Сечењето со воден млаз можеби е поедноставен метод на обработка, но е опремен со моќен удар и бара од операторот да ја задржи свесноста за абењето и точноста на повеќе делови.
Наједноставното сечење со воден млаз е процесот на сечење млаз вода под висок притисок во материјали. Оваа технологија обично е комплементарна со другите технологии за обработка, како што се мелење, ласер, EDM и плазма. Во процесот на воден млаз, не се формираат штетни материи или пареа, а не се формира зона погодена од топлина или механички стрес. Водните млазници можат да сечат ултра тенки детали на камен, стакло и метал; брзо вежбајте дупки во титаниум; исечена храна; па дури и убиваат патогени во пијалоци и сосови.
Сите машини со воден млаз имаат пумпа која може да ја притисне водата за испорака до главата за сечење, каде што се претвора во суперсоничен проток. Постојат два главни типа на пумпи: пумпи базирани на директен погон и пумпи базирани на засилувач.
Улогата на пумпата за директен погон е слична на онаа на средството за чистење под висок притисок, а пумпата со три цилиндри придвижува три клипови директно од електричниот мотор. Максималниот континуиран работен притисок е 10% до 25% понизок од сличните пумпи за засилување, но тоа сепак ги одржува помеѓу 20.000 и 50.000 psi.
Пумпите базирани на засилувачи го сочинуваат најголемиот дел од пумпите со ултра висок притисок (т.е. пумпи над 30.000 psi). Овие пумпи содржат две кола за течност, едното за вода, а другото за хидраулика. Филтерот за влез на вода прво минува низ филтер со касети од 1 микрон, а потоа филтер од 0,45 микрони за да вшмукува обична вода од чешма. Оваа вода влегува во бустер пумпата. Пред да влезе во бустер пумпата, притисокот на бустер пумпата се одржува на околу 90 psi. Овде притисокот е зголемен на 60.000 psi. Пред водата конечно да го напушти комплетот на пумпата и да стигне до главата за сечење преку цевководот, водата поминува низ амортизерот. Уредот може да ги потисне флуктуациите на притисокот за да ја подобри конзистентноста и да ги елиминира пулсирањата што оставаат траги на работното парче.
Во хидрауличкото коло, електричниот мотор помеѓу електричните мотори извлекува масло од резервоарот за масло и го притиска. Маслото под притисок тече до колекторот, а вентилот на колекторот наизменично вбризгува хидраулично масло од двете страни на склопот на бисквитот и клипот за да го генерира ударното дејство на засилувачот. Бидејќи површината на клипот е помала од онаа на бисквитот, притисокот на маслото го „зајакнува“ притисокот на водата.
Засилувачот е клипна пумпа, што значи дека склопот за бисквити и клипот испорачува вода под висок притисок од едната страна на засилувачот, додека водата со низок притисок ја исполнува другата страна. Рециркулацијата, исто така, му овозможува на хидрауличкото масло да се излади кога ќе се врати во резервоарот. Повратниот вентил гарантира дека водата со низок и висок притисок може да тече само во една насока. Цилиндрите под висок притисок и крајните капачиња што ги опфаќаат компонентите на клипот и бисквитот мора да исполнуваат посебни барања за да ги издржат силите на процесот и циклусите на постојан притисок. Целиот систем е дизајниран постепено да откажува, а истекувањето ќе тече во посебни „одводни дупки“, кои може да ги надгледува операторот со цел подобро да се закаже редовното одржување.
Специјална цевка под висок притисок ја транспортира водата до главата за сечење. Цевката може да обезбеди и слобода на движење на главата за сечење, во зависност од големината на цевката. Нерѓосувачкиот челик е материјалот на избор за овие цевки и има три вообичаени големини. Челичните цевки со дијаметар од 1/4 инчи се доволно флексибилни за поврзување со спортска опрема, но не се препорачуваат за транспорт на вода под висок притисок на долги растојанија. Бидејќи оваа цевка лесно се свиткува, дури и во ролна, должина од 10 до 20 стапки може да постигне X, Y и Z движење. Поголемите 3/8-инчни цевки 3/8-инчи обично носат вода од пумпата до дното на опремата што се движи. Иако може да се свитка, генерално не е погодна за опрема за движење на гасоводот. Најголемата цевка, со димензии 9/16 инчи, е најдобра за транспорт на вода под висок притисок на долги растојанија. Поголем дијаметар помага да се намали загубата на притисок. Цевките со оваа големина се многу компатибилни со големи пумпи, бидејќи голема количина вода под висок притисок исто така има поголем ризик од потенцијално губење на притисокот. Сепак, цевките од оваа големина не можат да се свиткаат, а фитинзите треба да се инсталираат на аглите.
