，就会出现切不透，产生连接。切割完成后要经过敲打，才能分离。

9. 厚板切断前减速

由于水刀的滞后现象，切割厚板时，当上口完成切割路径后，下口仍然有一小部分没有切完，所以有时会产生所需工件不能从母板分离。为了避免这个

问题，编程时通常需要在最后阶段减速，使滞后部分赶上。另外当工件形状和材料大小许可时，可采用切过头的办法保证下口切完。如果是已切出了材料的边，则编程上可以再加一段切回头。

10. 留料

与切断前减速相反，当切割比较小的工件时，为防止工件切完后跌落水中，通常在编程时会有意在路径最后不切割，称作为留料。留料使得工件不被最后切断，与母体保持最后的连接而不落入水中，方便人工折断取出。

11. 共边

共边是指编程时将不同工件拼在一起，使不同工件共享一条切缝。这样可以极大限度的减少切割长度。

没有共边的切割

共边后的切割，大大减少的总切割长度，节约水刀耗材，降低切割成本。

12. 切割顺序

切割路径编程中，合理的安排切割顺序，可以有效的减少刀头移动的距离从而减少加工时间。

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