答:超高壓水切割又稱水刀、水射流,是由普通水多級增壓產生的高能(380MPa)水流,然後通過極細的紅寶石噴嘴(φ 0.1-0.35 mm),以每秒近千米的速度噴射切割。這種切割方法稱為超高壓水切割。
問:超高壓水切割起源於何時何地?
答:高壓水切割的發現起源於蘇格蘭。經過100年的實驗研究,出現了工業高壓水切割系統。
1936期間,美國和蘇聯的采礦工程師成功利用高壓水射流進行采煤和采礦。到1956,前蘇聯用2000巴壓力的水切割巖石。其實高壓水切割並不是專利,直到1968,美國哥倫比亞大學的壹位教授在高壓水中加入壹種磨料,通過高壓水射流和磨料的研磨作用,加速了切割過程。
問:水切割的現狀如何?
答:目前,美國、德國、前蘇聯和意大利等國家已經突破了超高壓水切割技術。全球代表性企業有福祿、英格索蘭、百超。最高切割壓力可達550MPa,廣泛用於石材、金屬、玻璃、陶瓷、水泥制品、紙張、食品、塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革。我國對這項工作的研究已進行了近40年,機械部、航空航天部和國家船舶工業集團公司相繼立項研究,但超高壓水切割壹直處於實驗室階段,沒有用於穩定的商業運行。為此,XXXX與烏克蘭合作生產超高壓水切割設備,穩定工作壓力可達380MPa,主要部件均為進口。合作產品已用於切割瑞典XXX公司不銹鋼板、美國XX打印機墨輪、總裝備部廢舊彈藥。
國內其他企業也有水切割設備的生產廠家,實際操作壓力只有220MPa左右,屬於中低壓水平。壓力越高,切割技術越好,切割速度越快。尤其是切割厚板時,中低壓(200MPa)的水切割機床無法保證被切割材料上下切割曲線的壹致性,甚至無法切割通過,切割速度非常慢。鋼板最大切割厚度為70mm,切割速度約為15 mm/min。最大石材切割厚度為80毫米,切割速度為20-50毫米/分鐘。切割速度與切割厚度、要切割的材料、粗糙度和磨料的選擇有關。切割的粗糙度還與被切割材料的選擇、切割速度和磨料有關。
很明顯,超高壓水切割有很多優點,但是從技術角度也提出了更高的要求,比如材料的耐磨性,超高壓的密封問題,超高壓的安全性問題,超高壓的可靠性問題,這些都是業界關註的焦點。XX公司成功解決了380MPa的超高壓切割問題,目前正在重點解決600MPa更高壓力的技術研究,以推動超高壓水切割技術的發展,更好地服務客戶。
問:超高壓水切割是壹種通用的切割方法嗎?
答:超高壓水切割雖然可以切割任何材料,但還是以應用為主。
水切割主要有三種用途。壹種是切割不可燃材料,如大理石、瓷磚、玻璃、水泥制品等材料,不能用熱切割加工;二是切割易燃材料,如鋼板、塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡膠等。,過去也可以用熱切割加工,但容易產生燒損區和毛刺,而水切割不會產生燒損區和毛刺,切割材料的物理機械性能不會發生變化,這也是水切割的壹大優勢;三是切割易燃易爆材料,如彈藥、易燃易爆環境下的切割等,是其他加工方式無法替代的。
壹般來說,當激光、等離子、火焰、線切割、鋸切、銑削等加工方法基本能滿足加工要求時,水切割是不適合的。畢竟水切割運行成本高,噴嘴、導套、高壓密封都是進口耗材,價格昂貴。但當妳覺得激光和等離子能切割的厚度太薄,產生的毛刺太大,產生的熱影響區不利時,可以考慮使用水切割;當妳覺得火焰切割毛刺太大,粗糙度太差,熱影響區太大時,可以考慮用水切割;當妳覺得線切割速度太慢,無法切割非導電材料時,可以考慮使用水切割;當妳覺得銑削方式產生大量廢屑,造成很大浪費時,也可以考慮使用水切割,因為水切割不會產生廢屑,而是整塊切割,水切割切割的材料大部分都有;當妳覺得用圓鋸和帶鋸做非線性切割太慢的時候,還是可以考慮用水切割;切割易燃易爆材料或在易燃易爆環境中切割時,必須考慮使用水切割;當妳不想產生有毒氣體、二次加工、熱效應或變形或微裂紋,又想產生良好的切邊質量,同時切割小孔時,就要考慮使用水切割。總之,水切割是壹種通用的切割方法,但在某些情況下並不是最好的,選擇時要具體分析。
問:超高壓水切割有哪些形式?
答:就水質而言,超高壓水切割有兩種形式。壹種是純水切割,其切割縫約為0.1-1.1mm;第二種是磨料切割,切割縫約為0.8-1.8 mm。
從結構形式上看,有多種形式,如:龍門結構、兩三軸數控懸臂結構,多用於板材切割;具有五到六個數控軸的機器人結構,主要用於切割汽車內飾件和汽車內襯。
問:切割材料的頂部和底部之間的切割曲線的壹致性是如何要求的?
答:這種稠度差,也叫水切割斜邊,和切割速度有很大關系。高能量的射流在切割工作後肯定會產生能量衰減,所以產生斜邊是正常的。壹般情況下,單邊斜邊控制在0.08mm-0.15mm為宜。
問:超高壓水切割能切割復雜曲線嗎?
答:最簡單的超高壓水切割機床有兩個數控軸,X-Y由CNC控制做數控運動,可以實現CAD和CAM的直接轉換,真正做到了避免鍵盤輸入,實現無圖加工,CAD/CAM中繪制的任何復雜曲線都可以直接切割成型。
問:水切割能達到的切割精度是多少?
答:水切割的切割精度在0.1mm和0.25mm之間。其切割精度取決於機器的精度、切割工件的尺寸範圍以及切割工件的厚度和材料。通常機器的系統定位精度在0.01mm到0.03mm之間。
問:水切割使用什麽磨料?顆粒大小是多少?
答:水切割用的磨料有石英砂、石榴石、河砂和金剛砂。
磨料粒度通常為40-70目。磨料硬度越高,粒度越大,切割能力越強。XX公司的水射流磨料使用60目石榴石。
問:Q:XX公司水射流的高壓水流量是多少?
答:3.8升/分鐘
這是現在工業上用的。