【正文】 103。水刀是怎樣把水加速？來(lái)源：機(jī)械數(shù)控網(wǎng) 作者：未知 問(wèn)：水刀是怎樣把水加速的？他是怎樣把水加速到那么快，又那么細(xì)呢？具體點(diǎn)，比如它的加速原理是什么。答： 所謂的“水刀”，是用高壓泵把密封的水加壓，通過(guò)高級(jí)硬質(zhì)合金、藍(lán)寶石、金剛石等做成的噴嘴極細(xì)的噴口噴出，切割材料。 要做到這點(diǎn)，對(duì)水、管道、噴口都有比較高的需求。如管道，水刀是用高壓工具把水加壓后射出來(lái)的，必須擁有極高的壓力才能把堅(jiān)硬的切割材料切開，所以管道必須能承受極高的壓力，這個(gè)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于700兆帕，因?yàn)楸′摪澹ū磺懈畈牧希┍旧砭湍艹惺?00兆帕的壓力。 其次，水刀用的水完全沒(méi)有雜質(zhì)是不對(duì)的。因?yàn)樗畨哼h(yuǎn)遠(yuǎn)大于700兆帕，那么對(duì)于管道等密封設(shè)備而言，無(wú)論密封性能多么好，純水總會(huì)使它們磨損而滲漏。為了解決這個(gè)問(wèn)題，水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油，提高密封效果。對(duì)于高壓泵，也要加入一些油液提高其密封性能。 上面說(shuō)過(guò)了，水刀的噴嘴是用硬質(zhì)合金、藍(lán)寶石等材料做成的，而且孔內(nèi)壁光滑平整，能承受1700兆帕的壓力，所以噴出來(lái)的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長(zhǎng)鏈聚合物，如聚乙烯氧化物，增加水的“黏度”，使噴出的水猶如一條“細(xì)線”。 通過(guò)壓力，電動(dòng)機(jī)帶到?jīng)_壓機(jī)， 因?yàn)榇档兜某隹谧龅姆浅５木?xì)，所以水也非常的細(xì)， 水是經(jīng)過(guò)過(guò)濾的，沒(méi)有任何的雜質(zhì)確實(shí)是通過(guò)巨大的壓強(qiáng)來(lái)使水從細(xì)小的出口沖出,使它具有切割硬度或韌性比較高材料. 但是沒(méi)有任何的雜質(zhì)這一點(diǎn),我有不同看法:因?yàn)樵谇懈钜恍╀摪鍟r(shí),為了切割效果,有時(shí)會(huì)加入一些細(xì)小的固態(tài)粉末,如石英砂等.水刀/水切割 利用強(qiáng)大的壓強(qiáng)，所以水刀的口徑很小，以便產(chǎn)生強(qiáng)大的壓強(qiáng)。 水刀即超高壓水射流切割技術(shù)發(fā)展歷史不長(zhǎng)，但其優(yōu)秀的切割能力，快捷的切割速度，及其安全的切割方式和低廉的切割成本使水切割技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。水刀是通過(guò)超高壓發(fā)生器將水加壓到300MPa(300兆帕)以上，通過(guò)一個(gè)專用的切割噴頭在極細(xì) 的小孔中噴出，其速度是聲速的幾倍，這種高壓水流具有極強(qiáng)的切割能力，而且通過(guò)在其中添加沙子等磨料可以使其切割能力幾倍增強(qiáng)。 高壓水刀可以快速的切割幾乎所有材料：玻璃、橡膠，纖維、織物、鋼鐵、石材、塑料、鈦、鉻等各種有色金屬、復(fù)合材料、不銹鋼、鋼筋混凝土、膠體、泥土可以這么說(shuō)，除金剛石和鋼化玻璃（易碎）以外沒(méi)有高壓水射流切割機(jī)切不了的東西。 而且它可以安全的切開易燃易爆物品，像應(yīng)用于廢棄炮彈、炸彈的拆除式切割。水切割的切口細(xì)（12MM左右），切割精度高（），可切割自由各種復(fù)雜圖形 水射切割的切口光滑，無(wú)毛刺，不發(fā)熱無(wú)退火現(xiàn)象，切面平坦，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)零件、精密機(jī)械齒輪、打印機(jī)，隨身聽齒輪、機(jī)件等。水切割加工有句成語(yǔ)叫做：“柔情似水”，表明在常人眼中，液體的水無(wú)固定形狀，是溫柔的象征。