第七章 水射流加工

1、第七章 數(shù)控水射流加工w水射流加工機水刀切割：食品業(yè)應用w家禽肉類切割w食品切割是超高壓水刀切割最早應用之一7.1射流加工的原理、分類及特點w一、射流加工的原理 運用液體增壓原理，通過特定的裝置，如增壓器，將過濾后的工業(yè)用水加壓至100400MPa，再經(jīng)過直徑為0.080.5mm的噴嘴孔口，形成500900m/s的高速細徑射流，功率密度達106W/mm2，用其對被切割材料進行切割。二、射流加工的分類 根據(jù)射流介質(zhì)的不同，分為純水射流加工、磨料水射流加工和聚合物水射流加工3類。1、純水射流加工 使用工業(yè)用水作為工作介 質(zhì)。因切割力較小，用于切割軟質(zhì)材料，如紙、橡膠、塑料、毛毯、玻璃鋼、石棉板、木

2、材和纖維制品等。水刀切割汽車地毯w2、磨料水射流加工 使用混有細粒度磨料的水射流作為工作介質(zhì)。與前者比，磨料水射流將純水射流對物料 的靜壓連續(xù)作用改變?yōu)槟チ狭Ｗ恿鲗ξ锪系母哳l撞擊與沖蝕作用，可成倍地提高切割力，拓寬了切割材料的范圍，幾乎可切割所有的硬質(zhì) 材料。水刀切割機器零件w3、聚合物水射流加工 向水中加入少量高分子長鏈聚合物，可提高射流密集度及射程，能切割較軟或稍硬 材料。w三、射流加工的特點 1、加工對材料無熱影響，對加工熱敏感材料 尤為有利。 2、可切割各種金屬、非金屬材料，各種硬、 脆、韌性材料。 3、切縫窄，幾乎不產(chǎn)生飛邊、毛刺。 4、切割時對環(huán)境無污染，且可在深水下作業(yè) 屬于綠色

3、加工范疇。 5、效率高，加工成本低。 6、噴嘴的成本較高，使用壽命、切割速度和 精度仍有待進一步提高。 w7.2 數(shù)控射流加工設備 數(shù)控射流加工設備俗稱“水刀”，其主要組成 部分有增壓器、噴嘴、管路系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)、控制系統(tǒng)等。 一、機床運動 二、射流加工設備的液壓原理 三、增壓器 四、噴嘴 五、管路系統(tǒng) 六、工作介質(zhì)w三、增壓器 增壓器用來提高水壓，是水刀的設備的核心。其多采用往復式，主要由活塞、液壓油缸和高壓水缸組成?；钊纱蟆⑿刹糠纸M成，靠油壓作用在大活塞上使活塞運動，小活塞則完成對水的的增壓工作。 P出水=A大/A小XP油 7.3射流加工的主要工藝指標一、切割速度、厚度及其影響因素 工

4、作介質(zhì)：有磨料的切割力高于純水射 流。 射流壓力：提高該項，有利于提高切割 厚度和速度，但增加設備的 成本。 合適的靶距可獲得最大的切割速度。w二、加工精度及其影響因素 工件切割形狀及尺寸精度主要受噴嘴運動軌跡精度及噴嘴內(nèi)徑直徑的影響。噴嘴運動軌跡由 CNC數(shù)控系統(tǒng)控制。噴嘴內(nèi)徑直徑越小，加工精度越高。 切邊質(zhì)量受材料性質(zhì)的影響很大。軟質(zhì)材料 可獲得光滑表面，塑形好的材料可以切出高質(zhì)量 的切邊，對于復合材料易引起材料離層或起鱗， 切割較大厚度工件時，斷面質(zhì)量隨切割深度發(fā)生 變化。 7.4 射流加工的應用 射流加工技術目前主要用于切割加工。此外，通過降低水壓或增大靶距和流量，還可以進行高壓清洗、

5、破碎、表面毛化、去毛刺及強化處理。水刀雕刻木材玻璃雕刻水刀切割：航天工業(yè)應用w五軸復合材料切割使用超高壓水刀清洗的飛機發(fā)動機燃燒罐 水刀切割：石材及陶瓷業(yè)應用 w加砂水刀在世界各地被運用加砂水刀在世界各地被運用來切割石材及磁磚來切割石材及磁磚 水刀切割：造紙業(yè)應用 w紙尿片切割w超高壓水以3倍音速的速度從噴嘴射出，因此并無水份被切割材料吸收w縱切器使用超高壓水切割每分鐘7000英呎運轉(zhuǎn)速度的卷筒紙 水刀切割機器零件w水刀加砂切割可切割任何材料而不產(chǎn)生熱效應或機械應力加砂切割系可完成精密切割 銑銑削型腔削型腔切割切割非金非金屬屬零件零件切割切割金金屬屬零件零件第八章 電子束加工1、概述、概述 電

6、 子 束 加 工 （電 子 束 加 工 （ E l e c t r o n B e a m Machining 簡稱簡稱EBM）起源于德國。）起源于德國。1948年德國科學家斯特格瓦年德國科學家斯特格瓦發(fā)明了第發(fā)明了第一臺電子束加工設備。一臺電子束加工設備。利用高能量密度的電子束撞擊工件表面利用高能量密度的電子束撞擊工件表面產(chǎn)生的熱量進行加工的。產(chǎn)生的熱量進行加工的。8.1 電子束加工電子束加工第八章 電子束加工p電子束加工應用于：電子束加工應用于：電子束焊接、打孔、電子束焊接、打孔、表面處理、熔煉、鍍膜、物理氣相沉積、表面處理、熔煉、鍍膜、物理氣相沉積、雕刻、銑切、切割以及電子束曝光等。雕刻、銑切、切割以及電子束曝光等。p世界上電子束加工技術較先進的國家：世界上電子束加工技術較先進的國家：德德國、日本、美國、俄羅斯以及法國等。國、日本、美國、俄羅斯以及法國等。 p經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前電子束加工技經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前電子束加工技術已在核工業(yè)、航空宇航、精密制造等術已在核工業(yè)、航空宇航、精密制造等工業(yè)部門廣泛應用。工業(yè)部門廣泛應用。第八章 電子束加工w在真空條件下，利用電子槍中產(chǎn)生的電子經(jīng)加速、聚焦后能量密度為106109w/cm2的極細束流高速沖擊到工件表面上極小的部位，并在幾分之一微秒時間內(nèi)，其能量大部分轉(zhuǎn)換為熱能，使