水切割在金属领域的切割应用与发展

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水切割技术在金属加工领域的应用与发展

水切割技术在柔性制造、超高压水切割、大型复杂结构件、难加工材料等切割加工

超高压水射流切割技术简介：

超高压水射流技术 就是将普通的自来水 经过一加压装置后，将压力增加到100-400Mpa 后 再经过一直径约φ0.1-0.4mm的喷嘴喷出，形成速度达800-1000m/s（约3倍音速）的高速水箭，该水箭俗称水刀。可用于表面清洗或各种软硬材料的切割。

超高压水射流切割技术的基本应用。纯水射流可用于切割各类软基性材料：蛋糕、肉制品加工、切割发泡海棉、防弹材料、切割汽车内饰件、切割塑料、

磨料射流几乎可用于切割任意硬质材料：60mm厚钛合金 80mm厚不锈钢等金属、玻璃、石材、陶瓷、复合材料的切割等

超高压水射流切割技术的特点：

1. 切割材料不受限制，“水刀”切割是目前适用性最强的切割工艺方法:

    无论是刀具加工或是过去的热切割方式等众多的切割和加工方式虽然各有优势，但又都存在一定的使用局限性。只有“水切割”适用性最广泛

2. 切割时不产生热量，不变形，无热效应:

    这是水切割不同于其他传统热切割方式的最大的优点

3. 可进行任意曲线切割加工和打孔，不需要模具，灵活方便：

    计算机和数控技术与水切割机的结合，使水刀真正成为一种柔性加工设备

4.切缝小，节省原材料：

  对金属材料而言，切缝宽度大约在0.7-1.5mm，这对

   于一些特殊贵重金属而言意味着巨大的经济效益。

5.切割表面平整、不需或易于二次加工

6.不会产生有毒气体 不会带来新的工业污染。这一大优点符合现代社会对环保的要求。

水切割技术金属加工行业的典型应用：

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' |. x, Y# Y7 O9 v9 D装饰装璜类不锈钢切割加工

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航空航天

飞机的外壳的铝 钛合金的切割、机内通风系统 钛合金 碳纤维的切割、飞机内设 座椅 外设的工程塑料 合成纤维的切割、机身 机翼 起落架骨架结构的铝合金 型钢 碳纤维的切割、机窗的玻璃 夹胶玻璃的切割

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汽车制造业

车窗夹胶玻璃的切割；车体、行李箱内饰、座椅的皮革 塑料 合成纤维的切割

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铁路机车

近年来，随着中国轨道车辆行业的迅猛发展，轨道车辆的提速，机车车辆开始大量使用不锈钢、铝合金及复合金属。众多轨道交通车辆生产及配套厂商发现水刀非常适合用于切割轨道交通行业的铝合金、不锈钢等金属或非金属：

      轨道车辆车体结构件：不锈钢、铝合金

      转向架：钢板、铝合金

      车体内饰：铝合金、不锈钢、复合材料

      车内通风系统：不锈钢

      标牌标识：铜、铝

……

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压力容器：氧化塔、冷凝器等

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6 |0 i5 K7 w1 m' S# n1 m3 D/ o& {各类机箱电柜

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, K7 ?7 g! w& }; A各类机械设备：染整机械、食品机械、纺织机械、工程机械、烟草机械等

超高压水射流切割技术的发展趋势

在各种切割及加工行业中，高质量，高效率，柔性加工，是目前国际上的发展趋势。水射流切割技术正是针对这种需求而在相关的应用技术上不断创新。

高精度的数控机床：

    随着包括精密滚珠丝杆，伺服电机，直线伺服马达，谐振减速单元等技术的出现，机床可以达到更高的位置精度和运动速度。

通过采用球杆测量仪和激光干涉仪等高精度测量器具检测机床几何精度并建立误差映射表来给予精度修正，以此制造高精度机床。

大功率高压系统

五轴控制技术—斜度或垂直切割：

基于能量场原理，切缝越深时，切割能力递减，所形成的切割面往往不垂直于切割轴而产生切割斜度的缺陷。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的问题。

通过在原有三轴平台XYZ的基础上再增加两个旋转轴，实现刀头可向任何方向摆动，并在切割的过程中不断地摆动切割头，解决切割斜度，从而使得切割出来的工件达到完美的无斜度状态或形成角度切割。

       与大功率发压发生系统相匹配，采用多刀头同时切割方式，切割效率可提高数倍而成本增加很少。

                                                                    BY  DARDI Miss胡

宜昌力文--助理

如果不能用水切，什么设备切割时不产生热量，不变形，无热效应: