磨料水射流切割工艺参数的确定
数控超高压水射流切割技术研究
数控超高压水射流切割技术研究 发表时间：2018-10-18T14:53:57.947Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：杨艳超1 李东旭2 [导读] 摘要：水切割系统一般由供水系统、增压器、蓄能器、开关、磨料供给系统及喷头组成。 (1沈阳奥拓福科技股份有限公司辽宁省沈阳市 110000;2沈阳海德力诺机械有限公司辽宁省沈阳市 110000) 摘要：水切割系统一般由供水系统、增压器、蓄能器、开关、磨料供给系统及喷头组成。水经供水系统通过增压器形成具有一定压力的水流，在蓄能器的作用下，水压能够保持在一定范围内，将连续、稳定的水流输送至开关；控制系统控制增压器的压力大小及开关的打开、闭合，控制一定压力的连续水流至喷头；石英砂等磨料经过磨料供给系统加入到水流中（纯水切割无磨料供给系统）；形成混合射流 从喷头射出，完成对被加工材料的切割。水切割属于冷态作业，切割过程中不产生热影响区，切割精度高，效率高，应用范围广，同时在操作过程中不产生灰尘及有毒有害气体，作业环境安全清洁，能够为作业人员提供相对较为良好的劳动条件。 关键词：数控计算机；超高压水射流切割技术；发展 1水切割技术简介 数控超高压水射流技术是近三十年发展成熟且符合绿色环保概念的一种新型综合加工技术，包括纯水射流与磨料射流，具有诸多传统切割工艺难以比拟的优点。利用超高压水射流技术加工珍贵木材，具有切割品质优异、效率高、成本低、环保及系统操作简单等显著优势，可合理提高木材的利用率。木材具有各向异性与复杂性，考虑压力、靶距、进给速度等因素对木材切割品质的影响，比各向同性材料的切割工艺研究难度大。目前，国内在木材加工应用领域研究水平较低，国产水射流设备实现产业化、优化工艺参数方案分析等研究局限性大。2008年，何继龙等人以杉木为试件，采用动压力测试方法分别对杉木试件在自由状态下切割受力情况和对不同规格的杉木试件在自由状态与夹紧状态下的切割表面粗糙度进行了对比分析，并以此设计了与SQ-WJG40型高压水射流切割机床相配套的四气缸联动气压夹紧装置，以提高机床加工精确度。2016年，曹瑜等人采用正交试验法对中密度纤维板和意杨实木试件进行水射流切割试验。结果表明：意杨实木平均气干密度0.387g/cm3，压力300MPa，进给速度1000mm/s，靶距5mm，调砂速度20kg/h，加工表面粗糙度最小，加工质量最优。近年来，国外在超高压水射流加工应用方面也作了较多研究工作。2011年，?tefanBarcík等人研究了磨料水射流切割MDF过程，并研究技术参数、材料参数和切割角度对材料切割宽度的影响。试验表明：当合理采用喷射和技术参数，水射流切割可优先应用于复合材料加工，在纵向切割材料时，切口宽度更稳定。2014年，MonikaKVIETKOVá等人采用磨料射流切割MDF、OSB和胶合板，考虑不同参数技术对试验的影响。结果表明：磨料射流切割在材料纵向产生了变化，当进给速度为400mm/min，磨料流量为450g/min，切口宽度达到最小，切割效果最佳。已有研究多基于岩石、陶瓷等均匀性材料和木质复合材料等，实木水射流加工研究工作较为薄弱，为进一步实现大果紫檀工艺品的现代化生产，开展超高压水射流切割工艺优化设计工作尤为关键。 2.水切割机的操作 2.1操作步骤 调试工作及使用前准备。打开进水阀门，枪嘴有水流射出，无堵塞。打开排气阀门，排净空气，直至有水顺利喷出，关闭阀门。确保调压阀、磨料控制阀、泄压阀处于关闭状态。启动电动机后设备无异响或震动，系统无泄漏或渗漏，射流顺畅无堵塞，压力可调、稳定且可达额定压力。调试正常后可进行切割作业。 设备启动。完成调试工作，开启电源开关，右旋调压阀手柄，逐渐调节压力到工作压力（45MPa），将磨料控制阀左旋90°后加砂。当磨料射流基本形成时开始切割。切割时根据射流的反射情况判断切割状况：射流反射很高，说明工件未被切透；射流斜向下状态为最佳状态；如若射流竖直向下，则表示切割速度还可提高。 设备关闭。切割作业完成，首先关闭磨料控制阀（将控制阀手柄扳回原来的位置），设备运行1min左右，排净高压软管中的剩余磨料，左旋压力阀手柄，将压力降为零，关闭电源开关，左旋泄压阀手柄，释放系统中的压力，最后关闭进水阀门。 2.2操作安全注意事项 （1）设备操作人员须经过专业操作培训。 （2）不得将枪嘴朝向周围的人员或设备。 （3）使用设备时须严格按照操作步骤进行，且要佩戴组合护目镜、防护手套等防护用具。为确保安全，切割时配备2名操作人员，1名负责切割，另外1名负责观察主机运行情况。 （4）使用前认真检查设备性能，确保系统无渗漏，无异响。 （5）操作人员需远离高压磨料水射流喷出及反射的方向，以防受到伤害。 （6）高低压软管严禁弯曲过度（弯曲半径大于 0.5m）、相互绞缠。 （7）水切割机必须做好接地，接地电阻≤4Ω。 （8）在使用水刀切割时，根据不同材料选择不同的压力进行操作。 （9）在使用水刀的过程中，要注意查看水刀的增压器和高压管工作密封情况。 （10）水刀切割好后边缘都十分锋利，应避免划伤割伤。 （11）设备使用过程中，倾斜角度应小于5°，以保证泵运转的最佳润滑调节。 （12）设备运行时出现异常应立即停机，卸压后进行检修，严禁工作时拆卸检修设备，严禁带电检修设备。 3应用CAD软件绘制水切割工艺路线 3.1绘制切割图形 如图1所示，切割图形只能由直线、圆弧、多线段构成。圆由两个圆弧构成，椭圆由多个圆弧构成。如果一条线段由多条线段组成，则多条线段要求可以用编辑多线段命令合并起来。图形必须已经设置过补偿量，并且用分解命令分解。
激光切割机技术参数...