然而，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，高壓水流在撞擊物體表面最初的百萬(wàn)分之幾秒時(shí)，其瞬時(shí)壓力非常大。利用水的這一特點(diǎn)，科學(xué)家們將水變成了堅(jiān)硬的高壓水切割加工機(jī)（水刀），水切割加工可以用來(lái)挖泥、采礦，甚至切削鋼板，還可用于沖孔、粉碎材料，甚至外科手術(shù)。 水切割加工的優(yōu)點(diǎn)有：用途廣泛，可以加工鋼板、銅板、玻璃、塑料等各種類型的材料；切削材料的切面光滑，不會(huì)留下毛口或變形；在切削某些化工合成材料肘，不會(huì)放出有毒氣體或產(chǎn)生煙塵；水刀穿越的速度非?？?，甚至不會(huì)將材料淋濕。目前，許多國(guó)家已將高壓水刀切削工藝投入實(shí)際應(yīng)用。水刀加工來(lái)源：機(jī)械數(shù)控網(wǎng) 作者：未知 水刀加工又稱水切割加工，水射流加工。最適合的平面二維圖形的板材的切割，當(dāng)前FLOW等公司也推出了三維加工的水刀。由于水切割是冷態(tài)切割，切割過(guò)程中不產(chǎn)生熱變形、加工應(yīng)力等，在很多行業(yè)（幾乎所有行業(yè)）都可得到應(yīng)用。超高壓水切割的原理來(lái)源：機(jī)械數(shù)控網(wǎng) 作者：未知 　“滴水穿石”是指在漫長(zhǎng)的歲月中，滴水能夠?qū)⑹^擊穿，而“超高壓水切割技術(shù)”能將這一漫長(zhǎng)的過(guò)程濃縮為一瞬間。超高壓水切割機(jī)采用增壓系統(tǒng)，將水的壓力提高到３００ＭＰａ，再使這種超高壓水經(jīng)直徑約為０．２～０．３ｍｍ的寶石噴嘴噴射而出，形成高速的水射流，這束水射流似一根細(xì)棉線，而其流速隨著水的壓力升高而加快，可達(dá) ７００～１ ０００ｍ／ｓ，是音速的２～３倍。 此時(shí)的水射流具有很大的動(dòng)能，可用來(lái)切割一些軟基性材料，如：布匹、紙張、皮革、塑料、橡膠等，可廣泛應(yīng)用于造紙、皮革、食品、塑料、電子、橡膠、輕工、汽車內(nèi)飾件加工等領(lǐng)域。 為了提高水的切割能力，在水射流中加入細(xì)砂，讓細(xì)砂隨水流一道加速而形成加砂射流并產(chǎn)生大于水射流幾倍的功能，這種加砂射流被稱為“水刀”，可以用來(lái)切割任何物質(zhì)，如：鋼材、鈦、合金、復(fù)合材料、大理石、陶瓷、防彈玻璃、玻璃鋼、鋼筋混凝土制品、玉石、核原料、炸藥及各種易燃易爆物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于建筑、裝飾、機(jī)械、航空航天、船舶、汽車、石油、化工、玻璃、陶瓷等行業(yè)。成為一種跨世紀(jì)的國(guó)際先進(jìn)水平的“冷態(tài)制造新工藝”。 水為何能象利劍似地切鋼削石呢？在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的水已不再是柔性體，更不用說(shuō)是超音速運(yùn)動(dòng)的物體，如在空中高速飛行的飛機(jī)與小鳥相撞，飛機(jī)的機(jī)殼就會(huì)被小鳥打出一個(gè)洞而造成飛行事故。超高壓形成的水射流具有音速２～３倍的流速，因此能像利劍一樣鋒利。為提高切割的效率，在水射流速度不變的情況下，在水中加入細(xì)砂，以提高運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量，則可以數(shù)倍地提高射流的沖擊動(dòng)能。水射流切割的原理與特點(diǎn)來(lái)源：機(jī)械數(shù)控網(wǎng) 作者：未知 水射流切割的原理與特點(diǎn)水射流加工技術(shù)起源 “水滴石穿”體現(xiàn)了在人們眼中秉性柔弱的水本身潛在的威力，然而，作為一項(xiàng)獨(dú)立而完整的加工技術(shù)，高壓水射流(wj)、磨料水射流(awj)的產(chǎn)生卻是最近三十年的事，利用高壓水為人們的生產(chǎn)服務(wù)始于十九世紀(jì)七十年代左右，用來(lái)開采金礦，剝落樹皮，直到二戰(zhàn)期間，飛機(jī)運(yùn)行中“雨蝕”使雷達(dá)艙破壞這一現(xiàn)象啟發(fā)了人們思維。直到本世紀(jì)五十年代，高壓水射流切割的可能性才源于蘇聯(lián)，但第一項(xiàng)切割技術(shù)專利卻在美國(guó)產(chǎn)生，即1968年由美國(guó)密蘇里大學(xué)林學(xué)教授諾曼弗蘭茲博士獲得。在最近十多年里，水射流(wj、awj)切割技術(shù)和設(shè)備有了長(zhǎng)足進(jìn)步，其應(yīng)用遍及工業(yè)生產(chǎn)和人們生活各個(gè)方面。許多大學(xué)、公司和工廠競(jìng)相研究開發(fā)，新思維、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，形成了一種你追我趕的勢(shì)頭。目前已有3000多套水射流切割設(shè)備在數(shù)十個(gè)國(guó)家?guī)资畟€(gè)行業(yè)應(yīng)用，尤其是在航空航天、艦船、軍工、核能等高、尖、難技術(shù)上更顯優(yōu)勢(shì)。已可切割500余種材料，其設(shè)備年增長(zhǎng)率超過(guò)20％。 高壓水射流基本原理歸之為：運(yùn)用液體增壓原理，通過(guò)特定的裝置（增壓口或高壓泵）,將動(dòng)力源(電動(dòng)機(jī))的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能，具有巨大壓力能的水在通過(guò)小孔噴嘴(又一換能裝置)，再將壓力能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，從而形成高速射流(wj)。因而又常叫高速水射流。 高壓水射流系統(tǒng)見圖1，主要由增壓系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、增壓恒壓系統(tǒng)、噴嘴管路系統(tǒng)、數(shù)控工作臺(tái)系統(tǒng)、集水系統(tǒng)及水循環(huán)處理系統(tǒng)等構(gòu)成。油壓系統(tǒng)低壓油(10～30mpa)推動(dòng)大活塞往復(fù)來(lái)回移動(dòng)，其方向由換向閥自動(dòng)控制。供水系統(tǒng)先對(duì)水進(jìn)行凈化處理，并加入防銹添加劑等，然后由供水泵打出低壓水從單向閥進(jìn)入高壓缸。增壓恒壓系統(tǒng)包括增壓器和蓄能器兩部分，增壓器獲得高壓原理如圖2所示，即利用大活塞與小活塞面積之差來(lái)實(shí)現(xiàn)，理論上：a大p油=a小p水, p出水=a大/a小p油, 增壓比即大活塞與小活塞面積之比，通常為10：1～25：1，由此，增壓器輸出高壓水壓力可達(dá)100mpa~750mpa。由于水在400mpa時(shí)其壓縮率達(dá)12％，因而活塞桿在走過(guò)其整個(gè)行程八分之一后才會(huì)有高壓水輸出?；钊竭_(dá)行程終端時(shí)，換向閥自動(dòng)使油路改變方向(圖中虛線箭頭所示)，進(jìn)而推動(dòng)大活塞反向行進(jìn)，此時(shí)高壓水在另端輸出。如果將此高壓水直接送到噴嘴，那么噴嘴出來(lái)的射流壓力將會(huì)是脈動(dòng)的(圖3中虛線)，而且這對(duì)管路系統(tǒng)產(chǎn)生周期性振蕩，為獲得穩(wěn)定的高壓水射流，常在增壓器和噴嘴回路之間設(shè)置一蓄能(恒壓)器，消除水壓脈動(dòng)，達(dá)到恒壓之目的，常能控制脈動(dòng)量在5％之內(nèi)。 切除與切斷機(jī)理 高速射流本身具有較高的剛性，在與靶物碰撞時(shí)，產(chǎn)生極高的沖擊動(dòng)壓(p=ρvc)和渦流的形成，從微觀上看相對(duì)于射流平均速度存在著超高速區(qū)和低速區(qū)(有時(shí)可能為負(fù)值)，因而高壓水射流表面上雖為圓柱模型，而內(nèi)部實(shí)際上存在剛性高和剛性低的部分，剛性高的部分產(chǎn)生的沖擊動(dòng)壓使傳播時(shí)間也減少，增大了沖擊強(qiáng)度，宏觀上看起快速楔劈作用，而低剛度部分相對(duì)于高剛度部分形成了柔性空間，起吸屑、排屑作用，這兩者的結(jié)合正好象使得其切割材料時(shí)猶如一把軸向“鋸刀”加工。 高速水射流破壞材料的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)斷裂過(guò)程，對(duì)脆性材料(如巖石)等主要是以裂紋破壞及擴(kuò)散為主；而對(duì)塑性材料符合最大的拉應(yīng)力瞬時(shí)斷裂準(zhǔn)則，即一旦材料中某點(diǎn)的法向拉應(yīng)力達(dá)到或超過(guò)某一臨界值σy時(shí)，該點(diǎn)即發(fā)生斷裂。根據(jù)彈塑性力學(xué)，動(dòng)態(tài)斷裂強(qiáng)度與靜態(tài)斷裂強(qiáng)度相比要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)左右，主要是因?yàn)閯?dòng)態(tài)應(yīng)力作用時(shí)間短，材料中裂紋來(lái)不及發(fā)展，因而這個(gè)動(dòng)態(tài)斷裂不僅與應(yīng)力有關(guān)，還與拉伸應(yīng)力的作用時(shí)間相關(guān)。 (wj、awj)切割應(yīng)用范圍 高壓水射流切割是利用具有很高動(dòng)能的高速射流進(jìn)行的(有時(shí)又稱為高速水射流加工)與激光、離子束、電子束一樣是屬于高能束加工范疇。高壓水射流切割作為一項(xiàng)高新特技術(shù)在某種意義上講是切割領(lǐng)域的一次革命，有著十分廣闊的應(yīng)用前景，隨著技術(shù)的成熟及某些局限的克服，對(duì)其它切割工藝是一種完美補(bǔ)充。目前其用途和優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在難加工材料方面：如陶瓷、硬質(zhì)合金、高速鋼、模具鋼、淬火鋼、白口鑄鐵、鎢鉬鈷合金、耐熱合金、鈦合金、耐蝕合金、復(fù)合材料（frm、frp等）、鍛燒陶瓷、高速鋼（hrc30以下）、不銹鋼、高錳鋼、模具鋼和馬氏體鋼（hrc30）、高硅鑄鐵、可鍛鑄鐵等一般工程材料，高壓水射流除切割外，稍降低壓力或增大靶距和流量還可以用于清洗、破碎、表面毛化和強(qiáng)化處理。在美國(guó)，幾乎所有的汽車和飛機(jī)制造廠都有應(yīng)用。目前已在以下行業(yè)獲得成功應(yīng)用：汽車制造與修理、航空航天、機(jī)械加工、國(guó)防、軍工、兵器、電子電力、石油、采礦、輕工、建筑建材、核工業(yè)、化工、船舶、食品、醫(yī)療、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政工程等方面。 (wj、awj)切割與激光切割的區(qū)別 激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過(guò)材料表面，在極短時(shí)間內(nèi)將材料加熱到幾千至上萬(wàn)攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，達(dá)到切割材料的目的 。而水射流切割實(shí)際應(yīng)用中水中還要加入些微粉磨料，由于是在低溫下完成切割的，特別適合加工易分層、高溫易分解的復(fù)合材料，如玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料等。水切割的優(yōu)點(diǎn)來(lái)源：機(jī)械數(shù)控網(wǎng) 作者：未知 水切割（水射流）是一種利用高壓水流切割的機(jī)器，其優(yōu)點(diǎn)（好處）在于： 數(shù)控成型各種復(fù)雜圖案； 屬冷切割、不產(chǎn)生熱變形或熱效應(yīng)； 環(huán)保無(wú)污染、不產(chǎn)生有毒氣體及粉塵； 可加工各種高硬度的材料，如：玻璃、陶瓷、不銹鋼等，或比較柔軟的材料，如：皮革、橡膠、紙尿布等； 是一些復(fù)合材料，易碎瓷材料復(fù)雜加工的唯一手段； 切口光滑、無(wú)熔渣，勿需二次加工； 可一次完成鉆孔、切割、成型工作； 生產(chǎn)成本低； 自動(dòng)化程度高；24 小時(shí)連續(xù)工作。