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    數控水刀切割機在切割行業中切割技術的應用
    作者:數控切割機  來源:www.zr3a.com  發表時間:2012/2/27 11:29:35  點擊:3964

      數控水刀切割機技術在異常挑剔的材料切割工藝競爭中贏得了一席之地,正成為重要的精密加工技術。金屬加工者對于這項技術的評價是:更加清潔的切削刃,沒有結構上的熱變形和彎曲。另外的優點還包括:柔性的切割導向性、多方面的應用件。這項切割技術顯示出越來越好的可操作性,而且比其他與之競爭的技術更具優勢。

      在金屬加工領域獲得經濟性成功的準則是在確保富有競爭力的質量的前提下,為客戶提供全面的解決方案,并縮短生產和供貨周期。這就需要一種節省能源、材料和時間的生產技術,并盡可能避免后續的機械加工。切割復雜幾何尺寸的材料對切割工藝提出了很高的要求!皼]有任何一種切割技術能夠成為可以滿足所有技術要求的完美的解決方案。因此人們在實踐中找到了彼此之間并不相同的切割技術”,。人們比較了幾種流行的技術,希望能夠找到一種非常精密的切割工藝。一種是利用臺式剪斷機手工加工比較薄的金屬板。但是通常情況下遇到的都是復雜的形狀,比較大的加工數帶。在這種情況下,數控沖壓中心成為了具有經濟性的可選方案。當然,金屬板的強度、較高的工具成本和變換產品時無法避免的準備時間都成為了該技術應用的門檻。這在小批量加工的時候尤為明顯。在較小的加工批量情況下,沖壓中心就失去了經濟性;對于單件生產或者樣件生產就更不合適。而熱力切割設備就更有柔性,比如氣體切割、等離子切割以及激光切割等技術。他們可以實現較高的自動化程度,既能用于批量生產,也能用于單件生產。

      熱力切割技術通常需要后續的處理工序

      熱力切割設備限制了可加工材料的種類、壁厚以及由于熱量原因而引起的切削刃變化和材料彎曲。結構變化、硬化變脆、回火/退火變色、表面氧化物、殘力以及產生飛邊毛刺等現象通常需要額外的后續處理。此外,還需要計算為后續機械加工預留下的邊緣區域的材料預留量。由于在進行氣割的時候還會產生有毒的金屬蒸汽、燃燒煙霧以及揚塵,所以還需要特殊的廢氣排放裝置和過濾裝置!坝捎诖嬖谶@些問題,氣割技術在產品結構、工廠和加工人員等方面受到了很大的限制。與此相反,現代的復合材料、精益生產方面的研究以及長期的降低成本措施都要求創新的、低成本的和更有效率的切割技術。在這個方面,與常規的工藝相比,數控水刀切割機技術極大地擴展了它的應用范圍,成為許多場合都能使用的、比較經濟的可選方案。

      金屬的特性要求“低溫”射流

      在進行射流切割的時候,需要利用非常細小鋒利的寶石顆粒產生出攪拌均勻的“低溫”高壓水流微波,在工件上切割出一個很小的切縫。這種金屬加工工藝的優點在于,當進行切割加工的時候不會在切削刃上產生熱影響。射流技術不同于切割技術,既不會產生熱變形,也不會導致結構變化、硬化變脆或者出現殘渣。除此之外,射流技術也不會產生危害健康的蒸汽或者瓦斯氣體;而且由于利用水進行切割,這種技術也是完全無塵的。經過優化設置切割參數之后,切割過程既不會產生磨削,也不會產生令人討厭的劃痕。以上這些的作用在于:避免后續處理工序。這項技術不會對待加工金屬的物理特性方面做出限制。而且與激光切割技術不同,射流技術不會在金屬表面產生惱人的強烈的光學反射;也就可以保證獲得潔凈的切口。射流技術也適用于加工具有較高熱傳導特性的材料,比如鋁合金和銅合金。由于高壓水流具有很高的動能,因此可以用于加工厚度超過100毫米的工件,并能獲得非常精密、準確的切割輪廓。同時,高壓射流技術還能在較厚板材上加工非常精密的孔(直徑范圍為:0.54毫米~1.1毫米)。而切口寬度小于1毫米的時候,僅僅可能產生細微的工件損失。

