水射流切割是近几十年来新兴的一种环保高效的冷加工技术。目前,无论是机械、汽车行业领域,还是航空、工艺品加工行业领域对高压水射流和磨料水射流技术的应用需求较大,推动了相关技术研究地突飞猛进。实际上,早在上世纪的七十年代左右,人们就已将水射流技术应用于生产生活中,剥落树皮和金矿开采等。在上世纪二战期间,随着水射流技术应用于采煤业并且不断地推广,人们逐渐地意识到提高水的压力同时相应地减小喷嘴直径,可以明显地提高水射流冲击力的强度。于是人们开始研究更高压力的压力源及其设备,随着水射流技术优势越来越突出,其应用范围随之扩大到我们生活工作的各个领域中。大量的各个领域的水射流机械设备相续诞生。为了增加水射流切割力和切割强度扩大其使用范围,20世纪末期美国以为科研机构设计出了一种超高压磨料水射流切割试验装置,让水射流的切割能力得到了大大提升,范围扩大到各种硬质合金钢、硬度大的陶瓷、大理石等硬度较高的材料领域。
水射流切割的特点:水射流切割是将纯水或磨料与水的混合物加压到200~400Mpa使水流速度达900 ~1000m/s,并从直径为0.2mm~0.6mm的喷头小孔中喷射出来对材料零部件进行切割的技术[2]。磨料水射流切割别名也叫加砂水射流切割,水射流从喷嘴通过喷嘴头小孔喷出时借助水射流在喷嘴体中与加磨料管入口处的压强差,从磨料料斗中吸入磨料并将其与水混合到近似均匀。此时水射流的动能一部分传递给磨料与水流一起喷出,水射流的威力大大增加,用此种水射流可以切割各种较硬的材料。由于所采用的是水射流,而且流速快,因此没有热变形存在,保证了材料的物化性能。考虑到喷嘴喷头的压强特别大,因此必须使用特殊材料,喷嘴的材料常为红宝石和金刚石等高硬度材料。
水射流切割技术是近几十年来新兴的一种环保高效的冷加工技术。与目前的加工制造技术相比它所具有众多优点,如切割方向无限制、材料几乎没有热变形物化属性影响极小、切割精度高速度快并且成本低等优点。特别是在工业切割和清洗领域水射流切割技术应用广泛。本设计将水射流切割技术应用于切割岩芯实验材料,解决目前岩芯切割试验材料形状不符问题。针对目前岩芯属性测量试验中物料的形状、力学性能难以满足实验要求的问题,设计一种基于水射流切割技术的岩芯制备机。水切割的方法,对岩芯进行切割。和传统的切割方法相比,采用这种加工方法可极大的减少材料的热变形提高了加工精度,同时噪音相对较小,工人的工作环境得到改善。采用XYZ悬臂滑轨结构、机电一体化与超高压系统技术联合使用,实现对水射流切割岩芯制备机设计。与目前的岩芯制备技术相比,满足了岩芯属性测量试验对物料的要求。水射流切割技术必将是一个发展趋势。
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