高压水射流切割
这项新技术采用的是水的0.80~1.50mm射流,喷射速度为600~800米/秒(速度大于2马赫)。水压为3000~4000巴(bar),用水量每分钟仅4升。
为了用磨料如氧化铝或碳化硅等切割不锈钢,在喷射水流抵达钢材前,向水流内射入磨料颗粒。现代化的设备可切割20.0mm厚的不锈钢。切边准确、切面干净光滑。
切割作用所产生的热由水带走,金属温度仅为50~60℃。这样再加上由喷射水流在金属上所产生的力,就可以防止变型,提高切割精度。
高压磨料水射流切割技术在石材加工上的应用
高压磨料水射流切割,也称为水刀,是利用水射流技术和高速磨削技术发展起来的一项新技术。其原理是:将水加压至200~400MPa的压力,使水有了巨大的压力能,送至孔径很小的喷嘴中,这时加入磨料,水与磨料经混合后,以两倍于音速的高速度喷出,形成对石材工件的切割作用,这个切割作用由三种力完成:固体磨料的冲蚀作用、带磨料的水对工件的剪切作用、磨料对工件表面的微加工作用。
石材的拼花是由多种图形组成的,在一些精细曲线的加工上,传统的带锯、线锯、手工已经很难完成较复杂的图案,即使加工出,曲线之间的吻合度也差,利用高压磨料水射流切割技术加工石材异型件,可以很好地解决这类难题。高压磨料水射流切割机的主要技术参数(不同设计有不同的参数)见表1。石材的拼花或异型图案通过AUTOCAD软件制成后,由扫描仪输入计算机,经过计算机编排后,输给高压磨料水射流切割机进行工作。因切割的石材品种不同,需要对数据进行调整,表2是加工几个石材品种的主要参考数据。
性能指标 | 参 数 | 性能指标 | 参 数 |
切割精度/mm 切割压力范围/MPa 最大水流量/(L/min) 喷砂管内孔直径/mm 三相电机功率/kW 三相电机额定转速/ (r/min) 水泵电机功率/kW | ±0.25 100~400 2~4 0.4~0.8 15 700~730 0.335 | 步进电机额定转矩 /N·m 空气压缩机压力/MPa 磨料品种 磨料粒度/目 计算机 | 12 0.6~0.8 石榴石、金刚砂、 氧化铝、碳化硅、 金刚石 60~120 奔腾3以上 |
表2 国产高压磨料水射流切割机切割几种石材的主要参数
石材品种 | 厚度/mm | 水压力/MPa | 切割速度/(mm/min) | 切割质量 |
金花米黄 大花白 幻彩红 印度红 大花绿 | 20 16 20 20 15 | 230 180 200 225 230 | 100 80 70 80 105 | 切口光滑、吻合度好 切口光滑、吻合度好 切口光滑、吻合度好 切口光滑、吻合度好 切口光滑、吻合度好 |
高压水射流切割机目前已有几十种规格,但主要区分在磨料水的混合上,有前混合式,即磨料水没有进入喷前就已混合好,经过压力后喷出;后混合式,即水与磨料在喷嘴中混合后立即喷出。两种混合方式的不同使机器设计时就造成了系统设计的不同。