精密与特种加工技术 教学课件 作者 张建华 主编 1_第十章　超高压水射流切割.pptx

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1、03GDD10主编第十章　超高压水射流切割第一节　超高压水射流切割原理、分类和特点第二节　超高压水射流切割设备第三节　超高压水射流切割工艺和应用第一节　超高压水射流切割原理、分类和特点一、超高压水射流切割的原理二、超高压水射流切割的分类三、超高压水射流切割的特点一、超高压水射流切割的原理图１０-１　超高压水射流切割原理图１—水箱　２—过滤器　３—水泵　４—蓄能器　５—液压机构　６—增压器７—控制器　８—阀门　９—喷嘴　１０—工件　１１—水槽　１２—夹具二、超高压水射流切割的分类根据高压射流工作介质的不同，超高压水射流切割技术可分为两类：纯水高压水切割ＷＪ(Ｗａｔｅｒ-Ｊｅｔ　Ｃｕｔｔｉｎ

2、ｇ)；磨料高压水切割ＡＷＪ(Ａｂｒａｓｉｖｅ　Ｗａｔｅｒ-Ｊｅｔ　Ｃｕｔｔｉｎｇ)。三、超高压水射流切割的特点与传统的火焰切割工艺相比，超高压水射流切割具有切缝窄(０.８～１.２ｍｍ)，切口平整，无热变形，无边缘毛刺，切割速度快，效率高，加工成本低，无尘，无味，无毒，无火花，振动小，噪声低等特点，尤其适合于恶劣的工作环境和有防爆要求的危险环境下加工。与机械切削(如锯切、铣削等)相比，可以方便地获得复杂形状的二维切割轨迹，并且高压射流永不变钝，无刀具损耗。与冲压工艺相比，加工柔性高，可节省模具设计及制造的费用。第二节　超高压水射流切割设备一、超高压水发生装置二、喷嘴三、超高压管路系统及水密

3、封四、机身及运动机构五、磨料及输送系统六、水介质处理与过滤第二节　超高压水射流切割设备图１０-２　超高压水射流切割设备(水刀)１—电气控制系统　２—Ｙ轴　３—工作台(水槽)４—超高压水发生装置　５—切割头及Ｚ轴　６—横梁(Ｘ轴)图１０-３　超高压水射流切割设备液压原理图１—液压泵　２—低压供水泵　３—远程调压阀　４—往复式增压器　５—超高压单向阀６—单向阀　７—超高压压力表　８—超高压蓄能器　９—超高压柔性钢管１０—液控单向阀　１１—喷嘴　１２—工件　１３—工作台(水槽)　１４—控制液压泵一、超高压水发生装置一、超高压水发生装置图１０-４　往复式增压器结构示意图１—左侧水缸　２—左侧液压

4、缸３—右侧液压缸　４—大、小活塞５—右侧水缸二、喷嘴图１０-５　纯水切割喷嘴二、喷嘴图１０-６　磨料切割喷嘴三、超高压管路系统及水密封超高压水射流切割时的水压高达１００～４００ＭＰａ，高出普通液压传动装置液体工作压力的１０倍以上，超高压系统中的水密封及管路系统是否可靠，对保障切割过程的稳定、安全、可靠具有重要意义。四、机身及运动机构超高压水射流切割设备通常采用龙门式或悬臂式机架结构。图１０-２所示为龙门式机身结构。喷嘴安装在切割头５上，通过丝杠、导轨系统，切割头在机身横梁６上沿Ｘ轴作直线运动。五、磨料及输送系统在磨料高压水切割设备中，配备有磨料供给系统，包括料仓、磨料、流量阀和输送管。料

5、仓形状和料仓内的网筛要保证磨料的供给通畅，不至于堵塞。六、水介质处理与过滤在进行超高压水射流切割时，对工业用水进行必要的处理和过滤具有重要意义。提高水介质的过滤精度，可以有效延长增压器密封装置、宝石喷嘴等的寿命，提高切割质量，提高设备的运行可靠性。第三节　超高压水射流切割工艺和应用一、切割深度和切割速度二、切割质量三、超高压水射流切割的应用一、切割深度和切割速度图１０-７　加工胶质玻璃时，切割深度、切割速度与水压之间的关系一、切割深度和切割速度图１０-８　切割深度与靶距之间的关系二、切割质量工件切割形状及尺寸精度主要受喷嘴运动轨迹精度以及喷嘴内孔直径的影响。在采用了滚珠丝杠驱动装置、线性

6、导轨和ＣＮＣ数控系统之后，喷嘴运动精度可得到严格控制，工件尺寸精度可控制在±０.１ｍｍ以内。三、超高压水射流切割的应用超高压水射流切割技术在国内外许多工业部门得到了广泛应用。例如在建材工业及建筑装璜业，具有其他切割技术缺少的技术优势，可用于切割大理石、花岗岩、陶瓷、玻璃纤维、石棉等材料，可切割出复杂形状的石材拼花，切割尺寸精确，无粉尘污染，使陶瓷地砖一改过去的单调呆板，呈现出五彩缤纷的装饰效果，使破损的陶瓷地砖、石材边角料经过深加工升值数十倍，成为精美的花鸟虫鱼、生肖艺术拼花图案而进入千家万户。三、超高压水射流切割的应用图１０-９　石材拼花