FIBERBLADE Cutting System 光纤激光切割机 一、Messer激光切割系统介绍 1、机器原理 梅塞尔公司在工业用激光切割机的开发和制造领域已有近40年的经验. 其激光技术得到 了世界范围的认可, 并在许多不同领域得到应用. 划时代的技术发展, 如专利激光切割头, 表明了梅塞尔公司的技术能力. 在此领域为激光加工建立的新标准将为客户带来巨大的利益. 产品系列包括: 2维激光切割系统 3维激光切割系统
激光焊接系统 自动化设备 装料及卸料系统 通过与世界领先的激光器厂商的常年合作, 保证机器与激光的最佳组合. 其大激光功率及用户友好式的CNC数控系统适应高速切割及广泛的生产制造领域. Fiberblade具备良好的动态性能, 在宽广范围内可实现切割与零件重量无关的高精度无挂渣的成品零件. 机器配合编程软件及相应自动套料程序, 可实现快速高效的零件编程, 扩展机器应用. 应用激光束作为工具, 切割速度快, 成品部件割缝窄, 精度高. 可无困难地实现复杂轮廓的切割. 切口边缘光洁、无毛刺, 绝大多数场合下无需后续处理. Fiberblade主要应用领域为金属加工, 特别是碳钢、不锈钢和铝材. 该系统既可应用氧气切割, 也可采用保护气体实现高压切割. 经测试其可切割性后, 该系统可切割金属合金、塑料以及非金属材料机器设计理念除了实现最佳切割结果外, 同样关注环境保护问题. 采用抽烟除尘装置可满足最严格的排放标准. 机器可满足现有安全规程, 满足相关CE标准. 2、功能描述
Fiberblade激光切割机,是一个集最新动力工程，电脑数控和光纤激光器技术的全新技术 发展水平的设计它是市面上最先进的紧凑型中规格工业级光纤激光切割系统；无需激光器 维护的低维修费系统，高效率、低功耗。 机器工作台采用交换式工作台系统，减少上料时间. 该系统交替使用两块台面. 切割一块台面上的板材, 同时另一块台面位于工作区域外. 操作员可取下成品部件并换上新板, 机器同时进行切割. 另一台面上的工件完成后, 由工作区域换出, 新板就位. 板材置于工作台支架上并确定位置后, 切割头随垂直定位轴下降. 传感控制器保证切割头维持正确定位, 可避免板材变形引起的问题. 激光束通过光纤传输到切割头上, 然后由透镜聚焦. 切割头沿工件轮廓移动, 但不与工件接触, 激光束和切割气体通过割嘴聚集到工件上. 横向运动通过溜板滑动定位实现. 纵向运动由车架自行移动实现. 两套同步驱动伺服电机确保设备的高精度, 轴向运动的高加速度, 可变激光功率控制, 可切割如窄条, 尖角等的复杂图形部件. 通过CNC数控系统可自动设定切割参数如气体种类, 气体压力, 激光参数. CNC数控系统内的切割数据及图形数据的分离, 可实现快速变化的工作要求, 并增加机器功能的灵活性, 适用范围更广. 由随动式直接抽风系统, 把切割过程中产生的尘粒抽出, 并经过烟尘过滤后, 达到安全及环境规范的排放要求. 二、标准配置介绍 1、机器构造
水射流技术原理
先进制造技术课程论文 论文题目：水射流切割的技术原理、设备、技术特点 及实际应用分析 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： xxx年月日
绪论 高压下,由喷嘴发出的高速水射流,具有很大的能量,足以切割坚硬的材料(包括金属和非金属);如果向水射流中加入某种固体硬颗粒,则称为磨料水射流,它具有更大的能量,可以切割更硬更厚的材料,这就是水射流切割技术的简单描述。尽管早在古代,人们就已懂得“滴水穿石”的道理,然而直本世纪60年代,才真正把这个简单原理变成水射流切割工业技术;而磨料水射流技术的应用,还不到10年时间,所以这是一项新兴技术。然而,近年来发展很快,迄今全世界已有几十个国家,共拥有大约2000个水射流切割系统。尽管如此,当前这项技术仍处于初级发展阶段,技术尚不成熟,在理论与实践方面,都有许多空白,有待填补。这项技术起步较晚的原因在于,它涉及到超高压技术,因而对材料、制造工艺、设计方法、理论分析、控制手段、经济承受力等提出了严格要求。开发和应用这项技术,与一个国家的综合发展水平和国力强弱有密切关系。我国已在近年里,逐渐开展研究和应用,尤其在理论研究方面,已取得许多成果,但在制造技术方面,却有较大差距,有待解决。多年的实践证明,水射流切割技术,独具特点,是现代机械加工及技术发展中不可缺少的组成部分,具有很强的生命力,必须充分予以重视,有计划地研究、开发和应用。 现代的高压水射流切割作为一门高新特技术涉及的学科领域较多，如超高压理论、流体动力学、特种材料、材料力学、弹性力学、制造工艺学、高压密封技术、自动控制理论等现代科技内容，其自身是一种标准的机电液一体化产品，其卓越的应用效果更集中体现在高科技产品制造上。某种意义上讲，水射流技术的研究与应用也成为了一个国家综合科技水平和经济实力的标志。
