淺談數(shù)控水切割與小型智能水切割用途

蘇平永（寧波華翔汽車?yán)w維研發(fā)有限公司，浙江　寧波　315033）

?

淺談數(shù)控水切割與小型智能水切割用途

蘇平永
（寧波華翔汽車?yán)w維研發(fā)有限公司，浙江寧波315033）

摘要：水切割目前在國(guó)內(nèi)使用還不是很廣泛，這篇論文目的是讓人們了解水切割目前使用領(lǐng)域及可以代替哪些傳統(tǒng)的切割方式，告訴人們通過(guò)近年來(lái)的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)目前可以使用的成果，另外與傳統(tǒng)切割相比的優(yōu)點(diǎn)。目前在航空工業(yè)、汽車復(fù)合材料方面應(yīng)用較廣，可以與CNC銑削等其它設(shè)備搭配使用，能節(jié)約加工成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效益等，對(duì)工裝的要求不高，減少生產(chǎn)工裝成本。

關(guān)鍵詞：水刀（水射流）；紅寶石噴嘴；水切割設(shè)備組成；智能便攜水刀切割設(shè)備；產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)與主要技術(shù)指標(biāo)；水切割應(yīng)用詮釋

一、水切割簡(jiǎn)介

水切割，又稱水刀，即高壓水射流切割技術(shù)，它是將普通的水經(jīng)過(guò)多級(jí)增壓后所產(chǎn)生的高能量水流，再通過(guò)一個(gè)極細(xì)的紅寶石噴嘴（Φ0.1mm～0.35mm），以每秒近千米的速度噴射切割，水切割設(shè)備是一種利用高壓水流切割的機(jī)器，在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質(zhì)地影響小，因?yàn)槠涑杀镜?，易操作，良品率又高，水切割正成為工業(yè)切割技術(shù)方面的主流切割方式。

二、水切割設(shè)備組成

（一）設(shè)備主要部件

工作臺(tái)、增壓式高壓泵，電控系統(tǒng)，萬(wàn)向擺動(dòng)頭，切割頭，供砂系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，水位升降系統(tǒng)，補(bǔ)水泵，過(guò)濾系統(tǒng)，單手夾具，電子水平儀，集線器，機(jī)床墊鐵，導(dǎo)軌潤(rùn)滑油

（二）目前也有無(wú)水位升降系統(tǒng)工作臺(tái)面的國(guó)外設(shè)備

BELOTTI（意大利倍珞蒂）公司生產(chǎn)的設(shè)備，在切割時(shí)可直接把噴出來(lái)的水與切割下來(lái)的粉塵吸走，只有一少部分的水與粉塵會(huì)掉落到地面上。

三、用途

水切割機(jī)床是一種多用途、性能完善的切割設(shè)備，它最大特點(diǎn)是非熱源的高能量射流束加工，切割中無(wú)熱過(guò)程，故可切割所有金屬和非金屬材料，特別是各種熱切割方法難以勝任或不能加工的材料。具有：切口快、切口平整、無(wú)塵埃、無(wú)熱變形、無(wú)污染、減少材料浪費(fèi)等特點(diǎn)?？汕懈睿衡伜辖稹~板、鋼板、鋁板、鑄鐵、花崗巖、大理石、瓷磚、化纖、木材、布匹、紙張、皮革、塑料等材料。已應(yīng)用到航空、軍工、汽車復(fù)合材料零件、石材、建筑、裝潢等精加工企業(yè)。目前水切割比較知名的供應(yīng)商國(guó)內(nèi)的上海獅邁、奧拓福，國(guó)外的美國(guó)傲馬、意大利倍珞蒂等。

四、小型智能便攜式水切割

目前用途最廣的是小型智能便攜式水切割，通常水切割設(shè)備都是很大，一般為機(jī)床式，小型水切割指重量小于200kg的水切割設(shè)備。

（一）產(chǎn)品應(yīng)用

公安排爆；廢舊彈藥銷毀；武警破障；石油工業(yè)、天燃?xì)夤艿赖呐烹U(xiǎn)；油罐的清理工作；隧道施工和救援等領(lǐng)域；化工行業(yè)。同時(shí)，水切割設(shè)備的快速、無(wú)損、作業(yè)精細(xì)、一次成型的特點(diǎn)，也可廣泛應(yīng)用于建筑、設(shè)備加工、石材切割、管件切割等方面。

