数控超高压水射流切割技术的特点及其应用.doc

数控超高压水射流切割技术的特点及其应用 2007年8月 第35卷第8期 机床与液压 MACHINET00Lamp;HYDRAULICS Aug.2007 Vol_35No.8 数控超高压水射流切割技术的特点及其应用 陈光明 (南京农业大学工学院,江苏南京210031) 摘要:超高压水射流技术是符合绿色制造概念的一种新型技术,是集泵,阀,密封,液压,自动化控制为一体的综合 性新技术,新工艺.超高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法,具有传统的切割方式难以比拟的优点.本文论述了数 控超高压水射流切割机的基本工作原理,水射流切割的加工形式和水射流切割机床的组成,阐述了数控超高压水射流切割 机的加工特点及其应用领域,并对超高压水射流切割技术发展趋势进行了展望. 关键词:切割;水射流技术;磨料;超高压;数控 中图分类号:TP263;TP601;TG580文献标识码:A文章编号:1001—3881(2007)8—064—5 TheFeatureandApplicationofNCHighPressureWaterJetCuttingTechnology CHENGuangming (TheCollegeofEngineering,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjng210031,China) Abstract:Highpressurewaterjettechnologyisakindofnewtechnologyaccordingtotheconceptionofgreenmanufacturing.Itis alsoanintegrativetechnologyofthepump,valve,seal,hydraulicpressureandautomaticcontro1.Highpressurewaterjetcuttingisa non—traditionalcoolcuttingmethod,whichissuperiortotraditionalcuttingmethods.TheprincipleandcompositionofNChighpressure waterjetcuttingmachine,theprocessformofwaterjetcuttingmethodwerediscussed,itsmanufacturingfeature,applicationand developingtrendinprospectwereillustrated. Keywords:Cutting;Waterjettechnology;Abrasive;Highpressure;NC O前言 近几十年来,随着科学技术的不断发现,人们给 液滴赋予了比自由落体运动大得多的打击能量,使漫 长的滴水穿石现象在瞬间便可完成,这就是水射流. 为了提高效率,人们将水加以高压,并使之以直径较 小的喷嘴中喷出,形成一束高速,连续或间断的水流 束,这便是高压水射流.水射流加工(WaterJetCut— ting)又称水喷射加工,是利用高压高速水流对工件 的冲击作用来去除材料的,俗称”水刀加工”,即是 利用超高压(达数百MPa)水射流对各种材料进行 切割,穿孔和工件表层材料去除等加工. 使用水射流技术可以实现多种加工,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.与激光切割,等离子切割和电火花线切割 有所不同,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.高压水射流切割是一种非传统的冷切 割方法,具有传统的切割方式难以比拟的优点. 本文将介绍工业中所使用的超高压水射流切割技 术,具体说明超高压水射流切割机的加工特点和发展 方向. 1超高压水射流切割机工作原理 高压水射流加工技术的基本工作原理是运用液体 增压原理,通过特定的转能装置(增压器或高压 泵),将动力源(电动机)的机械能转换成水的压力 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,从而形成高速水射流,喷射到工件 表面,当水射流冲击被切工件时,动能又重新转变成 作用于材料上的压力能,若压力能超过材料的破坏强 度时,即可切断材料,达到去除材料的加工目的.因 而高压水射流又常被称为高速水射流. 切割 毫簧垦薹穗h切割机的具体工作.l鎏垄圭墨H虽 普票譬经过过滤,然后通’堕旦切割头装置 过一个超高压增压L—一工件 器逐级增压,将水L查塑I 流加压至200～图1数控超高压水射流 40