水射流切割技术及其应用
目录 摘要 (2) 1. 前言 (2) 2. 水射流技术的发展 (2) 2.1 水射流切割的起源 (2) 2.2 我国的水射流切割技术发展状况 (3) 3. 水射流切割技术的原理 (4) 4. 水射流切割技术特点 (5) 4.1 水射流切割的优势 (5) 4.2 水射流切割的缺陷 (5) 5. 水射流技术在生产生活中的应用 (6) 5.1 切割方面 (6) 5.2 工业清洗 (6) 5.3 食品保鲜 (7) 6. 水射流切割技术的前景 (7) 参考文献 (7)
水射流切割技术及其应用 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要 水射流切割用途广泛且易于操作，现已成为世界上发展最快的机床加工技术之一。通过使用超高压水进行切割能带来更高的效率和生产力，它只需要少数的辅助操作就可以完成切割，无需加热区域，没有热变形或者其他切削方法导致的机械变形，还能够加工狭窄的缺口。关键词：水射流切割；超高压水；应用 1.前言 水在人们的概念里往往是“柔”和“软”的代表，但是水的确又拥有无与伦比的力量，“水滴石穿”就体现了在我们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力。现代人依靠科技，将水刚毅的一面发掘出来，使它可以在采煤、钻井和切割等各种工作中发挥自身的威力，无论是坚硬的地下岩石还是合金，当水流达到一定压力和频率的时候，这些可以被切割、破碎。作为一项独立而完整的加工技术，水射流切割技术的产生是最近几十年的事。水射流技术诞生以来，应用日益广泛，目前已经在煤炭、石油、冶金、化工、机械、水利等部门应用，主要用来对物料进行切割、破碎和清洗。 2.水射流技术的发展 2.1水射流切割的起源 十九世纪七十年代左右，人们开始将高压水用于生产中，比如用于开采金矿、
激光切割机工艺手册
第一章 激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应，对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面，该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。 ——在激光气化切割中，最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 ——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。
水射流应用(水切割)
BJATL‐WATERJET
SYSTEM
北京奥特隆科技发展有限公司
BJATL-waterjet system
北京奥特隆科技发展有限公司
公司总经理王宝智机械设计专业,高级工程师,多年致力于高压水发生设 备的研究和开发工作，先后走访了欧美多个国家的专业设备制造商，在 国内设计开发了最大 5000bar 超高压水发生设备（VHP PUMPS）及水 切割成套设备和附件，独立设计和完成了国内数条机器人水切割工作 站，物流自动化传输线,立体仓库等,并在国内相关专业刊物发表专业技 术论文数篇和国际论文二篇，为提升国内工业技术装备做出了贡献.
Director - general Mr.Baozhi Wang study the project of mechanical design, high-degree engineer, for many years to study the high pressure waterjet and development this machine, visit many company in Europe and USA, develop Max.5000 bar waterjet cutting pumps and all the attachment of the spare parts, such as sapphire & diamond nozzles, complete with manufacture the Robotic waterjet cutting system and other automation line in China, several dissertation publish in the Internationalist journal.
