水射流加工-工作原理，优点和缺点与应用

水射流加工(WJM)也称为水射流切割，是一种非传统的加工工艺，利用高速水射流去除工件表面的材料。WJM可用于切割较软的材料，如塑料、橡胶或木材。为了切割较硬的材料，如金属或花岗岩，一种磨料混合在水中。当一种磨料被用于水中的机械加工过程时，它被称为磨料水射流加工(AWJM)。

工作原理

它是基于水蚀原理的。当一股高速水流撞击表面时，物质就会被清除。纯水射流用于加工较软的材料。但为了切割较硬的材料，一些磨料颗粒与水混合进行加工，称为AWJM(磨料水射流加工)。

研磨材料

AWJM中最常用的磨料颗粒是石榴石和氧化铝。砂(Si02)和玻璃珠也被用作磨料。磨料颗粒的作用是增强水射流的切割能力。

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水射流加工的主要零件

水射流加工的各个部位是

1.液压泵

在加工过程中，用于循环储罐中的水。泵以约5巴的低压将水输送到强化器。还使用了一个助推器，在将水输送到增强器之前，将水的初始压力增加到11巴。

2.液压增强器

它是用来增加水的压力到非常高的压力。它以4bar的压力从泵中接收水，并将其压力增加到3000到4000 bar。

3.蓄电池

它可以暂时储存高压水。当需要大量压力能量时，它就会提供这种流体。它消除了加工过程中的压力波动条件。

4.混合室或混合管

这是一个真空室，磨料颗粒在这里与水混合。

5.控制阀门:

它控制水射流的压力和方向。

6.流量调节器或阀门

借助流量调节器调节水的流量。

7.喷嘴

它是在水射流加工中用来将水的压力能转化为动能的装置。这里的喷嘴将水射流的压力转化为高速的水射流束。喷嘴的尖端由红宝石或钻石制成，以防止腐蚀。

8.排水及捕集系统

加工后，在排水和捕集系统的帮助下，从水中分离出碎片和加工颗粒。它从水中去除金属颗粒和其他不需要的颗粒，并将其送回水库供进一步使用。

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水射流加工工作

1. 在水泵的帮助下，水从蓄水池泵到强化器。
2. 增强器将水的压力从5巴增加到3000到4000巴。这种高压水从增强器被移动到喷嘴以及在蓄能器。
3. 蓄能器储存高压水，并在需要时随时供应。用于消除加工硬质材料时对高压要求的波动。
4. 然后高压水被传递到喷嘴，在那里水的高压能量转化为动能。一个非常高速的水射流(1000米/秒)从喷嘴以窄梁的形式流出。
5. 如石榴石或氧化铝等磨料在喷嘴内与水混合。在喷嘴中有一个混合室，磨料在这里与高压水混合。
6. 当这种高速射流撞击w/p表面时，会将物质从w/p表面去除。
7. 加工后的水射流由排水和捕集系统收集。在这里，水中的碎片和金属颗粒被清除，并被供应到储水池中。

优势

• 它具有切割材料而不干扰其原有结构的能力。这是因为没有热影响区(HAZ)。
• 它能够在材料上制造复杂而复杂的切割。
• 在此加工过程中，工作区域保持清洁和无尘。
• 由于没有活动部件，运行和维护成本低。
• 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。
• 它是环保的，因为它不会产生任何污染或有毒产品。
• 具有较高的加工精度。可以很容易地达到±0.005英寸量级的公差。

缺点

• 它被用来切割较软的材料。但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。

应用程序

• 水射流加工用于各种行业，如采矿，汽车和航空航天进行切割，成型和扩孔操作。
• 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/纸张等等。
• WJM主要用于切割柔软和易于加工的材料，如薄板和箔，木材，有色金属合金，纺织品，蜂窝，塑料，聚合物，皮革，冷冻等。
• AWJM通常用于加工那些坚硬和难以加工的材料。适用于加工钢、铝等商业材料的厚板、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。
• 除机械加工外，高压水射流还用于除漆、手术、清洗、喷丸去除残余应力等。
• AWJM还可以用于执行钻井,口袋里铣，转弯和扩眼。