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高压水切割设备的CNC控制技术
高压水切割设备的特之处,就是能将普通的水经过多级增压后所产生的高能量水流,再通过一个很细的红宝石喷嘴,以每秒近千米的速度喷射切割。从结构形式,可有多种形式,如二至三个数控轴的龙门式结构和悬臂式结构,这种结构多用于切割板材;五至六个数控轴的机器人结构,这种结构多用于切割汽车内饰件和轿车的内衬等。
简单的高压水切割设备具备两个数控轴,由CNC控制X-Y做数控移动,并能实现CAD/CAM直接转换,做到免键盘输入,无图加工,只要在CAD画出的任意复杂曲线,都可以直接切割成形。
而且高压水切割设备的切割精度介于0.1mm至0.25mm之间,其切割精度取决于机器的精度、切割工件的尺寸范围及切割工件的厚度和材质,通常机器的系统定位精度为0.01mm至0.03mm。
切割过程中所用的磨料为石英砂、石榴石、河砂、金刚砂等,磨料的粒径一般为40-70目,磨料的硬度越高粒径越大,切割能力也越强;而CNC数控技术比传统控制技术的加工效率要高,质量要好。
在使用CNC数控技术的时候需要配合使用合适的削切液,选用的削切液应该以冷却性能好的水基削切液为佳,可以为高压水切割设备提供机时冷却效果,提高切割质量。
喷嘴直径对水切割机的影响
能够影响水刀速度的除了水射流的压力和速度外,还有一个重要的因素就是喷嘴直径,可以说这三个因素对水刀的影响都是不容忽视的,它们直接影响其工作效率。所以为了让我们较好的利用高性能的水切割工具我们来认识喷嘴直径的影响到底有多大。
虽然切割速度和深度均随着喷嘴出口直径的减小而增加,但在压力一定的情况下减小喷嘴直径,射流将因空气卷入而在其贴近喷嘴处产生雾化,从而使其丧失切割能力。不过,随着喷嘴直径的增加(0.1mm增至0.4mm),切割深度却随之下降。切割用喷嘴出口直径推荐在0.1l~0.3mm内选取。另外,影响水切割机因素尽管随着喷嘴直径的增加,切割速度和切割深度均减小,但切缝宽度却增加了,即单位时间内材料的破损量是增加的。在同等压力条件下,对比用直径0.1mm和0.4mm喷嘴加工的材料切缝质量还发现,随着喷嘴直径的增加,切缝变宽,切屑粒径变大,切缝质量(粗糙度)也明显变差。可以认为,材料破碎量随着射流功率的增加而增加这一总的能量关系并未改变。虽然射流压力和喷嘴直径的增加均使射流功率增加,但其带来的作用效果却迥然不同。前者使切割速度和切割深度明显增加,后者只是使材料破碎量增加,而切割速度和切割深度却下降。但由于喷嘴直径的增加,射流作用于被加工材料的接触面积增加,因而增加了材料的破碎阻力,导致了切割速度和切割深度的下降。因此,当射流用于切割作业时,提高射流压力是提高作业效率的有效途径。但就射流清洗、除锈剥层类作业而言,由于几乎不考虑切割深度因素,较重要的是射流作用面积因素,因而在射流压力达到清洗要求的情况下,增加喷嘴直径对提高作业速度则较为有效。
如何维护移动高压水切割
如果加砂切割刀头和输送机系统没有得到适当的维护,即使X-Y工作台在公差范围内且泵正常运行,也可能无法加工精密工件。通过三个简单的步骤检查系统,使移动高压水切割保持佳工作状态。
一:
观察宝石喷嘴的水流。在低压下打开水流以进行观察。水流应该是对称的,其宽度取决于所用喷嘴的类型。红宝石和蓝宝石喷嘴的流量略宽;金刚石喷嘴的流动较窄,较一致。如果水流开始变宽,则喷嘴损坏,应立即更换。损坏的喷嘴(或错位的管道)可能会对切割刀头造成内部损坏。
二:
定期检查切割刀头是否有磨损或损坏迹象(通常是由于意外接触零件或夹具造成的)。例如,砂管与夹具的意外接触会损坏喷嘴螺母和保持混合管对准的内部部件。
三:
定期检查和更换输砂系统的易损部件,如管道和配件。确保微型料斗底部下方的砂输送系统的任何部分都不暴露在空气中。要执行此检查,请将砂输送管线从微型料斗底部的接头上断开,手动打开喷嘴并将拇指连接到砂输送管线的一端。你会觉得有足够的(但不是过量的)真空,可能导致拇指尖下垂。真空不足可能表明切割头被堵塞,或者砂输送管线有裂缝,解决这些裂缝以使系统效率化。
检查系统并使其保持佳工作状态,以使水刀切割操作较有效,并延长其部件的使用寿命。
高压水切割时需要具体注意到哪几方面问题
高压水相比于其他切割方式具有较多的优势,比较显著的就是切割精度高、操作简单、切割成本低、切割范围广等,它拥有这么多优势是因为有各个高压水配件配合使用产生的效果。
高压水切割固然是好,但也需要在使用时加爱护和规范使用,先要关注到切割材料厚度,切割时要根据被切割材料的厚度选择合适的切割头,材料厚度小于2.5时,使用中型或大型的切割头,切割的产量并不高,所以要多备几个切割头,根据材料合理选择。
高压水切割的过程中,如果材料与材料之间留有空隙,水喷嘴喷出的急速水柱就会在气缝间发散,导致切割材料表面粗糙,从而影响切割的效果。所以切割时,要保持材料平整的叠合在一起。
高压水在切割一些材料时,可以选择水下切割操作,这样可以减少水切割过程中对材料表面造成的雾化。由于进行水下切割时能见度降低,所以可以配合高压水配件电子器的使用,这样能够提高切割精度。
如果切割材料是玻璃、石头等复合材料,就要通过控制增加或减少水压来改变切割速率,否则,较大的压力可能多导致材料的损坏。另外需要注意的是,高压水使用水需要先过滤,将水中的杂质过滤掉,防止杂质对喷嘴产生磨损,影响切割效果和降低使用寿命。
公司在迅速发展的同时不断加强,提高管理水平,始终贯彻“高速、互助双赢、以客为本、服务为先”的经营理念和服务宗旨。
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