特种加工(水切割).ppt

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定义,特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。

特种加工是近几十年发展起来的新工艺,是对传统加工工艺方法的重要补充与发展,目前仍在继续研究开发和改进。

直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。

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是这张！

发展,特种加工是20世纪40年代发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。

为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。

发展,人们一方面通过研究高效加工的刀具、刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平；另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。

后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。

独到之处,与传统机械加工方法相比具有许多独到之处：

（1）加工范围不受材料物理、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料；

（2）易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件；（3）易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小；（4）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。

加工形式,目前，特种加工技术的加工形式大致有如下类别：

电火花、电子束、离子束、等离子、化学、电化学、超声波、激光、快速成形、挤压珩磨、水射流切割、磁性磨料研磨加工和磁性磨料电解研磨加工、铝合金微弧氧化表面陶瓷化处理技术等。

水射流切割,工作原理,将普通的水通过一个超高压加压器，将水加压至3000bar，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料，如纸类、海绵、纤维等，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料。

切割头,特点,1无切割方向的限制，可完成各种异形加工；2水刀在工件上所产生的侧向力极小，可降低设定时间及节省使用夹具成本；3水刀加工不会产生热变形，不需二次加工，可节省时间及制造成本；4水刀加工切割速度快，效率高，加工成本低。

优点,1可以轻松地切割不锈钢板或坚硬的大理石、花岗岩等，对那些因其他方法难以切割的材料如芳纶、钛合金等各种复合材料更是非常理想或唯一的加工手段；2切割时不会产生裂痕，它可以切割间隙很窄的材料。

一般而言，纯水切割其切口约为0.1mm至1.1mm，加砂切割其切口约在0.8mm至1.8mm之间。

随着砂喷嘴内孔直径扩大其切口也就愈大；3可作全方位的切割，包括各种形状、角度或斜度；4不需要进行磨边等二次加工，在切割过程中还可以减少飞尘，改善工作环境。

水切割的形式和水切割机床的构成,形式,按水质分：

纯水切割磨料切割按加压方式分：

液压加压机械加压按机床结构分：

龙门结构悬臂结构,机床结构,超高压系统水刀切割头水刀切割平台CNC控制器CAD/CAM切割软件,水切割相对其他形式切割的优势,水切割VS激光切割,水切割相对其他形式切割的优势,由于水射流的靶距是变化的，数控水刀的最大切割厚度并不好明确界定。

现有的数控水刀一般流量在23升，工作压力在200380MPa，射流经过空气阻力，能量衰减极快，到400、500mm时，基本就随风飘散没有打击力了。

就一般应用而言，切割金属板材厚度建议不超过100mm，发泡材料如海绵厚度建议不超过300mm。

严格来讲，数控水刀虽然比火焰、等离子切割等可以更精确的切割，但还不是精密加工机床，目前还不能标注精度。

在切割10mm以下的板料时，把切割速度和补偿控制得恰到好处，误差可以做到0.1mm。

应用领域,加工各种非金属材料,如仪表板、毯、石棉刹车衬垫、门框、车顶玻璃、汽车内装饰板、橡胶、塑料燃气箱等。

可切割特种材料,如钛合金、蜂窝状结构、碳纤维复合材料及层叠金属或增强塑料玻璃等。

可以进行印刷电路板及薄膜形状的成形切割。

对于煤矿井下危险环境中铺设轨道、检修设备等需要进行切割的作业。

铸造工厂可用水射流切割技术去除工件外部的氧化铝、铸件上的型砂及陶瓷涂层等。

同时,可切割常规方法难以切割的灰铸铁件。

可用于切割成特殊形状的食材，由于是水射流所以不会污染食品。

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