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第四节水射流切割,一、基本原理,水射流切割又称液体喷射加工，是利用高压高速的水流对工件的冲击作用去除材料的，有时简称水切割，或俗称水刀。采用水或带有添加剂的水，以500900m/s的高速冲击工件进行加工或切割。水经水泵后通过增压器增压，储液蓄能器使脉动的液流平稳。水从孔径为0.10.5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出，直接压射在工件加工部位上。加工深度取决于液压喷射的速度、压力以及压射距离。被水流冲刷下来的“切屑”随着液流排出，入口处束流的功率密度可达到1000KW每平方毫米。,1-带过滤器的水箱2-水泵3-储液蓄能器4-控制器5-阀6-蓝宝石喷嘴7-工件8-喷射距离9-液压机构10-增压器,水射流切割原理图,二、材料去除速度和加工进度,切除速度取决于工件材料，并与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。切割精度主要受喷嘴轨迹精度影响，切缝大约比采用的喷嘴孔径大0.025mm，加工复合材料时，采用射流速度要高，喷嘴直径要小，并且有小的前角，喷嘴紧靠着工件，喷射距离要小。喷嘴越小，加工精度越高，但材料去除速度降低。,水射流切割,图9-17水射流喷嘴角度,表9-6水射流切割的加工参数,表9-7某些材料水射流加工的切割速度,三、水切割的优点,1、因为是冷切割,对材料无热损伤,也无热变形，这对许多高性能或热敏感材料尤为可贵。这是其它加工方法,如火焰、激光、等离子、锯切等所无可比拟的。可以说,它对被切材料无选择性,因而能做到一机多用。2、具有很强的切割力,可切断180mm厚的钢板、250mm厚的钛板、470层每层厚达65mm的石墨环氧树脂合成板、5m厚的石材或混凝土等。3、因为是点能源切割,切割反力很小,只有十几公斤,因而便于全方位自由切割形状复杂的工件,便于自动控制,实现柔性加工。,水射流切割圆锥齿轮,水射流切割厚钢板,4、切口质量好且窄,最小切口宽只有0.075mm公差可达到0.06mm-0.25mm;光洁度可达Ra2-7um,表面平整光滑,不必二次修整,可节省材料和工时。5、因为是湿法切割,无粉尘、烟雾、火花、气味等,属于清洁安全切割,劳动条件好,噪音不超过90dB。6、生产效率高,一套系统可配置多喷嘴同时作业,工件可一次达到尺寸要求。7、可在水中或几百米深的水下切割。8、可加工很薄的工件、很软的金属和非金属材料，加工缝隙窄，可节约材料和降低加工成本。,四、实际应用,美国汽车工业中用水射流来切割石棉制动片、橡胶基地毯、复合材料板、玻璃纤维增强塑料等。航天工业用以切割高级复合材料、蜂窝状夹层板、钛合金元件和印制电路板等，可提高疲劳寿命。,
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