超高压水切割机几乎可以切割任何材料, 因此被誉为“万能水切割机”。超高压水切割作为一种新兴的冷态切割工艺,与其他切割方式相比的最大特点是通过非热源的高能量射流来加工,切割中无热过程,对所有材料的切面均不产生热效应,可以切割几乎所有的金属和非金属材料,特别是对各种热切割方法难以或不能加工的材料,水切割的技术优势更为显著。具体而言,水切割主要具有以下优点:
(1) 品质优异、加工质量高。
水切割是一种先进的冷态切割工艺,加工时几乎不产生热量, 对工件材料无热影响,因而工件不会产生热影响区和热变形,不会造成材料的组织结构变化或变质, 这对加工热敏感材料如钛合金尤为有利;切缝窄 , 提高材料利用率, 切面质量好,无飞边,仅在对韧性材料切割时会残留细小毛刺,切面光滑、平整, 无裂缝、无浮渣;水刀在工件上所产生的横向及纵向的作用力极小,对材料不产生直接的表面压力,几乎不存在机械应力与应变,无工件变形,切割精度较高,可一次直接切割成形,不需或易于二次加工。
(2) 材料的广泛适应性。
水切割是迄今为止适用性最强的切割加工工艺方法。超高压水切割机几乎可以切割任何材料, 因此被誉为“万能水切割机”。水切割可以分为纯水切割和加砂切割两大类,纯水切割主要用于一些软基材料如泡沫、塑料等;加砂切割是在喷嘴处加入细砂,形成水砂混合射流,从而增加射流质量,提高射流的动能,实现对硬质材料的切割。
(3)柔性化、自动化。
水切割机可切割任意平面曲线和空间轮廓, 切入点和终结点可选在工件表面的任意一点, 可作全方位的切割, 无切割方向的限制, 能切割出任何复杂的图形,完成包括各种形状、角度或斜度各种异形加工。另外,水切割机切割头体积小、移动方便, 便于实现自动化控制, 操作方便,所有操作均可使用软件控制,降低工人劳动强度。
(4)绿色制造工艺特点。
超高压水切割因其工作介质是水,在切割加工过程中无尘埃、无污染、噪音低、无废气排放,有降温、灭尘、润滑等作用, 减少粉尘对于环境的污染, 也不会损害人体健康; 操作环境整洁, 符合环保要求, 提高了操作的安全性。
(5)加工成本低。
与传统的冲、剪、车、铣加工方式相比,采用水切割自动化加工,至少可节省4-5 道工序,从而减少加工时间并降低制造成本;由于加工工具为高速高压水流, 因此与传统刀具切割相比,既减少了刀具准备、刃磨等时间, 同时切割质量好而稳定, 工艺一致性好、效率高,易于控制产品切割质量。
对一些金属零件可采取冲剪工艺方法,效率高、速度快,但需要特定的模具和刀具,水刀切割与该切割方法相比柔性好,可随时进行任意形状工件的切割加工,尤其在材料厚、硬度高等情况下,冲剪工艺将很难或无法实现,而用水刀切割方法则较为理想;火焰切割也是金属领域常用的切割工艺,切割的厚度范围非常大,但与水刀切割相比其热效应明显、切割表面质量和精度较差,另外水刀切割能很好地解决一些熔点高、合金、复合材料等特殊材料的切割加工。在玻璃、石材、陶瓷等切割加工行业,传统的方法是用金刚石刀具进行切、锯、铣等,切割的厚度范围非常大、速度较快,但对常规厚度的板材,水刀切割可进行高精度的任意曲线的切割加工,成品率高,降低生产成本,且大大提高加工产品的附加值。
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