|
|
发表于 2010-7-28 08:18:12
|
显示全部楼层
关于水刀切割, u9 h3 w$ X/ o2 A& z5 g! ^
水切割技术是一项独特的、先进的自动切割技术, 可以有效地切割几乎所有的材料。! F; q$ b# W/ Z' x J
水切割技术使得制造过程可以有巨大的灵活性和多功能性，并提供了更多切割的可能性。简而言之，一位自豪的水刀切割及激光加工车间的业主说道：“水切割是迄今为止在我们的业务领域最为灵活并可取的技术，它所提供的结果具有高度可靠性”。, g! r/ D$ Z( T+ A' F; z5 a
英格索兰德在过去的40年中大量参与超高压技术大大有助于现代水刀切割技术的进一步发展。
; r& Q- f$ d- w3 l+ c' B. k7 B' H# a
$ S1 ~4 C+ M! a9 f2 J7 c6 k) sHP Cylinder高压缸
( y3 F# J$ `, W6 a) ~' _HP Attenuator高压蓄能器
) l; O, ~4 z: D1 JHP Water高压水
/ C1 ]3 K6 [" [/ G% jHydraulic piston液压活塞
% W" [% l! v6 A- vHP Intensifier Assembly超高压泵组件4 I. f: N) e& g* q3 ~
Low Pressure Water低压水
- F n) r6 h% M. n* zElectric Motor电机
- p6 V M9 A h" x5 {7 R" N4 zHydraulic Motor液压马达 Normal Tap Water普通的自来水
5 E! p0 }0 n' |5 H. E6 T9 h, |HP Pneumatic Valve高压气动阀7 J/ _$ U {% t; v
Abrasive Feeder加砂料斗9 z) p( D( [( V" A& ^5 o4 F7 ?' e
Abrasive Hose砂料管
$ X# |4 d* Q# _. A, W+ E' h% DAutoline Abrasive Autoline砂料系统
+ D( O# }. V1 e! ~* TFocusing Tube喷砂管/ ~, r7 \; p0 g/ E
1 copper round part machined with a water stream
$ L- P; y+ w8 U/ A7 S( r水刀切割加工的铜环部件: O/ K% j9 e& i' [7 ?9 Y4 O
8 u; z2 B1 U% B% L V3 q: j7 u" o. B! s% O! V& J
水刀工作原理
K# g1 P. P7 \) a: w8 m- e# {- v了解实现切割所需要的高压水的物理本质：
5 D0 V: B' w) ~# p切割材料所需的动力来自于在超高压条件下被压缩的水射流，将高速水射流通过一个很小的钻石喷嘴孔中，就形成了高强度的切割束。
: Q1 c: T; y7 @6 W+ W水刀切割工序主要包括以下2部分：+ |7 F: K% t$ u; m5 v% ?8 c
1.超高压泵或增强器通常会将普通的龙头水加压到50,000PSI，使之产生切割所需要的能量。0 G+ g! S+ b- ~' j' M, j
2.然后将水对准钻石喷嘴上的小孔，形成高强度的水射流。根据水压运用方式的不同，该水射流可以以音速的三倍。* h1 v! z# I4 g. X$ p1 F" `
加工过程中纯水水刀和加砂水刀均可采用。用于加砂水刀切割时，混合器的作用是让砂料和高压水混合成加砂水刀，它是切割头主体的一部分，用来产生持续的和高压力的加砂水刀。
8 O: s5 Q$ U ~# U: B6 G为了达到所需压力，采用一个超高压泵和过滤器将水引入此单位中。过滤过程非常重要，因为水在达到超高压之前必须保持清洁，以保护高压部件并提供恒定的切割束。有时需要使用水处理系统来消除水中的有害矿物质。经过过滤之后，将水注入高压缸中，水在高压缸中被加压至所期望的压力值。5 b! |6 K, t6 g
然后，根据不同的应用，将水置于加砂切割或纯水切割喷嘴中。切割喷嘴可以是固定的，也可以使用在数控切割设备中，从而实现复杂形状和设计的切割。切割设备可以是简单的横切割器，二维切割系统和三维切割机器，以及多轴机械手。结合有数控控制器的CAD/CAM软件可把图纸或命令转译成数码程序通道，切割头遵循此数码程序通道进行切割。
