1、第四節第四節 水射流切割水射流切割一、基本原理一、基本原理 水射流切割又稱液體噴射加工，是利用高壓高速的水流對工件的沖擊作用去除材料的，有時簡稱水切割，或俗稱水刀。 采用水或帶有添加劑的水，以500900m/s的高速沖擊工件進行加工或切割。水經水泵后通過增壓器增壓，儲液蓄能器使脈動的液流平穩。水從孔徑為0.10.5mm的人造藍寶石噴嘴噴出，直接壓射在工件加工部位上。加工深度取決于液壓噴射的速度、壓力以及壓射距離。被水流沖刷下來的“切屑”隨著液流排出，入口處束流的功率密度可達到1000KW每平方毫米。1-帶過濾器的水箱 2-水泵 3-儲液蓄能器 4-控制器 5-閥 6-藍寶石噴嘴 7-工件8-噴

2、射距離 9-液壓機構 10-增壓器 水射流切割原理圖水射流切割原理圖二、材料去除速度和加工進度二、材料去除速度和加工進度 切除速度取決于工件材料，并與所用功率大小成正比、和材料厚度成反比，不同材料的切割速度如表9-7所示。 切割精度主要受噴嘴軌跡精度影響，切縫大約比采用的噴嘴孔徑大0.025mm，加工復合材料時，采用射流速度要高，噴嘴直徑要小，并且有小的前角，噴嘴緊靠著工件，噴射距離要小。噴嘴越小，加工精度越高，但材料去除速度降低。水射流切割水射流切割 圖9-17水射流噴嘴角度 液體能種類：水或水中加入添加劑添加劑：丙三醇(甘油)、聚乙烯、長鏈形聚合物壓力：70415MPa射流速度：30090

3、0m/s流量：達75L/min射流對工件的作用力：45134N噴嘴材料：常用人造金剛石，也有用淬火鋼、不銹鋼的直徑：005038mm角度：與垂直方向的夾角030性功率：達38kW切割速度(即進給速度)：見表9 7切縫寬度：0075041mm壓射距離：2550mm，常用的為3mm 表9-6水射流切割的加工參數材料厚度/mm噴嘴直徑/mm壓力/MPa切割速度/(m)吸聲板19025310125玻璃鋼板35502541200025環氧樹脂石墨6903541200275皮革44500530300091膠質(化學)玻璃10038412007聚碳酸酯5038412010聚乙烯300528600092苯乙烯

4、3007524800064表9-7某些材料水射流加工的切割速度三、水切割的優點1、 因為是冷切割, 對材料無熱損傷, 也無熱變形，這對許多高性能或熱敏感材料尤為可貴。這是其它加工方法, 如火焰、激光、等離子、鋸切等所無可比擬的。可以說, 它對被切材料無選擇性, 因而能做到一機多用。2、 具有很強的切割力, 可切斷180mm厚的鋼板、250mm厚的鈦板、470層每層厚達65mm的石墨環氧樹脂合成板、5m 厚的石材或混凝土等。3、因為是點能源切割, 切割反力很小, 只有十幾公斤, 因而便于全方位自由切割形狀復雜的工件, 便于自動控制, 實現柔性加工。水射流切割圓錐齒輪水射流切割厚鋼板 4、切口質量好且窄, 最小切口寬只有0.075mm公差可達到0.06mm-0.25mm;光潔度可達Ra2-7um, 表面平整光滑, 不必二次修整, 可節省材料和工時。 5、因為是濕法切割, 無粉塵、煙霧、火花、氣味等, 屬于清潔安全切割, 勞動條件好, 噪音不超過90dB。 6、生產效率高, 一套系統可配置多噴嘴同時作業, 工件可一次達到尺寸要求。 7、可在水中或幾百米深的水下切割。 8、可加工很薄的工件、很軟的金屬和非金屬材料，加工縫隙窄，可節約材料和降低加工成本。四、實際應用 美國汽車工業中用水