Водяной резак

От | 28.02.2018

Резак струи воды или водяной резак представляет собой промышленный инструмент , способный резать широкий спектр материалов с использованием струи с очень высоким давлением воды или смеси воды и абразивным веществом. Термин « абразивная струя» относится конкретно к использованию смеси воды и абразива для резки твердых материалов, таких как металл или гранит , в то время как термины « чистая гидроабразивная резка и только для воды» относятся к гидроабразивной резке без использования добавленных абразивов, часто используемых для более мягкие материалы, такие как дерево или резина.

Гидроабразивная резка часто используется при изготовлении деталей машин. Это самый лучший метод, когда разрезаемые материалы чувствительны к большим температурам. Гидроабразивная резка используется в различных отраслях промышленности, например,  в горнодобывающей и аэрокосмической промышленности , а так же для резки, формовки и развертывания.

Все гидроабразивы работают по одному принципу, с использованием воды под высоким давлением, сфокусированной в балке соплом. Большинство машин сначала запуская воду через насос высокого давления.

Для создания этого высокого давления используются два типа насосов: насос усилителя и прямой привод или насос коленчатого вала. Прямой насос работает так же, как двигатель автомобиля, заставляя воду через трубу высокого давления с помощью плунжеров, прикрепленных к коленчатому валу.

Насос усилителя создает давление с помощью гидравлического масла для перемещения поршня, заставляющего воду через крошечное отверстие. Затем вода перемещается вдоль трубки высокого давления к соплу гидроабразивной струи. В сопле вода фокусируется в тонкую балку с помощью отверстия для драгоценных камней. Этот пучок воды выбрасывается из сопла, прорезая материал, распыляя его струей высокоскоростной воды.

Процесс такой же для абразивных гидроабразивов, пока вода не достигнет сопла. Используют в основном такие абразивные материалы,  как гранат и оксид алюминия , они подаются в сопло через абразивный вход. Затем абразив смешивается с водой в смесительной трубке и выталкивается из конца под высоким давлением.

Важным преимуществом резака является способность вырезать материал, не мешая его присущей структуре, поскольку нет зоны, подверженной воздействию тепла. Минимизация воздействия тепла позволяет разрезать металлы без ущерба или изменения собственных свойств.  Существует возможность вырезать острые углы, скосы, отверстия для прокола и формы с минимальными внутренними радиусами.

Водяные струйные фрезы также способны производить сложные срезы материала. С помощью специализированного программного обеспечения и трехмерных обрабатывающих головок можно создавать довольно сложные формы.

Пропила , или ширину, разреза можно регулировать путем замены частей в сопле, а также изменения типа и размера абразивного материала. Типичные абразивные разрезы имеют пропитку в диапазоне от 1,0 до 1,3 мм, но могут быть так же узкими  около 0,51 мм.

Неабразивные срезы обычно составляют от 0,18 до 0,33 мм, но могут достигать также 0,076 мм, что примерно соответствует размеру человеческого волоса. Эти небольшие форсунки могут допускать мелкие детали в широком диапазоне применений.

Водяные струи способны достигать точности до 0,13 мм и повторяемости до 0,025 мм.

Из-за его относительно узкой пропитки струйная резка может уменьшить количество произведенного материала лома, это позволяет нарезать детали более плотнее друг к другу, чем традиционными методами резания.

Водные форсунки используют приблизительно от 1,9 до 3,8 литра в минуту (в зависимости от размера отверстия режущей головки), и вода может быть переработана с использованием замкнутой системы. Сточные воды обычно достаточно чисты, чтобы фильтровать и утилизировать слив. Абразив граната — это нетоксичный материал, который может быть в основном переработан для повторного использования; или его можно утилизировать. Водные струи также производят меньшее количество частиц пыли, дыма, дыма и загрязнителей, находящихся в воздухе,  уменьшая воздействие опасных материалов на оператора станка.

Поскольку природа режущего потока может быть легко изменена, водяной резак можно использовать практически в каждой отрасли. Некоторые из них имеют уникальные характеристики, которые требуют особого внимания при резке.

Материалы, обычно разрезанные струей воды, включают текстиль, резину, пенопласт, пластмассы, кожу, композиты, камень, плитку, стекло, металлы, продукты питания, бумагу и многое другое. «Большинство керамических изделий также можно разрезать на резаке, если материал более мягкий, чем используемый абразив ».  Примерами материалов, которые нельзя разрезать струей воды, являются закаленное стекло и алмазы.  Водяной резак способен разрезать до 150 мм металлов и сплавов или до  460 мм большинства материалов  , хотя в специализированных областях добычи угля водяные струи способны разрезать до 30 метров с использованием сопла 1 дюйм (25 мм).

Коммерческие системы водоструйной резки доступны от производителей по всему миру в различных размерах и с водяными насосами, способными к различным давлениям. Типичные машины для струйной резки воды имеют рабочий конверт размером с несколько квадратных футов или до сотен квадратных футов. Водяные насосы сверхвысокого давления выпускаются с расходом до 40000 фунтов на квадратный дюйм (280 МПа) до 100 000 фунтов на квадратный дюйм (690 МПа).

Существует шесть основных технологических характеристик для струйной резки:

  1. Использует высокоскоростной поток воды сверхвысокого давления 30 000-90 000 фунтов на квадратный дюйм (210-620 МПа), который создается насосом высокого давления с возможными абразивными частицами, суспендированными в потоке.
  2. Используется для обработки большого массива материалов, в том числе теплочувствительных, деликатных или очень твердых материалов.
  3. Не вызывает теплового повреждения поверхности заготовки или краев.
  4. Сопла обычно изготовлены из спеченного борида или композитного карбида вольфрама . 
  5. Производит на большинстве разрезов конус менее 1 градуса, который можно полностью или полностью устранить, замедляя процесс разреза или наклоняя струю.
  6. Расстояние сопла от заготовки влияет на размер пропила и скорость удаления материала. Типичное расстояние составляет .125 дюймов (3,2 мм).

Качество края для деталей струйной резки определяется цифрами Q1-Q5. Более низкие цифры указывают на более грубую кромку; более высокие номера более плавные. Для тонких материалов разница в скорости резания для Q1 может быть в 3 раза быстрее, чем скорость для Q5. Для более толстых материалов Q1 может быть в 6 раз быстрее, чем Q5. Например, алюминий Q5 толщиной 4 дюйма (100 мм) будет составлять 0,72 дюйма / мин (18 мм / мин), а Q1 будет составлять 4,2 дюйма / мин (110 мм / мин), что в 5,8 раза выше.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *