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水刀噴嘴對水刀切割效果的影響

2020-11-10 16:23:56

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0.1l~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o.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 ~110 mm , 不宜進行 012mm 以 下的磨料射流切割 ??梢哉J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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