* b% P* e8 l3 t" H7 ?切割较硬材料时需要添加细网状砂料到切割水射流中。可以使用的各种磨砂材料包括橄榄石，石榴砂，和刚玉，其粒径介于50至120目（0.2至0.5mm）之间。当需要砂料时，英格索兰德提供了一套砂料装置，其主要由砂料漏斗，加砂料斗系统，气动控制开/关阀，以及砂料切割喷嘴组成，其中含有专用混合室。4 M/ ?0 a J* F A( F @# w; f2 M J9 C" ^
砂料首先储存在加压漏斗中并转移到测量组件，其控制加入到喷嘴中的颗粒数量。然后，砂料引入到加砂切割头的专用混合室的切割水射流中。加砂切割可以通过加快侵蚀进程从而以更快的速度切割较硬材料。切割之后，切割水射流中的剩余能量被分散到采集罐中，其中存储有切口材料和废砂料。8 n$ L) D0 K2 E
I1 X, q! {+ x8 r) {3 R1 ?8 `5 E5 j- q+ V+ s, N
水刀切割的优点3 Z$ _$ ^8 P; H' ?. C6 g
花一点时间来了解一些水刀切割技术较之传统切割方法的优越性# v' K- Y6 l8 D0 r }% ^
水刀切割的最大优点是具有冷加工能力。这样材料不会出现因使用其他切割方法而出现的烧伤、熔化或破碎。某些热处理过程还可能造成零件表面破坏、变形和有害气体的产生，相比之下，水刀切割不涉及到热加工过程，从而消除上述不良结果。
7 R) ]9 M. p9 c# F) f& c0 J0 R* 冷切割冷切割-无热影响区，无淬火效应# g( k& ^+ G' i, R7 O( k6 X
* 全方位切割-能从任何角度加工零件
8 z$ f$ p) ?3 z# m8 O: j s* 在大多材料上进行孔加工时无需定位孔/ F) X# n/ @ R8 U& z- d
* 能加工任何材料6 [( q' M3 ]& N( k4 j2 A
* 网状或近网状部件: f0 }/ V" J0 ~# e7 d: ?0 _$ a
* 在很多应用中不需要二次加工
( s0 P( y1 N2 t3 i* 只需最少的工件夹具
; d. z1 ~, ^6 J, i' m: Y3 m1 B* 坏境危害小
( V& @* B, O% g) @. m m: L# A$ x* 减少灰尘和有害气体5 j* }' F, ~4 R/ G
* 不会对材料组织产生破坏，无应力切割. G: [9 Z1 _# x) K# C
* 灵活的机械一体化) E( ^* M) P. k& [1 j: a8 }
* 节省原材料（较小的切缝宽度，具有镶嵌能力）
y( A5 ], P; C9 j7 M: h, V0 }* 速度超过许多常规切割工具
/ `% E& n7 @8 C/ |另一个主要优势是水刀切割可以切割纤维增强材料，反光材料，不平整表面和不同材料的堆叠层。由于机械加工过程发生在微观层面，材料本身及其表面光洁度不是关键的因素。
+ u) p! Q) Q* L- t1 t尽管水刀切割采用高能量，它可避免零件变形并实现高精度切割，不会留下任何磨边或毛刺。水刀切割的零件边缘质量优良，从而在许多情况下，无需进行二次精加工。; {3 m5 p; f, a! L$ A$ D( e: E% a
水刀切割在切割复杂形状零件时优势明显。几乎可以将材料切割成任何形状。所有尖角， 斜角，穿孔，以及具有最小内径的形状都可以进行切割。堆叠，镶嵌和固定可优化材料并可显著降低切割时间。
$ e, K3 ^0 G8 r: R a水刀切割对环境特别“友好”。通常情况下，其加工过程是清洁的，不会产生磨屑，碎片，或有害气体。不需要切割油或乳液。
3 H% J( S: D. ]$ B* c4 \当今世界，原材料价格高，资源有限，水刀切割的较小切缝，或切割宽度，以及部件与部件的镶嵌能力可优化材料使用，并提高效益。
9 p' s* z! {/ Y/ G2 L# C使用纯水切割，可以切割纺织品，橡胶，无纺布，塑料薄膜，食品和许多其他产品。切割这些材料的速度可达每分钟25m。
% \% A( s) Z- v9 ~添加砂料后，较硬的材料，如金属，石头，防弹玻璃，陶瓷等可以很容易地进行切割。使用加砂水刀切割系统还可以更有效地切割较厚的材料。8 l; t0 n3 Q& B& D
切割非常厚的金属体现出了水刀切割技术的另一个优越性。结合管口，喷砂管直径，网格以及砂料数量进行调整，可以实现最具成本效益的切割速度。
2 |" K7 _6 _( S! L水刀切割主要用于 2 c0 G; g0 S' M! @8 P
特殊合金材料、厚金属材料、复合材料、大理石、玻璃、有机成材料、木材、陶瓷、塑胶及各种非金属材料等….. 6 _8 b3 ]0 O- v6 L
