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细说水刀切割的优势与缺点

水切割也称水射流切割或水刀切割。高压水射流切割是一种特殊的加工方法。它利用增压器将水加压,达到10MPa一400MPa甚至更高的压力。水获得压力能,再从细小的喷嘴喷射而出,将压力能转换为动能,从而形成高速射流。切割正是利用这种高速射流的动能对工件的冲击破坏作用,达到切断、成形的目的。高压水射流既不同于传统加工的铣、刨、磨、削,也有别于一般的剪切和冲裁。它属于高能切割。
 
高压水射流切割就是把高压水射流的动能作为切割能,对材料进行冲蚀和挤压、破坏,以达到切割的目的的一种新工艺。它最大特点是非热源的高能量射流束加工,切割过程中无热产生,故可以切割所有的金属和非金属材料,特别是各种热切割方法难以切割的材料。具有:切口快、切口平整、无尘埃、无热变形、无污染、减少材料浪费等特点。可切割:钛合金、铜板、钢板、铝板、铸铁、花岗岩、大理石、瓷砖、化纤、木材、布匹、纸张、皮革、塑料等材料。已应用于航空、军工、石材、建筑、装潢等精加工领域。
 
较之激光、等离子、线切割等传统的切割方式,水射流切割技术确实有其独特、显著的优势:
 
1.切割品质优异:水射流是一种冷加工方式,‘水刀’不磨损且半径很小,能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工本身无热量产生且加工力小,加工表面不会出现热影响区,自然切口处材料的组织结构不会发生变化,也几乎不存在热和机械的应力与应变,无需二次加工,无裂缝、无毛边、无浮渣,因此其切割品质优良。
 
2.几乎没有材料和厚度的限制:无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等,或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、纸张及复合材料,皆可适用。
 
3.节省成本:水切割所产生横向及纵向的作用力极小,不会产生热效应或变形或细微的裂缝,不需二次加工,既可钻孔亦可切割,降低了切割时间及制造成本。
 
4.清洁环保无污染:在切割过程中不会产生弧光、灰尘及有毒气体。操作环境整洁,符合严格的环保要求。
 
5.便于实现一机多能和自动化、数控化:高压水射流是全方位点切割器,无硕万孔,可以在任意点切割,切出任何复杂的形状。因此对程序化和数控操作十分便利。另外采用CAM或CAD控制加工,可以达到高精度,重复加工能力强。
 
6.优化材料的利用率:由于射流切口小、切割可以精确控制,因此样板可以嵌套或者相切排列,充分利用每一块材料,减少废料。
 
7.加工能力强,可以加工不同材质的工件;硬质材料的加工厚度达6’‘;可以加工某些难以用传统加工方法切割的材料。
水刀切割机
水切割的不足之处
 
1、高硬度的材料,诸如钢、金属陶瓷、高强度复合材料、坚硬的岩石纯水射流不能切割;而磨料水射流存在喷嘴磨损和切割成本大的问题。
 
2、高压水射流的设备成本比其他切割方法高。
 
3、在一些应用中,与激光切割、等离子弧切割、线电极电火花切割等方法比较,存在进给速率低、加工精度差等不足。
 
4、在切割过程中,影响切割质量的参数多,条件复杂,有时切割导致断面分层和条纹。

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