影响水刀切割的因素有哪些?

2020-03-06 12:01斯彼得

水射流切割设备以其高精度、零污染等许多优良的切割性能在行业内获得了广泛的应用。但是,在切割过程之中一些操作人员发现了水刀的切割精度会略有不同,许多人误认为这是设备本身的问题。另外,机床切割机的切割精度是由许多方面和因素决定的,影响机床切割机切割精度的因素有哪些呢?


一、速度与压力

切割速度和切割深度随水射流压力的增加而增加,因为随着水射流压力的增加,射流流速的变大,水射流作用于对加工材料的冲击压力增加。此外,通过科学试验,找到了增加压力可明显提升了切割断面的质量。随着喷嘴直径的增大,切割深度却下降。然而,虽然说切割速度和切割深度随着喷嘴出口直径的减小而增加,但是在压力一定的情况之下减小喷嘴的直径,射流会由于空气的夹带而在喷嘴产生雾化,从而失去切割能力。经验总结,提议切割喷嘴出口直径选取在0.1~0.3mm间。尽管随喷嘴直径的增大,切割速度和深度都是减小了,但缝宽度增大了,即单位时间之内材料损伤量增大。也可说明为,随着喷嘴直径的增大,作用在被研磨材料之上的射流接触面积增大,材料的阻力增加,造成切割速度和切割深度呈下降趋势。但随着射流功率的增加,总能量关系不变。


二、切割刀头部分的影响

1、砂管的长度

充足长的砂管可确保磨料与传输空气的不错混合,从而产生更加流畅无序的切割流束。经验显示,砂管的最佳长度应为3-4英寸。


2、配件的连接

确保宝石喷嘴、砂阀、砂管相连精确,尽量减少高压水射流对易耗件的损坏。


3、 切割距离

砂管末端与材料表面间的合适距离,将降低水射流通过空气导致的损失,从而最大限度地提升切割效率。此外,由于空气阻力,如果水射流需长距离通过空气,会导致水射流阻塞和扩散。增大水射流直径也会减少切割精度。通常而言,速度越快,水射流扩散越严重。


三、加工材料的特性

加工材料的特性也是影响水射流速度的主要因素。根据试验结果和对材料毁坏过程的分析,受射流作用的材料从表面裂纹的初生和扩展到造成微粒与大块材料剥离的预裂纹的扩展,都是在拉应力作用之下发生的,也就是说,材料的拉伸强度对工件过程有很大的影响。


四、磨料的选择和流量的增减

实验显示,有所不同的磨料对工件材料有有所不同的效果。使用石榴石和碳化硅磨料对结构钢板展开最大深度切割。同时,随着磨料流量的增加,磨料颗粒的拥挤会造成磨料颗粒间的干涉,精确冲击次数下降。通常而言,适用一个最佳承载力。当磨料流量较小时,切割深度与磨料流量成线性关系。随着磨料流量的增加,切割深度下降。认识和掌控影响水射流切割的因素,从而真正感受这种切割形式的意义及其强劲的功能。