      高壓射流切割技術的應用范圍正在不斷擴大!艾F代化的加工工藝需要不斷精簡工作步驟”,“因此在許多金屬板加工行業,一般都使用鍍有塑料的板材作為原料。而射流切割工藝通常作為加工這類復合材料的首選切割技術。在化工設備制造業加工涂有瓷釉的板材和零件的時候,也同樣采用射流切割工藝,而其他切割技術根本就沒有用武之地!比艿母邏荷淞饔捎诰哂袖h利的前角或者傾斜的切割角度,因此可以為所有的切割加工提供柔性的切割導向。此外,高壓射流技術還能實現二維和三維的加工,這正是機器人所需要的。這為設計人員提供了產品造型方面新的方法。越來越多的生產商和工人逐漸發現射流技術的價值。在航空和骯天工業,高壓射流技術已經成為加工鈦合金動力總成,以及加工鉻-鎳-鈾為基材的標準工藝。在機械制造行業利用高壓水流技術加工齒輪、法蘭和多功能的支架;在設備制造業利用高壓水流技術對管路或者鍋爐基座進行三維切割。設計師和藝術家可以利用這個技術雕刻不同的金屬徽章、字牌、雕塑或者用于“鑲嵌細工”的樣品。這項技術最新是針對金屬海綿材料,即所謂的“蜂窩狀金屬”,這種金屬可以降低機床的重量,還可以用于制作吸收噪音的結構材料或者耐火材料。

      更加便捷地加工復雜切割輪廓

      熱力加工方法一般是使用可燃氣體、電流或者激光提供切割能量作用于工件中的化學連接力;而高壓水流切割技術可以轉移切割過程中產生的運動能量(動能)。一臺典型的射流切割設備由射流供給裝置以及常規的水軟化裝轉置組成。平常的、經過軟化的自來水也可以用于產生切割水流。與此相反,緯過蒸餾的或者完全去除離子的水卻不適用于產生切割水流——這種水會造成高壓區域零部件的損傷。這個系統的核心是高壓水泵單元、一個或多個射流噴頭以及一個帶有水容器切割工作臺。還可以選裝一個切屑排水系統用于自動排除廢料,以及過濾廢水。

      為了實現二維的切割功能,在切割工作臺的平板上布置了通過CNC控制的一個或者多個按照X-Y方向平行排列的切割噴頭。為了實現對不平整表面做出反應,切割工作臺在Z方向上還能實現單獨的調整。工件自由地擺放在沒有夾緊裝置的格柵板上,格柵板放置在充滿水的容器上。這樣可以防止當高壓水流穿過工件在水容器里產生漩渦。為了實現多維的切割功能,可以要么使用機械手驅動的射流切割噴頭,也可以使用配備了除XYZ三軸之外的旋轉軸和擺動軸的切割工作臺。這樣可以加工比較復雜的切割輪廓。高壓水流切割設備的核心部件是依據增壓器原理工作的高壓水泵。依靠一臺電動機驅動,油壓最初就可以達到2l0巴,經過增壓器之后還可以進一步增壓一倍,然后輸送到切割水流的循環管路當中。水泵的功率為10~150干瓦,設計壓力為4200巴。高壓水的體積流量總計為 1.5~15.2升/分鐘,通過特殊的、部分可調的高壓管路輸送到切割噴頭。然而,為了能夠利用水流切割金屬,還需要采取特殊的措施。對此“純粹的水流切割技術,也被稱為純水切割技術,只能用于切割比較柔軟的材料,比如木材、紙張、塑料和皮革或者食品。這個級別的能量水平不足以用來切割金屬或者其他的較硬材料。而高壓水流這樣的切割工具能夠加工任何材料!

      高壓射流切割技術的應用潛力還遠沒有被完全發揮。這需要設計人員和操作人員盡可能地使用這項技術,井且在產品設計階段和工藝規劃階段考慮這項技術。第一步可以嘗試在切割加工企業原有的材料時使用高壓射流切割技術,或者在零部件的技術學校中采用這項技術。

     

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