北京奥特隆科技发展有限公司总部位于京东燕郊开发区 4A 级写 字楼富鼎中心， 以资深的技术和独特的设计， 专业提供高压水射流清 洗设备和超高压水切割设备，高压柱塞泵和超高压水发生设备(VHP PUMP)是本公司的核心产品，产品覆盖到皮革产品，汽车制造，冶金， 石化， 军工， 建筑， 机械制造等重行业的表面处理和非热源下料切割， 形成具有设计，生产加工，安装调试，售后服务为一体的新型高科技 企业。
Beijing Aotelong Tech-Develop Co., LTD （BJATL-waterjet system）which provide high pressure cleaning machine and VHP waterjet cutting machine depending on the professional technology and distinctive design. Offering high pressure plunger pumps and VHP PUMPS as main products to customer, as well as , high pressure cleaning system and cutting system. VHP waterjet cutting system can be used to cut kinds of materials as leather, silencer and inside decoration of automobile, metal, petrifaction , military and so on. Become a new -high –tech company to design, manufacture,sales and service.
电话( Tel)：+86 10 69599498 / +86 316 5993101 / 传真(Fax)：+86 316 5993101-804 网站(Web)：https://www.wendangku.net/doc/fa17669180.html, 邮箱(Email)： info@https://www.wendangku.net/doc/fa17669180.html, skype: waterjet2
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高压清洗机之国内外水射流技术现状
高压清洗机之国内外水射流技术现状 2008-11-25 09:42:01 (已经被浏览825次) 水射流技术是一种正在蓬勃发展、用途很广的高新技术。水射流技术的产业分类应属流体机械行业，但又有其独特的专业性。长沙司?一山研究院下属的高压水射流技术研究所，自1978开始高压水射流技术研究以来，在水射流切割技术与设备、水射流清洗技术与设备、水射流除鳞技术及设备冰射流执行机具及设备等方面作了大量的研究开发和推广应用工作，目前在努力拓展和开发水射流技术新的应用领域和范围。28年来取得了近20项科研成果，10多项专利，在国内外刊物上发表论文近白篇。我所现有水射流专业设计研究、生产、销售和服务人员近 国外一些工业发达国家的水射流技术很发达，形成了规模化的产业，特别是在美国、德国和日本专业化的水射流设备制造厂及配套和服务公司很多，在1960年代就不惜巨款投资进行研究和开发，并已在某些领域大力普及高压水技术，取得了满意的效果。这些国家水射流装备朝超高压、大流量、智能化、系列化发展，水射流切割、清洗、除鳞等已普及应用，破碎、制粉、浆体输送、注水、(旋喷)注浆、水刺和喷雾消防等不断得到推广，水射流技术和其核心设备往复柱塞泵及其附件的新应用还在继续开发和拓展，水射流技术和设备不断得到升级。 近10年来，我国的高压水射流技术取得了长足进步，一批研究机构、制造厂、配套和服务公司得到了一定的发展，…常规设备基本可替代进口，但与国外发达国家相比，规模和技术水平都还存在较大差距。目前，国内水射流清洗技术已在石油、石化、化工、轻工、冶炼厂和电厂等行业得到应用，改善了劳动条件，降低了能耗，提高了工作效率。水射流切割技术也因具有切缝窄、无热应力、无粉尘、易实现异形切割等优点在建材、航天航空、军工、文体用品、玻璃、皮革等行业用于材料的特种切割加工。水射流热轧除鳞工艺和设备在钢厂也得到了普及应用。目前由于各种原因，国内一些水射流技术的应用领域至今还是空白。因此，应大力开展水射流技术的开发和推广，研制出适合我国国情，并满足各部门工业需要 的水射流新工艺新设备。 2高压水射流的基本原理及应用范围 高压水射流的工作原理是，通过高压往复式柱塞泵把普通水增压到儿十、儿白甚至儿千个大气压后，从各种不同形状的喷嘴喷射出来，形成具有穿透能力很强的高速水射流，通过机、电、液汽或雷达等不同形式组合的机械、自动机构或智能化执行装置(机器人)用于各行各业的不同用途，此外通过高压水发生系统把浆体的压力升高到儿十甚至儿白个大气压后，可用于注水、注浆和管道输送。 本技术和设备可用于清洗、剥层、除垢、除锈、切割、钻孔、破碎、制粉、除鳞、铸件清砂、喷雾、浆体输送、注水、(旋喷)注浆、水刺和消防等各种用途，其应用领域非常广阔。目前它的应用范围已涉及到采矿、航空航天、有色冶炼、钢铁、电力、船舶、石油、化工机械及建材、建筑、轻工、食品等工业部门，还可以用于农业及医疗部门等等。