`7 q( C3 i3 y) }: C( q' w' S特性：
9 L9 l# v7 W( S& d5 s•实际切割面无毛刺，通常不需要再进行后处理 ) n" A/ L5 q- H4 v8 ]& p
•可配置双切割头增加生产率 1 Y' Q& d+ y6 l5 b8 T% t
•切割波动被水吸收，噪音很低 6 R! b9 s, a# m7 r) k0 y
•低温加工，无烟尘且不产生有害气体，有利于 q+ k. y& v) Q: r. {" W
环境保护
2 m6 T7 W; }, w+ T7 t•通过集成的碎屑输送带，连续传输废磨料和切 4 b8 ?/ T1 d3 {; {/ v; t
割余料
) `# W0 ~- j; T! Z7 A( n•清洁且安全的加工过程, B9 C. P I3 g% y$ W4 n
( J( C- \0 a+ Z: P1 t% O% W2 T `/ ^+ m& r. w
1 g5 ]9 H8 `: t+ Q( t( y5 D
水刀切割机泵浦 S# j( e: H( H, r
* T8 ~" p8 f# Y; Z' l& Z. L% t# M" X8 _
# W5 s! B# O' {3 C9 N/ ]
8 ?- M% P# g* _6 X# @/ b水刀切割优点：
) P; r+ a9 E/ l: X0 t! B•无机械加热所引起的或化学反应对工件的影响 9 T8 Z) R4 |0 u6 Q" T
•材料便于处理
/ H; h, C$ F9 z9 c# \•所有类型的材料都能进行切割 4 O( v! h% o* n# M% O( j
•较好的切割断面 ' u/ Y* M3 B3 K# O5 z/ i- ^! H l* g
•即使硬质材料或很厚的材料也能加工出精细的零件
- m% c. `6 Q( M5 e5 ]) j! d•能切割任意复杂轮廓
0 x I4 d8 l2 A7 u( N6 H0 f1 {•低材料损失 % z& S) c- f6 b- _9 ?
•复合材料或多层材料切割前钻孔 % q% `) M% l% K, M* n( r2 |
Bystronic于1986年开始积极研发高压水刀切割，并成为该领域五个主要制造商之一6 T1 w b, n$ Z* g5 C0 P
" u1 v) V" E+ O$ n+ h: E) u$ @0 D& X6 D v; \' X) D/ S A
7 R" d1 X2 Z! K; u- O7 S& @! c" W水刀切割发展历史 6 H q2 `6 o, r3 {% N
根据有关资料记载，水刀切割的“发现”起源于苏格兰。 经过100年的试验研究，才出现工业高压水刀切割系统。
; r$ ^' D! `) ]: V1 ~% | g# P1936年美国和苏联的采矿工程师成功的利用高压水射方式，进行采煤采煤和采矿。 直到1956年苏联才利用2000bar压力高压水刀切割岩石。 实际的高压水切割切割不是专利，直到1968年被英国的哥伦比亚大学教授通过。
Q$ H# z, c4 V0 I现今最一般使用的高压水刀切割介质都含有磨料。 事实上，通过水的高压喷射和磨料的磨削作用，加速了切割的过程的完成。/ ]6 W( x3 e' p* o, ?
5 \' t- R) }# y* T: X6 Q$ t
: e2 b/ G/ b: w/ t- D& ~技术参数 . r% B" N+ x& U+ |
+ l# Y+ o2 O1 _
加工范围 X=3048/4000mm0 g: F' F4 \ S% N) M
Y=1524/2250mm
3 K9 I2 g- K7 c" \$ OZ=200mm9 T u1 v6 {9 P: z; `
加工精度 ±0.1mm
+ y+ C5 J' m( b: S9 M0 c7 n4 g! f重覆精度 ±0.05mm* g/ Q5 D" K# Y, w% M& P5 X- `
定位速度 84m/mm; s9 h- H' {4 Z# H3 A% s
最大管径(选项) Φ500mm
" q1 b/ _4 f" }5 D1 Y8 X压力 3800bar5 Z: t0 R$ K, Y6 z2 h
床台尺寸 : 3000x1500mm、4000x2250mm+ D! B; B8 `9 I4 j
Q6 _, Q- y+ v+ e7 T
*超大型水刀切割机尺寸: 2030、4030、6030、8030、10030、14030、16030 . N2 [- B' v% h+ m, m
并可选配交换工作床台 |
|
楼主: 雨城茂
