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水射流机床工作原理
来源: 时间:2022-07-27 浏览:558
磨料水射流切割作为一种新的切割方法,它利用增压器将水加压,达到1 OOMPa~300MPa甚至更高的压力。水获得压力能,再从细小的喷嘴喷射而出,将压力能转换为动能,从而形成高速射流

    磨料水射流切割作为一种新的切割方法,它利用增压器将水加压,达到1 OOMPa~300MPa甚至更高的压力。水获得压力能,再从细小的喷嘴喷射而出,将压力能转换为动能,从而形成高速射流。切割正是利用这种高速射流的动能对工件的冲击破坏作用,达到切断、成形的目的。
    磨料水射流切割机系统的基本结构如图3.1所示,通常由以下几部分组成:
  (1)液压增压系统(包括推动增压器活塞的油路液压系统和提供低压水的供水系统、给水装置、增压器、蓄能器等);
  (2)切割头组件;
  (3)切割头驱动装置(数控装置、机器人等);
  (4)电器控制装置(数控系统、电控阀等);
  (5)其他装置(接收器、供料系统、水过滤装置等)。




      磨料水射流切割工作时,柱塞泵1输出压力油,经三位四通换向阀3左位进入增压缸5右活塞腔,同时增压缸5左活塞腔的液压油经换向阀3左位回油箱,增压缸活塞在压力油作用下左行。一方面,增压缸内的柱塞对增压缸左侧的水介质进行增压,超高压水经单向阀4、蓄能器7从喷嘴15喷出;另一方面,补水泵将低压水经由单向阀6注入增压缸右侧的增压缸内。当活塞左行至行程终点位置时,霍尔接近开关发出电信号,接到行程开关发出的信号,电磁换向阀3换向至右位,增压缸活塞反向(向右)运动,并对右侧增压缸内的水介质进行增压,高压水经单向阀6进入蓄能器7并从喷嘴15喷出。如此往复,则形成连续高速水射流。


       增压器是通过活塞面积的变化使驱动液体所施加的压力倍增的设备,其驱动液体通常是液压油。与泵相比,增压器的显著优点是能以驱动端油压(低压)的变化控制水射流压力(超高压)。
       蓄能器实际上是一个超高压容器,连接在增压器与切割头之间,作用是将几乎是单脉冲的超高压水流变成基本无脉冲,为切割头形成连续稳定的超高压水射流创造良好工况。
       切割头是直接用于切割的工具,影响切割质量和效率。磨料水射流(AWJ是磨料与高压水相互混合而形成的固液两相的介质流,由于磨料的介入能大幅度降低工作压力,因此切割头大都设计成导流管、水喷嘴、磨料喷嘴依次排列的结构。其中,水喷嘴与纯水射流中用的水喷嘴相同,大多采用成本较低的红宝石制造。而磨料喷嘴在切割过程中很容易磨损,通常使用碳化钨等硬质合金制造。
       磨料供给装置是一套自动的供料设备,包括伺服电机、螺旋磨料输送轴、砂斗、砂阀等组成,用于提供磨料与高压水相混合,达到磨料水射流切割的目的。
      其中,在磨料射流系统中,磨料的供给是极其关键的,尤其是磨料射流切割的磨料供给量、供料的稳定性及均匀性,直接影响到切割性能和切割质量。目前磨料供给的方式分为自吸式和动力机械输送式,在磨料水射流切割系统中,大多采用自吸式。



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