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数控水射流切割机--无需热能

        上世纪80年代初推出的计算机数控(CNC)水射流切割机能切割任何材料而无需使用热能。如今,这些机床作为一种切割和钻孔设备已经变得相当普遍了。其性能在不断提高,因为该技术的倡导者们继续研发小孔径钻孔和精密切割的潜力。通过开发混合水射流系统,水射流设备制造商们和加工车间还在进一步提高机床的加工能力和精度。

CNC水射流切割机能切割几乎每一种材料,包括陶瓷、橡胶、塑料、胶合板、玻璃、铝和铜,也可切割厚度达500 mm的诸如钢之类的硬质材料!

一系列高压管道、压力泵和增强器迫使过滤后的水流流经钻内的小孔。加压到高达300,000 psi的水流与细小的磨料金刚砂在管道内混合,以提供超强的切割力量。运动受控机床沿着编程路径传送喷嘴,来切割位置公差达±0.001"(人发宽度的几分之一)的复杂外形。

 

由于刀具不接触材料,几乎不产生热量,所以即使在最薄的材料中也能实现无变形切割。磨料水射流切割工艺决不改变任何合金的冶炼。它消除了材料的应力和热影响区,而且从不硬化金属或留下重铸层,诸如等离子和电火花加工(EDM)等其它加工方法不能获得这些特性。

最大化材料利用率

当人们选择CNC水射流机床时,通常是在他们已经使用其它方法并碰到高成本的材料浪费问题之后。CNC水射流切割能切出窄的切缝或切割宽度,这也使其能完成零件的紧密套料,最大化材料的利用率。这些特性往往使这种工艺优于其它加工方法,如等离子切割和EDM。

节约时间和资金

CNC水射流加工的主要优势之一是它能够在最终加工之前粗制零件从而节约时间和资金。

 

关于柔性的一切

CNC水射流切割和钻孔充当一种低成本方法,处理异常材料和复合材料。用于磨料水射流切割的装置通常简单迅速地制造而成。在大多数情况下,装置用于使材料保持平整或使材料位于距参考边一定距离处。

传统加工要求材料处于一种相对软的状态。如果需要,材料在加工后通常进行热处理,这往往引起变形、收缩、伸长或翘曲等问题。在CNC水射流加工之前对材料进行热处理能避免磨削和重整,它们是由热处理工艺期间的变形而造成的。

在大多数情况下,金属的切割和钻孔速度与材料的硬度无关。另外,工艺的最小热量输入减少了变形和应力。CNC水射流切割不产生变形,因为它不依赖放热反应来帮助切削工艺。

把磨料从金刚砂换成碳化硅或氮化硅来提高切割速度,有时是实用的办法。但是,这些材料更昂贵而且它们对磨料进给系统造成更大的磨损。适用于一种材料的参数设定通常能用于其它材料。这使得CNC水射流切割能非常容易地处理多层组合的材料。

热影响区、重铸、应力

不像等离子或激光切割等其它方法,CNC水射流加工不产生热影响区(HAZ)。当温度上升到高于金属的临界变形点时,形成HAZ。在激光切割中,这个HAZ位于切削区附近。在碳钢中,可淬性越高,HAZ越大。由于HAZ是脆性的,所以该区域在受到弯曲和应力时抵抗破裂的能力低,如齿轮。在CNC水射流切割中,没有HAZ。

CNC水射流切割也不熔化材料。因此没有重铸的问题。激光加工中的变形是由于切削区附近材料温度的突然上升。切割侧剩余材料的迅速固化也会造成这种变形。

 

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