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数控超高压水射流切割技术的特点及其应用
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3秒自动关闭窗口高压水射流切割是利用具有很高动能的高速射流进行的有时又称为高速水射流加工？_百度拇指医生
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?高压水射流切割是利用具有很高动能的高速射流进行的有时又称为高速水射流加工？
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高压水射流切割技术及其应用_赵春红
5机床与液压
高压水射流切割技术及其应用
赵春红,秦现生
(西北工业大学机电学院,西安710072)
摘要:高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法,具有传统切割方式难以比拟的优点。本文回顾了其原理和发展历史,介绍了其在工业、航天和医学等方面的应用。对水压、流速、射流直径、直径扩散率以及磨料等切割参数对高压水射流切割的加工质量的影响进行了讨论,并对国外新的研究方法和结果进行了介绍,为优化工艺、改善加工质量提供了借鉴。
关键词:高压;水射流;切割;磨料
中图分类号:TG580166
文献标识码:A
文章编号:06)2-001-3
HighPressureWaterJetCuttingTechnologyanditsApplication
ZHAOChunhong,QINXiansheng
(SchoolofElectromechanica,lNorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi.an710072,China)
Abstract:Recentdevelopmentandinvestigationofhighpressurewaterjet(WJ)cuttingtechnologywerereviewed1Theprinciple
andhistoryofWJwereprovidedtoillustratetheadvantagesofthetechnology1Itsapplicationsinindustria,lspaceflightandsurgeryweredescribed1Theparameterswhichaffectcuttingqualitywerediscussed,includingpressure,velocityofflow,waterdiameterandabrasiveetc1Basedontheintroductionofinternationalresearchmethodsandresults,somesuggestionsweregiventoimprovetheprec-isionandsurfaceroughness1
Keywords:HWCAbrasive
高压水射流是运用液体增压原理,通过特定的装置(增压口或高压泵),将动力源(电动机)的机械能转换成压力能,具有巨大压力能的水在通过小孔喷嘴后,再将压力能转变成动能,从而形成高速射流(WJ)。因而高压水射流又常被称为高速水射流。
最初人们是从自然界/水滴石穿0这一现象认识到水潜在的威力,并逐渐加以应用。20世纪60年代末,美国密苏里大学林学教授Franz博士发现高压水射流可以被用来切割木材,这种方法对材料的切割
面几乎没有损害,并且切割速度相对较高。第一台高压水射流设备在1972年由AltonBoxboard生产完
成,它开辟了制造业加工工具发展的新纪元。此后,一家名为FlowIndustries的新公司也开始生产销售这种工业应用的高压射流设备。最近十多年里,水射流切割技术和设备发展迅速,目前已有3000多套水射流切割设备在数十个国家几十个行业应用,尤其在航空航天、舰船、军工、核能等高、尖、难技术领域中的优势更加明显。
1 工业中所使用的高压水射流技术
使用水射流技术可以实现多种操作,例如切割、脱胶、清洁、钻孔、修边、开槽以及工件表层材料的去除。工业的发展以及新材料的不断涌现对加工过程提出了新的要求。例如,在航空制造业中使用了一些特种材料,如钛合金、碳纤维复合材料、增强塑料玻
璃等,这些材料用其它方法难以进行切割或存在加工质量问题。对于高强度高硬度材料(如钛合金),若采用激光切割,由于激光切割是在高温下进行的,在材料切口处会产生热影响区,热影响区对材料的性能有严重的危害,所以必须通过磨削彻底消除热影响区,增加了加工工序,降低了生产效率。而对于碳纤维复合材料,在用普通方法高速切割时,易在刀具上产生缠绕。高压水射流切割由于其独特的优点,对这些用其它方法难以切割的航空材料,是非常理想或唯一的加工手段。
作为一种非传统的冷切割方法,高压水射流切割具有如下优点:切割时几乎不产生热量因而不会造成金属变质;切缝窄且切割表面光滑;切割用水及磨料来源充足;无尘埃、无公害等。更重要的是,此种加工方法很适合与微机控制的工作台和机械手结合起来,能满足特殊的或复杂的加工要求,实现钛合金、复合材料等的高效切割。
目前工业中使用的水射流技术主要有两种实现方法:纯水射流和磨料水射流。在过去的20年中,纯水射流已经得到了广泛的应用,并为磨料水射流技术奠定了基础。
使用纯水射流可以进行清洁和去毛刺等操作。当水压在100MPa以上时,塑料、纸张和纺织品等软材料可以被切割。然而,对于硬质材料的切割而言,由喷嘴射出的高压水的力量还不够充足。20世纪80年
贡献者：余西伟
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