如热轧钢材除鳞、管程换热器内外表面的清洗和维护，储罐、高压釜及容器的内部清洗，管束、管道及下水道的清洗，网格及板架除漆，钢表面的磨料水射流除鳞除漆除锈除垢，机场跑道除胶除漆，船舶和大型工业设备的维护，水力破碎钢筋混凝土，战场排雷、炮弹掏药，有利于环境的表面预处理以及水刺非织造布，医疗手术刀，油川用注水注浆、管道输送和喷雾消防等等。 随着人们对水射流技术的深入了解，各行各业不断研究开发出新的水射流应用方法和工艺，更先进和专用高效的水射流装备不断得到开发，应用范围还在迅速扩大。水射流技术及设备的应用有可能使某些工业部门中的一些主要生产环节发生重大的变革，采用先进的高压水射流技术取代传统的生产方式或工艺，可大幅度地提高生产率、降低生产成本、改善工作环境等。 3水射流切割技术与设备 高压水射流切割技术具有切缝窄、不产生热应力、无粉尘、易实现异形切割、儿乎可切割任何材料等优点。纯水射流可切割皮革、纸张、软木、塑料、效棉织品、石棉水泥制品等;磨料水射流具有更强的切割能力，可切割玻璃、陶瓷、不锈钢、钢筋混凝土、碳纤维复合材料及各种合金材料等。高压水射流切割技术与设
激光切割机工艺手册
第一章激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应，对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面，该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。 ——在激光气化切割中，最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 ——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。
磨料水射流技术分类
磨料水射流切割是20世纪80年代迅速发展起来的新型水射流切割技术，是在高压水射流中加人磨料形成的。目前国内磨料水射流水下结构物切割技术，多数处于研究阶段。而国外一批海洋工程公司已经将该技术大量用于海洋石油等领域。磨料水射流技术可以分为以下种类： 1、前、后混合磨料射流 根据加入磨料方式的不同，将磨料射流分为前混合磨料射流和后混合磨料射流。 1）前混合磨料射流 前混合磨料射流的磨料与高压水在磨料罐中初步混合，处于拟流体状态，通过高压软管送到喷嘴。前混合磨料射流改善了磨料与水介质的混合机理，工作压力较低。 2）后混合磨料射流 后混合磨料射流切割系统，其磨料混合在喷嘴内部完成。因为磨料是在射流形成之后加入的，所以磨料与高速水很难充分混合，为了获得高速度的冲击磨粒，需要提高系统工作压力。 前混合磨料射流的磨料是通过高压软管与水一起输送，长距离应用时存在严重的管路磨损和堵塞问题，通常用于浅水。后混合磨料射流的磨料采用独立的软管进行输送，不存在高压水管堵塞问题，也不存在高压水管管路磨损严重的问题，适合钢结构水下切割尤其是深海切割的作业方式。 2、外切割和内切割
按作业环境内有无固体壁面的限制来分，水射流可外切割和内切割。 1）外切割 以管型结构的切割为例，外切割(从管型结构外部进行切割)是自由水射流。 2）内切割 管型结构等构件内切割时，作业环境受到固体壁面限制，是非自由水射流，而且是具有代表性的管中射流。 一般，海洋石油平台桩基、导管、套管管串等管型结构优先采用内切割，因为内切割不需要潜水员下水作业，因而通常成为业主的优先选择方式。但内切割常常因为土壤的作用而使得视觉监视困难，需要采用其它技术监测切割过程。
高压水射流切割技术研究讲解学习
高压水射流切割技术 研究
高压水射流切割技术研究 刘玉坤 天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2013级硕士生 摘要：水射流切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件， 而且受材料质地影响小。因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切 割方式。 关键词：水刀切割高压工艺参数 0前言 水刀是一种利用高压水射流进行切割材料的设备。利用超高压技术可以把普通的水加压到250~400MPa，然后再通过内径约0.15~0.25 mm的宝石喷嘴形成速度为800~1 000 m/s的高速射流，从而切割软基性材料。如果在水射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料。除切割功能外，通过调整压力和流量，水射流还可以用于清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等。水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸气，表面不留任何机械变形，具有冷切割、清洁、精度高和材料损耗低等优点，在航空航天、汽车制造、金属加工、电子工程等领域中有着广泛的应用[1]。现在水刀被认为是世界上功能最多样、增长速度最快的一种加工技术，与其他技术如铣床、激光、EDM、等离子和刨床等相辅相成。 高压水射流切割的分类： 以加沙的情况来分：分为无沙切割和加沙切割。 