水喷射加工 - 工作原理,优点和缺点

水射流加工水射流切割(WJM)也称为水射流切割,是一种利用高速水射流去除工件表面材料的非传统加工工艺。WJM可用于切割较软的材料,如塑料、橡胶或木材。为了切割更硬的材料,如金属或花岗岩,磨料是混合在水中。当磨料在水中用于加工过程时,它被称为磨料水射流加工(AWJM)。

工作准则

它基于水侵蚀的原理。当水的高速射流撞击表面时,会发生材料的去除。纯净的水射流用于机器较软的材料。但要切割较硬的材料,一些磨料颗粒与加工水混合,它被称为AWJM(磨料喷水机加工)

磨料

AWJM中最常用的磨粒是石榴石和氧化铝。砂(Si02)和玻璃珠也可用作磨料。磨料颗粒的作用是提高水射流的切割能力。

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水射流加工的主要零件

磨料水喷射加工

水喷射加工的各个部分都是

1.液压泵

它用于在加工过程中从储罐循环水。该泵在约5巴的低压下向增强器提供水。还使用增压器,其在将水至11巴的初始压力增加到11巴,然后将其输送到增强器。

2.液压增强器

它用来把水的压力提高到很高的压力。它以4巴的压力从泵接收水,并将压力增加到3000至4000巴。

3.蓄能器

它将高压水暂时储存。当需要大量压力能量时,它提供了流体。它消除了加工过程中的压力波动条件。

4.混合室或管

它是真空室,其中磨料颗粒与水中的混合发生。

5.控制阀:

它控制水射流的压力和方向。

6.流量调节器或阀门

在流量调节器的帮助下调节水的流量。

7.喷嘴

它是一种装置,用于将水的压力转化为水喷射加工中的动能。这里喷嘴将水射流的压力转化为水射流的高速束。喷嘴的尖端由红宝石或金刚石制成,以防止它免受侵蚀。

8.排水和捕集系统

在加工之后,在排水管和捕集器系统的帮助下,从水中分离出来的碎屑和加工颗粒。它从水中除去金属颗粒和其他不需要的颗粒,并将其送回储存器以进一步使用。

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水射流加工的工作原理

水射流加工
  1. 储存器中的水随泵的帮助被泵向增强器。
  2. 增强器将水压从5巴增加到3000巴到4000巴。从增强器流出的高压水和蓄能器中的高压水一样被移到喷嘴中。
  3. 蓄能器储存高压水,并在需要时随时提供高压水。用于消除加工硬质材料时高压要求的波动。
  4. 然后将高压水传递到喷嘴,其中水的高压能量被转化为动能。通过狭窄光束形式的喷嘴(1000 m / s)的非常高速射流。
  5. 诸如石榴石或氧化铝的磨料与喷嘴内的水混合。在喷嘴中有一个混合室,其中研磨剂与高压水混合。
  6. 这种高速水射流击中水/磷表面时,会将材料从水/磷表面去除。
  7. 加工后的水射流被排水管系统收集。这里,除去水的金属颗粒,将其供应到储液箱。
水喷射加工的工作将与磨料颗粒与高速射流混合。只有纯净的水射流从喷嘴的出口出来。

好处

  • 它有能力切割材料而不会扰乱其原始结构。这发生了这种情况,因为没有热影响的区域(HAZ)。
  • 它能在材料上产生复杂的切口。
  • 此加工过程中的工作区域保持清洁无尘。
  • 它的操作和维护成本低,因为它没有移动部件。
  • 由于不产生热量,工件的热损伤可以忽略不计。
  • 它能够切割较软的材料(WJM),如橡胶、塑料或木材,以及较硬的材料(AWJM),如花岗岩。
  • 它是环境友好的,因为它不会产生任何污染或有毒产品。
  • 它具有更高的加工精度。可以容易地实现±0.005英寸±0.005英寸的公差。

缺点

  • 用于切割较软的材料。但是AWJM可以切割厚度有限的较硬材料。
  • 很厚的材料不能用这种方法加工。
  • WJM的初始成本很高。

应用

  • 水喷射加工用于各种行业,如采矿,汽车和航空航天,用于执行切割,塑造和铰孔操作。
  • 通常由水射流(WJM或AWJM)加工的材料有橡胶、纺织品、塑料、泡沫、皮革、复合材料、瓷砖、石玻璃、食品、金属/纸等。
  • WJM主要用于切割薄板材和箔材、木材、有色金属合金、纺织品、蜂窝、塑料、聚合物、皮革、冷冻等柔软易加工材料。
  • AWJM通常用于加工那些很难加工的材料。用于加工钢、铝及其它商用材料、增强塑料、金属基、陶瓷基复合材料、层状复合材料、石材、玻璃等厚板。
  • 除了加工过程之外,高压水射流用于涂料去除,手术,清洁,喷丸,以除去残余应力等。
  • AWJM也可以用来执行钻孔,口袋铣削,车削和铰孔。

米什拉

Pankaj Mishra是由专业的激情和机械工程师的博主。他在2015年完成了他在机械工程中完成了B.Tech学位。他喜欢分享他的知识并帮助他人。

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