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水射流切割法的工藝特點

發布者: 海冉    時間:2021-2-20 9:32:49

  水射流切割是水射流或磨料水混合物在壓力達400MPa下,以速度達100m/s從直徑0.1mm~0.2mm的噴嘴中射出進行的切割。在磨料水切割時,射流從噴嘴通過小直徑(約1mm)硬質合金噴管噴出,并借助于在噴管入口噴射,從專用料斗中吸入磨料粉。水射流的動能將傳給磨料顆粒,從而從被切割毛坯上去除微屑。這時,實際上在毛坯上完全沒有熱和力的作用,故切口表面不變形,且無毛刺及材料的組織畸變。
  當切割功率達30kW以上時,工作頭可用手或機器人的夾持裝置自由握住。機器人的微處理器數控裝置可在空間任意角度下實現切割。
  水射流裝置可切割板料、精確直角、打小孔、開窄槽和完成位于很近的型面(其中包括非導熱材料)。
  切口可從制件表面的任意點開始。切口寬度較小(在水切割時為0.1mm~0.3mm,在磨料水切割時為1mm~1.5mm),從而可保證節約材料,降低能耗。工藝過程具有柔性的生態潔凈的特點,通常可用于完成要求快速重調設備的單件訂貨。

布局方案
  水射流設備的布局目前有各種方案,其中包括機器人配套的形式、帶回轉工作臺的形式等,但應用最廣的是移動龍門架或固定龍門架的布局。
  在一系列移動龍門架的裝置內[例如Bystronic、Waterjet公司(意大利)]預先考慮有輔助角坐標。當工作頭沿Z軸移動具有足夠快速動作的恰服裝置時可加工管坯,其中包括非圓型面。
  消除射流的余能是在工作臺下面的敞開槽內進行的,從而使生態環境變壞。槽內泥渣必須借助刮板傳送帶、螺旋輸送機、水力渦旋機等進行定期清理。
  毛坯定位用的工作臺可用耐蝕板、金屬絲網、磨尖的銷釘做成格子形狀來制成;工作臺表面可用散粒材料等形成。類似工作臺十分昂貴,且因射流作用而磨損,故壽命較低。
  在Watejet公司裝置上采用的工作臺,其優點是由正方形(120mm×1200mm)網絡形成的堅固的框架,深淀箱由耐蝕鋼做成,傳動裝置配置在框架的外廓尺寸內,設有控制零點的終點開關,維護區安排在框架的長度一側,裝載區可完全敞開,網絡元悠揚可更換,框架具有很高的承載能力。
  帶移動龍門架的設備最好用于加工在切割過程中不好移動的笨重制件。典型代表是Flow公司的Tll-200型裝置,其工作臺尺寸為2m×4m。固定龍門架的布局示例是Ingersoll-Rand公司的裝置,其工作臺尺寸為2m×3m。
  當收集器內的射流余能被消除后,形成的泥渣將沿專用軟管排入沉淀槽。因在工作頭出口孔附近區遮蓋有專用罩,且罩與吸塵器相連,而收集器安排在距離毛坯幾毫米處,故切割過程可達到最大的生態潔凈。不設置廢水槽,可顯著減輕裝置的重量。
 上述布局在結構上較移動龍門架的布局復雜,且在收集器內有快速磨損的零件。此外,為了避免射流在毛坯出口上過于彎曲和對收集器的偏離,切割速度存在某些限制。
 工作臺的典型尺寸(以Flow公司的裝置為例):2m×1.5m;2m×3m;2m×4m;2m×6m;3m×2m;3m×4m和3m×6m(第一位數為沿X軸的尺寸)。為使工作頭沿所有軸移動,大多采用帶滾珠絲杠傳動的機電伺服傳動裝置。沿Z軸的移動一般不超過180mm~200mm。
   在建立裝置時特別注意選擇材料和傳動裝置的保護使水和塵埃不落入。在Waterjet公司的裝置上,具有耐蝕鋼小車和有預緊力的滾珠支承的鋁滑塊,滑塊沿經拋光的耐蝕鋼導軌移動。傳動是由無刷交流電動機借助外擺線齒輪和拉伸強度足夠的齒形帶實現。沿Y坐標的傳動關系借助鋁軸實現。傳動裝置預先考慮有用橡膠帶和波紋遮簾雙保護。


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