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水切割技术的发展现状和趋势

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③冷加工
因为它是采用水和磨料切割,在加工过程 中不会产生热(或产生极少热量),减少 了材料的热变形,与传统切割相比具有更 好的切割效果。
④绿色环保
采用水作为工具,不会产生污染物要更换切割机装置,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。
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谢谢!
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低压水通过高压水泵的作用, 变为高压水,通过高压管,然后 从切割喷头射出来,因为需要高 压射出,所以水刀的口径很小, 水刀喷嘴一般是用高级硬质合金、 宝石、金刚石等制成。水流喷出 的速度是声速的几倍,这种高压 水流具有极强的切割能力。
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水切割的优缺点
优点: ①切割能力强
水刀可以切割绝大多数材料,例如:金属、 玻璃、大理石、复合材料。 ②切割的质量好 材料被切后,切口平滑 ,不会产生粗糙的, 有毛刺的边缘。
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固有缺陷的解决方法
1997年,可倾斜切割头的设想被提了出来。这是解决 切割斜度,提高精度最直接有效的方法。其原理是通过在 原有三轴平台的基础上再增加2 个旋转轴,刀头可向任何 方向摆动,并利用预先在系统中设置的斜度模型,通过对 切割轨迹的实时计算,再根据被切工件的材料与厚度进行 修正,在切割的过程中不断地摆动切割头,使得切割出来 的工件达到完美的无斜度状态。这种技术被称作动态水刀 切割技术。
水切割技术起源于1936年,美国和前苏联工程师将水 进行增压,形成高压水射流,利用高压能采煤、采矿; 1950年水刀之父 Norman Franz博士成为研究超高压水刀 切割工具的第一人,他将很重的重物放到水柱上,迫使水 流通过很小的喷嘴,获得了短暂的高压射流。
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水切割视频
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水切割的工作原理
动态水刀能以更快的速度切割出更高的品质的切割面。 动态水刀过程的核心是复杂的数学公式,如射流的偏斜及 水箭中射入及射出位置的相对关系等变数。切割路径由数 学模式计算得出,切口斜边可被消除。即使在高速下也可 以产生完美的转角和弧线
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普通水刀切割的直角 动态水刀切割的直角
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发展趋势
1.加强基础功能原件的技术开发,提高原件寿 命。由于水切割是以高压加砂水流为工具,原 件磨损严重,导致维护成本较高,所以提高基 础原件寿命,降低维修成本是很有必要的。 2.不断提高水切割的精度和切割速度 3.提高水刀切割技术,如空间曲线切割技术,五 轴联动水刀机的研发。 4.提供水刀切割机的功率,实现多头同时切割, 从而提高水刀切割的效率。
②水切割还被广泛应用于医疗器械的加工, 水切割能满足医疗器械微型化、精密化的 要求。
③小型水切割工具是高危作业领域最理想的 切割工具,在排爆、化工行业、救援行业 有着无可替代的作用。
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水切割的发展及未来发展趋势
水切割的发展
• 水刀之父Norman Franz博士是高压水刀研究的第一人,证明
1950 了高速汇聚水流具有极大的切割能量。
12机械电子王鹏宇
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Contents
水切割的介绍及原理解释 水切割与传统切割技术的优缺点比较 水切割技术的应用范围 水切割技术的发展及未来发展趋势
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什么是水切割技术?
水刀切割是通过超高压发生器将水加压到300兆 帕以上,通过一个专用的切割喷头在极细的小孔中 喷出,对材料进行切割加工的一种现代制造技术。 这种高压水流具有极强的切割能力,其速度能达到 声速的数倍,而且通过在其中添加砂子等磨料可以 使其切割能力倍增。水刀切割可以对任何材料进行 任意曲线的一次性切割加工,而且在切割时不产生 热量和有害物质,材料无热效应(冷态切割),切 割后不需要或易于二次加工,。
• Mohamed Hashish博士发明了在普通水刀中添加砂料的方法,
1979 大大提高了水切割的切割能力,几乎能够切割任何材料。
• 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
1983 汽车玻璃。
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水切割的固有缺陷
由于能量梯度的作用,激光、气体等离子、射流 等切割手段在切面越深时(距喷嘴越远),切割能力 越差,所以所形成的切割面往往不垂直于工件表面, 被称之为切割斜度,这是所有切割手段的一个固有缺 陷。虽然通过提高切割能量或降低切割速度可以部分 减小切割斜度,但依然存在不能完全垂直切割的问题。
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⑥切割迅速,准确度好 水刀切割能力强,所以在移动时可以很迅 速。除此以外,水刀的切口细,可以加工 很精密的零件,准确性好。
缺点: ①使用成本高
需要大量的水和砂。 ②维护成本高
原件寿命较短,水切割机的维护成本较高。
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水切割与其他切割技术的比较
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水切割的应用范围
①金属切割、高硬度及不可熔的材料切割, 如石材、玻璃、陶瓷、硬质合金、金刚石。
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