以设备来分：分为大型水切割和小型水切割。 以压力来分：分为高压型和低压型，一般以100 MPa为界限。100 MPa以上为高压型，100 MPa以下为低压型。而200 MPa以上为超高压型。 以技术原理来分：分为前混式和后混式。 高压水射流切割的特点： 1）数控成型各种复杂图案； 2）属冷切割、不产生热变形； 3）无污染、不产生有毒气体及粉尘； 4）可加工高硬度或比较柔软的材料； 5）是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段； 6）切口光滑、无熔渣，无需二次加工； 7）可一次完成钻孔、切割、成型工作； 8）生产成本低； 9）自动化程度高； 10）24 小时连续工作。
水射流加工--论文
水射流加工 （大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028） 摘要 本文介绍了水射流加工的发展、原理、系统组成及在各个方面的应用前景。 关键词：水射流加工；切割；磨料；喷嘴。 1.，高压、超高压水射流的发展 水射流技术始于19世纪中叶，最初用于冲蚀土壤和开采金矿。早在1830年俄罗斯人就采用了大直径水射流冲开未固结的砂砾石金矿、冲洗淘金，1852-1884年这种技术在美 国加利福尼亚金矿得到了应用和发展。当时压力很低，仅几至十几个大气压。20世纪初，水射流技术开始用于开采其他金矿和用于水力采煤。 50年代，人们从水力采煤和高速飞机的雨蚀现象中认识到，提高射流压力和速度能 够冲蚀较坚硬物料，并显著提高落煤效果，从而开始了较高压设备的研制和较高压射流的试验。60年代，随着较高压力柱塞泵和增压器的问世，开始研究射流动力学特征和喷嘴 结构。60年代末，美国国家科学基金资助了一项庞大的研究计划，诣在寻求一种高效 的切割破岩方法，研究人员提出并实验了25种新方法，如电火花、电子束、激光、火焰、等离子体、高压水射流等，最后专家一致公认最可行有效的是高压水射流破岩方法，后 来也只有这种方法得到了实际应用。进入70年代，各国开始大力研究高压水射流技术， 使该技术进入了迅速发展的新阶段。这期间，研究的重点是水射流破岩机理、脉冲射 流特性及水射流在切割、破岩、清洗上的应用，开始出现了水力辅助机械破岩、空化射流、磨料射流、间断射流等新型射流技术。进入80年代以来，随着激光测速、高速摄影、流 体显形、数值模拟等先进测试和研究手段的进步，高压水射流技术研究和应用得到更立为垂发展。磨料射流、空化射流、脉冲射流水力辅助机械破岩技术和基础理论、切割机理、 影响因素研究和分析进一步深入，并出现了气水射流、液态金属射流、液态气体(空气、 氮气、二氧化碳)射流、冰粒射流、超高压射流等特种射流，其应用范围也由当初的采矿、破岩、钻孔、清洗、除垢发展到金属和超硬材料切割、表面处理、研磨等，应用领域涉及煤炭、石油、冶金、化工、船舶、航空、建筑、电力、纺织、交通、市政医学等几十个工业部门及核废料、海洋等危险恶劣工作环境，自动化程度和切割精度有了显著提高。 二、水射流切割基本原理 水射流切割原理．可简单概括为：通过转能装置（泵或增压器），将发动机〔电机或内燃机）的机械能转变成水的压力能；再通过喷嘴小孔，喷出高速射流，将压力势能转换成动能；当高速水射流冲击被切材料时，动能又重新变成作用于材料表面的压力能。如果压力超过材料的破坏强度（门限压力），即可切断材料。 使水获得高压的装置．主要有两种形式：压力小于7OMPa ，可直接用多级离心泵或柱塞泵；70MPa 以上．多用增压器或动压式水炮 为了不致功率过高，流量较小常为认0.5~25L／min ；喷嘴直径常为0.1 一0 . 6mm ，目前多用人造宝石、碳化钨、陶瓷等耐磨材料制作；射流速度可达500 --l000m / s 的超音速。 由于工作介质（水）与周围介质（空气）之间，在射流发生时，进行剧烈的动量交换和紊动扩散，使得常用的非淹没连续自由射流，变成气液两相混合介质射流，机理复杂。除涉及经典流体力学外，更多地涉及到高速气液两相流、激波、水介质雾化、气液混合介质声速、
水射流技术原理
河南机电高等专科学校 先进制造技术课程论文 论文题目：水射流切割的技术原理、设备、技术特点 及实际应用分析 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： xxx年月日
绪论 高压下,由喷嘴发出的高速水射流,具有很大的能量,足以切割坚硬的材料(包括金属和非金属);如果向水射流中加入某种固体硬颗粒,则称为磨料水射流,它具有更大的能量,可以切割更硬更厚的材料,这就是水射流切割技术的简单描述。尽管早在古代,人们就已懂得“滴水穿石”的道理,然而直本世纪60年代,才真正把这个简单原理变成水射流切割工业技术;而磨料水射流技术的应用,还不到10年时间,所以这是一项新兴技术。然而,近年来发展很快,迄今全世界已有几十个国家,共拥有大约2000个水射流切割系统。尽管如此,当前这项技术仍处于初级发展阶段,技术尚不成熟,在理论与实践方面,都有许多空白,有待填补。这项技术起步较晚的原因在于,它涉及到超高压技术,因而对材料、制造工艺、设计方法、理论分析、控制手段、经济承受力等提出了严格要求。开发和应用这项技术,与一个国家的综合发展水平和国力强弱有密切关系。我国已在近年里,逐渐开展研究和应用,尤其在理论研究方面,已取得许多成果,但在制造技术方面,却有较大差距,有待解决。多年的实践证明,水射流切割技术,独具特点,是现代机械加工及技术发展中不可缺少的组成部分,具有很强的生命力,必须充分予以重视,有计划地研究、开发和应用。 现代的高压水射流切割作为一门高新特技术涉及的学科领域较多，如超高压理论、流体动力学、特种材料、材料力学、弹性力学、制造工艺学、高压密封技术、自动控制理论等现代科技内容，其自身是一种标准的机电液一体化产品，其卓越的应用效果更集中体现在高科技产品制造上。某种意义上讲，水射流技术的研究与应用也成为了一个国家综合科技水平和经济实力的标志。
