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水刀噴嘴對切割效果的影響

來源:原創 瀏覽:1845 發布日期:2019-11-13

    水刀加工的效果主要看加工的速度、深度、切割質量、切割的直線度,那么水刀噴嘴的大小是如何影響到加工的切割效果的呢?現在與您一起分析一下:
        正常來說,水刀的切割速度和深度均隨著噴嘴出口直徑的減小而增加,但在壓力一定的情況下減小噴嘴直徑,射流將因空氣卷入而在其貼近噴嘴處產生霧化,從而使其喪失切割能力。加工件的切口深和切口寬隨噴嘴直徑減小基本上呈直線下降。相同壓力下,減小噴嘴直徑會降低射流的切割能耗比。加工件在高壓射流移動方向的直線度與噴嘴直徑無關。通過觀測不同材料、不同工藝參數的各加工件被切斷后的斷口表面質量,發現加工件斷面形貌存在共同的特征:斷面上部較光滑而下部有凹凸的斜條紋,射流穿透能力較低時斷面底部存在明顯的凹坑區,加工件切口斷面形狀呈V字形,上大下小,當切口深度到達一定程度后,下游的斷面寬度不再變化。另外,經實測得到銅板、鋁板、大理石、花崗巖四種材料的切口角的大小在514°~616°之間,不同材料的切口角稍有不同,切口角的大小與噴嘴直徑無關。加工件切口寬比射流直徑大,直徑越小這一趨勢越顯著。
        不過,隨著噴嘴直徑的增加(0.1mm增至0.4mm),切割深度卻隨之下降。切割用噴嘴出口直徑推薦在0.11~0.3mm內選取。另外,影響水切割機因素盡管隨著噴嘴直徑的增加,切割速度和切割深度均減小,但切縫寬度卻增加了,即單位時間內材料的破損量是增加的。在同等壓力條件下,對比用直徑0.1mm和0.4mm噴嘴加工的材料切縫質量還發現,隨著噴嘴直徑的增加,切縫變寬,切屑粒徑變大,切縫質量(粗糙度)也明顯變差。噴嘴直徑對切割質量的影響。試件在射流移動方向的直線度與噴嘴直徑無關,切口角的大小與噴嘴直徑無關。在相同壓力下,噴嘴直徑減少使射流穿透能力降低,從而使切割質量下降。從能耗、節約被加工材料、切割效率和設備投資等多方面因素考慮,對于普通材料切割的噴嘴直徑較佳選擇為016~110mm,不宜進行012mm以下的磨料射流切割。可以認為,材料破碎量隨著射流功率的增加而增加這一總的能量關系并未改變。雖然射流壓力和噴嘴直徑的增加均使射流功率增加,但其帶來的作用效果卻迥然不同。前者使切割速度和切割深度明顯增加,后者只是使材料破碎量增加,而切割速度和切割深度卻下降。但由于噴嘴直徑的增加,射流作用于被加工材料的接觸面積增加,因而增加了材料的破碎阻力,導致了切割速度和切割深度的下降。
        因此,當射流用于切割作業時,提高射流壓力是提高作業效率的有效途徑。但就射流清洗、除銹剝層類作業而言,由于幾乎不考慮切割深度因素,更重要的是射流作用面積因素,因而在射流壓力達到清洗要求的情況下,增加噴嘴直徑對提高作業速度則更為有效。

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