（二）同類對(duì)比

市場(chǎng)上現(xiàn)有的水切割設(shè)備均屬大型數(shù)控水切割設(shè)備，其主要應(yīng)用于航空工業(yè)、汽車復(fù)合材料、金屬行業(yè)、石材行業(yè)、玻璃行業(yè)、陶瓷行業(yè)等材料的切割及工藝品的加工制造。但因其體積大，只能固定位置進(jìn)行工作和生產(chǎn)，而智能水切割系統(tǒng)有效的克服了傳統(tǒng)水切割設(shè)備整體體積過(guò)大的缺點(diǎn)，使整機(jī)重量減少到90kg～110kg，大大增強(qiáng)了其工作的靈活性，運(yùn)輸方便，操作簡(jiǎn)單安全，單人即可靈活操作整套設(shè)備系統(tǒng)，減少了人力的付出，提高工作效率和工作質(zhì)量。另一方面，積極進(jìn)行設(shè)備改革，采用燃油機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，可廣泛應(yīng)用于公安系統(tǒng)對(duì)野外安全破障、救援等工作，克服了斷電對(duì)其設(shè)備工作效率的影響，保證了公安系統(tǒng)對(duì)特殊情況的安全快速解決，維護(hù)人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

（三）產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)與主要技術(shù)指標(biāo)

小型——設(shè)備較傳統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)體積小，運(yùn)輸方便；輕便——產(chǎn)品獨(dú)特的設(shè)計(jì)減小了設(shè)備的重量，整機(jī)重量90kg左右；操作簡(jiǎn)單——單人即可操作，節(jié)省人力；斷電操作——產(chǎn)品使用燃油機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，避免了傳統(tǒng)電機(jī)斷電不能操作的弊端；不受使用地點(diǎn)的限制——可有效應(yīng)用于野外作業(yè)，不受電源問(wèn)題的影響；切割時(shí)無(wú)熱量發(fā)生——可對(duì)雷管、炸藥直接切割安全；切割速度快——不小于150mm/min（5mm厚37高炮彈40s）；橫切面平整——水切割系統(tǒng)的切割面較傳統(tǒng)機(jī)械切割斷口處光滑平整。碳鋼最大切割深度：≥20mm；切縫寬度：0.3mm～2mm。

五、水切割應(yīng)用詮釋

相比于其他切割方法，水切割有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。水切割是萬(wàn)能切割，當(dāng)您感到激光和等離子所能切割的厚度太薄，所產(chǎn)生的毛刺太大，所產(chǎn)生的熱影響區(qū)不利時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到火焰切割的毛刺太大、粗糙度太差、熱影響區(qū)太大時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到線切割的速度太慢，并且不能切割非導(dǎo)電材料時(shí)，您可以考慮選用水切割;當(dāng)您感到銑削的方法產(chǎn)生了許多廢屑，造成了很大的浪費(fèi)時(shí)，您也可以考慮選用水切割，因?yàn)樗懈畈粫?huì)產(chǎn)生廢屑，而是整片切割，水切割加工分開(kāi)的材料大多是可利用的；當(dāng)您感到使用圓鋸和帶鋸太慢，而又不能進(jìn)行非直線切割時(shí)，您照樣可以考慮選用水切割；當(dāng)您切割易燃易爆材料或在易燃易爆的環(huán)境下切割時(shí)，更必須考慮選用水切割;當(dāng)您切割時(shí)不想產(chǎn)生毒副氣體、不需二次加工、不想產(chǎn)生熱效應(yīng)或變形或微裂縫、又想產(chǎn)生良好的切邊品質(zhì)并能同時(shí)切割細(xì)小的孔時(shí)，您更要考慮選用水切割機(jī);當(dāng)你在航空、汽車行業(yè)切割復(fù)合材料時(shí)你更要想到用水切割。

結(jié)論

概括起來(lái)說(shuō)水切割機(jī)的用途主要有三個(gè)，一是切割非可燃性材料，如航空航天汽車業(yè)復(fù)合材料、大理石、磁磚、玻璃、水泥制品等材料，這是熱切割無(wú)法加工的材料;二是切割可燃性材料與鋼板，如塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡膠等，以往的熱切割也可以加工這些材料，但容易產(chǎn)生燃燒區(qū)和毛刺，但水切割加工不會(huì)產(chǎn)生燃燒區(qū)和毛刺，被切割材料的物理、機(jī)械性能不發(fā)生改變，這也是水切割的一大優(yōu)點(diǎn);三是切割易燃易爆材料，這是其它加工方法無(wú)法取代的。另外航空航天汽車業(yè)等復(fù)合材料碳纖維、玻璃纖維零部件的加工也最好優(yōu)先選用水切割。

參考文獻(xiàn)

[1] CCTV10-水切割.CCTV10——2012-07[Z].

[2]張福祥.中國(guó)纖維復(fù)合材料行業(yè)匯編[M].2014.

[3]第20屆中國(guó)國(guó)際復(fù)合材料工業(yè)技術(shù)展覽會(huì)（CHINA COMPOSITES EXPO 2014）——會(huì)刊—BUYER′SGUIDE[Z].

中圖分類號(hào)：TG547

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A