磨料水射流抛光加工工艺参数优化研究
磨料水射流抛光加工工艺参数优化研究 磨料水射流抛光加工是在磨料水射流切割基础上演变而来的一种新型特种加工方法,相比于传统的机械抛光技术以及许多当代抛光技术,磨料水射流是唯一的一种冷加工方法,具有无工具磨损、无污染、反作用力小、加工柔性高、工件不会产生热变形等优越性。而且,传统的抛光加工技术在加工细长管、异型曲面等复杂零部件时,因其抛光头无法触及,导致其加工难度大,甚至无法实现抛光处理。 因此,有必要对磨料水射流抛光加工技术进行深入研究。本文基于液固两相流模型和流体仿真数学模型,通过仿真和实验等手段分别探讨了磨料水射流冲蚀工件的喷嘴内外流场,磨料水射流抛光工艺参数对工件表面质量的影响规律,并在传统的优化方法基础上引进人工智能算法对抛光加工参数进行了优化。 主要研究内容如下:(1)磨料水射流液固二相流基本特性研究。基于射流流体理论、小孔口射流及射流边界层基础理论,探究了磨料水射流液固二相流的基本特性、水射流及磨料水射流的主要特征参数,重点探讨了磨料水射流中水射流和磨料射流分别对目标靶件的作用力,分析了磨料水射流冲蚀破坏去除材料的过程及材料去除机理;(2)基于流体仿真数学模型的磨料水射流冲蚀仿真分析。 利用Fluent软件数值模拟分析了水射流喷嘴外部流场,探讨了水射流喷嘴外部流体的流动特性,对比了纯水射流和磨料射流在相同条件下冲蚀工件时的速度、体积、压力及壁面剪切力分布特征,并通过冲蚀钢板、生物陶瓷的对比实验进行了验证,进行了磨料水射流冲蚀喷嘴内外流场的仿真分析,研究了变角度、变靶距及变压力下的磨料水射流冲蚀喷嘴外流场的速度、压力及壁面剪切力分布特征,并在相同条件下进行了实验初步验证;(3)磨料水射流抛光工艺参数对工件表
激光切割工艺详解-共30页
激光切割工艺 发表于 2009-10-26 20:50 | 只看该作者发表的帖子 1# 本文章共4286字，分3页，当前第1页，快速翻页：123 激光切割工艺 激光切割的工艺参数 （1）光束横模 ① 基模又称为高斯模，是切割最理想的模式，主要出现在功率小于1kW的激光器。 ② 低阶模与基模比较接近，主要出现在1～2kW的中功率激光器。 ③ 多模是高阶模的混合，出现在功率大于3kW的激光器。
切割速度与横模及板厚的关系见图1。由图可以看出，300W的单模激光和500W的多模有同等的切割能力。但是，多模的聚焦性差，切割能力低，单模激光的切割能力优于多模。常用材料的单模激光切割工艺参数见表1，多模激光切割工艺参数见表2。 表1 常用材料的单模激光切割工艺参数 材料 厚度/mm 辅助气体 切割速度/cmmin-1 切缝宽度/mm 功率/W 低碳钢 3.0 O2 60 0.2 250 不锈钢 1.0 O2 150 0.1
40.0 O2 50 3.5 钛合金 10.0 O2 280 1.5 有机透明玻璃10.0 N2 80 0.7 氧化铝 1.0 O2 300 0.1 聚酯地毯
N2 260 0.5 棉织品（多层）15.0 N2 90 0.5 纸板 0.5 N2 300 0.4 波纹纸板 8.0 N2 300 0.4 石英玻璃 1.9
60 0.2 聚丙烯 5.5 N2 70 0.5 聚苯乙烯 3.2 N2 420 0.4 硬质聚氯乙烯7.0 N2 120 0.5 纤维增强塑料3.0 N2
0.3 木材（胶合板）18.0 N2 20 0.7 低碳钢 1.0 N2 450 - 500 3.0 N2 150 6.0 N2 50 1.2 O2
高压水射流切割技术
高压水射流切割技术 一、高压水射流加工简介 近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们不断的发掘着自然界中有益的现象并加以改造为人类服务。 为了提高效率，【1】人们将水加以高压，并使之从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(water Jet Cutting)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”，即利用高压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【1】。与其他高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性。高压水射流切割法是一种新型的切割方法，可以切割用其他切割方法无法加工的材料，应用范围涵盖各种金属及非金属材料。在切割过程中不会使被切割材料产生热影响区，切口边缘的材质不发生变化，这种切割方法的精度较高，适用于加工尺寸精度要求高的零部件。高压水射流切割因其独特的优点而在切割领域占有重要地位，在矿业、土木工程、建筑业以及航空航天业中的应用日益广泛，应用前景良好。 二、高压水射流切割原理 ①高压水射流切割示意图 1-水箱 2-过滤器 3-水泵 4-蓄能器 5-液压系统 6-增压器 7-控制器 8-阀门 9-喷嘴 10-工件 11-水槽
