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水刀喷嘴对切割效果的影响

来源:原创 浏览:861 发布日期:2019-11-13

    水刀加工的效果主要看加工的速度、深度、切割质量、切割的直线度,那么水刀喷嘴的大小是如何影响到加工的切割效果的呢?现在与您一起分析一下:
        正常来说,水刀的切割速度和深度均随着喷嘴出口直径的减小而增加,但在压力一定的情况下减小喷嘴直径,射流将因空气卷入而在其贴近喷嘴处产生雾化,从而使其丧失切割能力。加工件的切口深和切口宽随喷嘴直径减小基本上呈直线下降。相同压力下,减小喷嘴直径会降低射流的切割能耗比。加工件在高压射流移动方向的直线度与喷嘴直径无关。通过观测不同材料、不同工艺参数的各加工件被切断后的断口表面质量,发现加工件断面形貌存在共同的特征:断面上部较光滑而下部有凹凸的斜条纹,射流穿透能力较低时断面底部存在明显的凹坑区,加工件切口断面形状呈V字形,上大下小,当切口深度到达一定程度后,下游的断面宽度不再变化。另外,经实测得到铜板、铝板、大理石、花岗岩四种材料的切口角的大小在514°~616°之间,不同材料的切口角稍有不同,切口角的大小与喷嘴直径无关。加工件切口宽比射流直径大,直径越小这一趋势越显著。
        不过,随着喷嘴直径的增加(0.1mm增至0.4mm),切割深度却随之下降。切割用喷嘴出口直径推荐在0.11~0.3mm内选取。另外,影响水切割机因素尽管随着喷嘴直径的增加,切割速度和切割深度均减小,但切缝宽度却增加了,即单位时间内材料的破损量是增加的。在同等压力条件下,对比用直径0.1mm和0.4mm喷嘴加工的材料切缝质量还发现,随着喷嘴直径的增加,切缝变宽,切屑粒径变大,切缝质量(粗糙度)也明显变差。喷嘴直径对切割质量的影响。试件在射流移动方向的直线度与喷嘴直径无关,切口角的大小与喷嘴直径无关。在相同压力下,喷嘴直径减少使射流穿透能力降低,从而使切割质量下降。从能耗、节约被加工材料、切割效率和设备投资等多方面因素考虑,对于普通材料切割的喷嘴直径较佳选择为016~110mm,不宜进行012mm以下的磨料射流切割。可以认为,材料破碎量随着射流功率的增加而增加这一总的能量关系并未改变。虽然射流压力和喷嘴直径的增加均使射流功率增加,但其带来的作用效果却迥然不同。前者使切割速度和切割深度明显增加,后者只是使材料破碎量增加,而切割速度和切割深度却下降。但由于喷嘴直径的增加,射流作用于被加工材料的接触面积增加,因而增加了材料的破碎阻力,导致了切割速度和切割深度的下降。
        因此,当射流用于切割作业时,提高射流压力是提高作业效率的有效途径。但就射流清洗、除锈剥层类作业而言,由于几乎不考虑切割深度因素,更重要的是射流作用面积因素,因而在射流压力达到清洗要求的情况下,增加喷嘴直径对提高作业速度则更为有效。

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