高压水射流加工优秀课件.ppt

《高压水射流加工优秀课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压水射流加工优秀课件.ppt（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高压水射流加工第1页，本讲稿共18页起源 Norman Franz 博士一直被公认为水加工之父。他是研究超高压（UHP）水加工的第一人。超高压的定义是高于 30000 psi。Franz 博士是一名林业工程师，他想寻找一种把大树干切割成木材的新方法。1950 年，Franz 第一次把很重的重物放到水柱上，迫使水通过一个很小的喷嘴。他获得了短暂的高压射流（多次超过了现在使用的压力），并能够切割木头和其它材料。他后来的研究涉及更为连续的水流，但他发现获得连续高压非常困难。同时，零件的寿命也以分钟计算，而不是今天的数周或数月。第2页，本讲稿共18页起源1979 年，Mohamed Hashish 博

2、士在福禄研究室工作，开始研究增加水加工切割能量的方法，以便切割金属和其它硬质材料。Hashish 博士被公认为加砂水刀水加工之父，他发明了在普通水刀中添加砂料的方法。他使用石榴石（砂纸上常用的一种材料）作为砂料。凭借这种方法，水加工（含有砂料）能够切割几乎任何材料。1980 年，加砂水刀第一次被用于切割金属、玻璃和混凝土。1983 年，世界上第一套商业化的加砂水刀切割系统问世，被用于切割汽车玻璃。该技术的第一批用户是航空航天工业，他们发现水刀是切割军用飞机所用的不锈钢、钛和高强度轻型合成材料以及碳纤维复合材料的理想工具（现在已用于民用飞机）。从那以后，加砂水刀被许多其它工业采纳，例如加工厂、石

3、料、瓷砖、玻璃、喷气发动机、建筑、核工业、船厂等等。第3页，本讲稿共18页原理由于速度越快物体具有的动能就越大,水在高压下就获得了巨大的动能,由于水流很细,所以再接触物体时动能转化成的弹力的作用点十分集中,转化而来的弹力十分巨大,足以断石分金.加入砂质磨料后,先在水加工作用下使得物体接触水加工的部位发生形变,一部分淹没剂就会与物体发生摩擦,进而加速切割物体的能力和速度.因为加入砂质磨料后，水流的质量增大，高速水流具有的动能就更大，在流速相同的情况下对外做功的本领就更大，从而切割能力大大提高。第4页，本讲稿共18页原理水经过一个超高压加压器，将水加压至4,000 bar(60,000psi)，然

4、后通过一个细小的喷嘴(其直径为0.004英寸至0.016英寸)，可产生一道每秒达750米(约音速的2.5倍)的水箭，此道水箭可做各种表面加工。要做到这点，对水、管道、喷口都有比较高的需求。如管道，水加工是用高压工具把水加压后射出来的，必须拥有极高的压力才能把坚硬的切割材料切开，所以管道必须能承受极高的压力，这个压力远远大于700兆帕，因为薄钢板（被切割材料）本身就能承受700兆帕的压力。第5页，本讲稿共18页原理水加工用的水完全没有杂质是不对的。因为水压远远大于700兆帕，那么对于管道等密封设备而言，无论密封性能多么好，纯水总会使它们磨损而渗漏。为了解决这个问题，水加工用水就要加入5%的可溶性

5、乳化油，提高密封效果。对于高压泵，也要加入一些油液提高其密封性能 第6页，本讲稿共18页原理水加工的喷嘴是用硬质合金、蓝宝石等材料做成的，喷口直径仅0.05毫米，而且孔内壁光滑平整，能承受1700兆帕的压力，所以喷出来的高压水能像刀一样切割材料。有些水还加入了一些长链聚合物，如聚乙烯氧化物，增加水的“黏度”，使喷出的水犹如一条“细线 第7页，本讲稿共18页原理泵是水加工系统的核心成员。对水进行加压并连续输出水流，从而让切割刀头把高压水变为超音速水射流。水加工应用可以采用两种泵增压泵和直接驱动泵。第8页，本讲稿共18页原理直接驱动泵的工作方式与在喷漆前冲洗房屋或甲板时所用的低压“压力清洗器”一样

6、。它是一种直接由电机驱动三个活塞产生运动的三级泵。因为其简单可靠，这些泵得到了水加工工业的认可。直接驱动泵能够提供的最大连续工作压力比增压泵低 10 到 25（直接驱动泵为 20K 到 50K、增压泵为 40 K 到 60K）。第9页，本讲稿共18页类型类型：类型：从本质上讲，有两类水加工：（1）纯水水加工和（2）加砂水加工。设备设计为只能使用纯水水加工、只能使用加砂水加工、或二者均可。无论何种形式，必须首先对水加压。第10页，本讲稿共18页特点1、可切割范围广 可以切割绝大部分材料，如：金属，大理石，玻璃 等等。2、切割质量好 平滑的切口，不会产生粗糙的，有毛刺的边缘。3、无热加工 因为它是

7、采用水和磨料切割，在加工过程中不会产生热（或产生极少热量），这种效果对被热影响的材料是非常理想的。如：钛。第11页，本讲稿共18页特点4、环保性 这种机器采用水和沙切割，这种沙在加工过程中不会产生毒气，可直接排出，较环保。5、无需更换刀具 你不需要更换切割机装置，一个喷嘴就可以加工不同类型的材料和形状，节约成本和时间。6、减少毛刺 采用磨料砂的水加工切割，切口只有较少的毛刺 第12页，本讲稿共18页特点7、编程迅速 程序主要是由CAD制图软件生成，你可以在layout中随意设计线图，或输入从其他软件中生成的DXF文件，另外，机器支持第三方软件，如nesting嵌套排版软件（用于把图形在工件中添

8、满，能最大限度地减少工件损耗）.第13页，本讲稿共18页特点8、快速的编程 可以把其他软件生成的程序调入机器，它能够从CAD建立起刀具路径，并能把刀头的精确定位和切割速度在超过2,000点英寸（800点cm）计算出来，你需要做的只是指定你要切割的材料和厚度，其他的工作交给机器去完成.第14页，本讲稿共18页特点9、与其他设备组合，可以进行分别操作.水切割机可和其他的加工设备组配（如钻削头），充分利用其性能，优化材料利用程度.10、减少调整次数 对工件只需要很小的侧压就能固定好，减少复杂的装夹带来的麻烦第15页，本讲稿共18页应用水加工的用途主要有三个，一是加工非可燃性材料，如大理石、磁砖、玻璃、水泥制品等材料，这是热切割无法加工的材料；二是加工可燃性材料，如钢板、塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡胶等，以往的热切割也可以加工这些材料，但容易产生燃烧区和毛刺，但水切割加工不会产生燃烧区和毛刺，被切割材料的物理、机械性能不发生改变，这也是水加工的一大优点；三是加工易燃易爆材料，如弹药和易燃易爆环境内的切割，这是其它加工方法无法取代的。第16页，本讲稿共18页第17页，本讲稿共18页再见第18页，本讲稿共18页