【2】高压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s（约为音速的1-3倍）的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。高速液体束流的能量密度可达102W/mm2,流量为7.5L/min【2】。 储存在水箱中的水经过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中。液压系统驱动增压器，使水压增高。高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件的加工部位进行切割。切割过程中产生的切屑和水混合在一起，排入水槽。 【3】利用增压装置将水加压到几十至数百兆帕后从喷嘴中喷出形成高压水射流。高压水射流本身具有较高的刚性，在与工件发生碰撞时，会产生极高的冲击动压和涡流。从微观上看，相对于射流平均速度存在着超高速区和低速区(有时可能为负值)，因而超高水射流表面上虽然为圆柱模型，而内部刚性高和刚性低的部分并存。刚性高的部分产生的冲击动压使传播时间减少，增大冲击强度，宏观上起快速楔劈作用；而低刚性部分相对于高刚性部分形成了柔性窄间，起吸屑、排屑作用【3】。高速高压水射流，对切割物进行冲击，使其表层产生破碎和微裂纹，水射流进入裂纹中，如楔子般将工件劈裂、剥离，同时高速水流的冲刷将切下的碎屑带走，形成切缝。 三、高压水射流切割的分类 高压水射流切割按所用的工作介质分为纯水高压水射流切割和在水中加入各种磨料的加磨料高压水射流切割两种基本类型。 （1）纯水型 纯水型高压水射流切割由于仅仅利用从喷嘴喷出的高速高压水射流进行切割，其切割能力相对较低，但设备简单，消耗物品少，操作成本低。 （2）加磨料型 加磨料型高压水射流切割由于在水中混入磨料，大大增强了水射流的冲击作用，所以其切割能力比纯水型切割大为提高，但设备复杂，操作成本高。 加磨料型按混入磨料的方式及水压又分为高压加磨料型水射流切割和低压加磨料型水射流切割两种，后者具有很多优点，是最有前途的切割方法。
水射流加工
水射流加工 姓名： 王劲雄 专业： 08级机械设计制造及其自动化1班 摘要 水射流加工技术是近三十年来迅速发展起来的一门新技术。水射流切割工作原理是首先通过转能装置(泵或增压器)，将发动机(电机或内燃机)的机械能转变成低速水的高压能；接着通过喷嘴小孔喷出高速射流，将压力能转换成高速水射流的动能；最后当高速水射流冲击加工工件时，动能又重新变成作用于材料表面的压力能，当该压力能超过材料的断裂强度时材料就被切割。水射流切割有以下一些优点：切割中无粉尘与烟雾污染；不会产生热变型；不需刃磨刀具，不需调整更换刀具；容易实现自动化；可加工热切削无法加工的材料，且不受材料厚度的限制；切缝小，切割质量好，成本低等。由于水射流切割技术有如上所述的优点，所以受到工程技术界广泛重视。在工业中推广应用，它与激光束、电子束和等离子切割，合称现代工业切割的四大高新技术。水射流除用于切割之外，还可用于除锈、清洗等方面，涉及到医学、国防、机械、城建等许多领域。本文重点讨论水射流加工的设备组成及应用方向，发展趋势，以及对水射流相关工艺参数的分析讨论等。 关键词 水射流加工 优点点 加工应用 工艺参数 第一章 工作原理及其基本机构 1.1工作原理 水喷射加工的基本原理是利用液体增压原理， 通过特定的装置 （增压器或高压泵） ， 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再通过小孔喷嘴将压力能转变成动能， 从而形成高速射流， 喷射到工件表面， 达到去除材料的加工目的。 如图1.1所示， 贮存在水箱中的水经过滤器 1 处理后， 由水泵抽出送至由液压机构驱动的增压器增压， 水压增高。然后高压水通过蓄能器， 使脉动水流平滑化。高压水与磨料在混合腔内混合后， 由具有精细小孔的喷嘴 （一般由蓝宝石制成） 喷射到由工作台固定的工件表面上， 射流速度可达300-900m/s （约为音速的1-3 倍） ， 可产生如头发丝细的射流， 从而对工件进行切割、 打孔等。水喷射加工系统主要由增压、 供水、 增压恒压、 喷嘴管路、 数控工作台、 集水和水循环处理等系统构成。如果是磨料射流加工装置， 则还有磨料与水的混合系统。其中增压恒压系统包括增压器和蓄能器两部分， 增压器获得高压是利用大活塞与水活塞面积之差来实现的。增压器的工作原理图见图1.2。小大油出水／ＡＡP P （Ｐ —压力；Ａ—活塞面积） ， 增压比即大活塞与小活塞面积之比， 通常为 （１０-２５）：１，因此增压器输出高压水压力可达１００-７５０ＭＰａ。集水器的作用主要是回收喷射水和磨料， 通过水循环处理系统处理后， 供水箱重复利用。一般在集水器内放入金属球， 从工件背面喷出的水射流， 经金属球的旋转对其产生缓冲作用， 从而使水射流的能量快速消减。