Машината за сечење со чист воден млаз е најраната машина за сечење воден млаз, а нејзината историја може да се проследи до раните 1970-ти. Во споредба со контакт или вдишување на материјали, тие произведуваат помалку вода на материјалите, па затоа се погодни за производство на производи како што се автомобилски ентериери и пелени за еднократна употреба. Течноста е многу тенка - од 0,004 инчи до 0,010 инчи во дијаметар - и обезбедува исклучително детални геометрии со многу мала загуба на материјал. Силата на сечење е исклучително мала, а прицврстувањето е обично едноставно. Овие машини се најпогодни за 24-часовна работа.
Кога се размислува за глава за сечење за машина со чист вода, важно е да се запамети дека брзината на протокот е микроскопските фрагменти или честички од материјалот што кине, а не притисокот. За да се постигне оваа голема брзина, водата под притисок тече низ мала дупка во скапоцен камен (обично сафир, рубин или дијамант) фиксиран на крајот од млазницата. Вообичаеното сечење користи дијаметар на отворот од 0,004 инчи до 0,010 инчи, додека специјалните апликации (како што е прсканиот бетон) може да користат големини до 0,10 инчи. При 40.000 psi, протокот од отворот се движи со брзина од приближно 2 Mach, а со 60.000 psi, протокот надминува 3 Mach.
Различниот накит има различна експертиза во сечењето со воден млаз. Сафирот е најчестиот материјал за општа намена. Тие траат приближно 50 до 100 часа време на сечење, иако абразивниот воден млаз апликација го преполови овие времиња. Рубините не се погодни за чисто сечење воден млаз, но протокот на вода што го произведуваат е многу погоден за абразивно сечење. Во процесот на абразивно сечење, времето на сечење на рубини е околу 50 до 100 часа. Дијамантите се многу поскапи од сафирите и рубините, но времето на сечење е помеѓу 800 и 2.000 часа. Ова го прави дијамантот особено погоден за 24-часовна работа. Во некои случаи, отворот за дијамант може да се исчисти и повторно да се користи ултразвучно.
Во машината за абразивна вода, механизмот на отстранување на материјалот не е самиот проток на вода. Спротивно на тоа, протокот ги забрзува абразивните честички за да го кородираат материјалот. Овие машини се илјадници пати помоќни од машините за сечење со чист воден млаз и можат да сечат тврди материјали како што се метал, камен, композитни материјали и керамика.
Абразивниот поток е поголем од протокот на чиста вода, со дијаметар помеѓу 0,020 инчи и 0,050 инчи. Тие можат да сечат купишта и материјали со дебелина до 10 инчи без да создаваат зони погодени од топлина или механички стрес. Иако нивната сила е зголемена, силата на сечење на абразивниот тек е сè уште помала од една фунта. Речиси сите операции на абразивни млазници користат уред за млаз и лесно може да се префрлат од употреба со една глава во употреба со повеќе глави, па дури и абразивниот млаз вода може да се претвори во млаз од чиста вода.
Абразивот е тврд, специјално избран и со големина на песок обично гранат. Различни големини на решетки се погодни за различни работни места. Мазна површина може да се добие со абразиви од 120 мрежи, додека абразивите од 80 мрежи се покажаа како посоодветни за општа намена. Брзината на абразивното сечење со 50 мрежи е поголема, но површината е малку погруба.
Иако водните млазници се полесни за ракување од многу други машини, цевката за мешање бара внимание од операторот. Потенцијалот за забрзување на оваа цевка е како цевка за пушка, со различни големини и различен век на замена. Долготрајната цевка за мешање е револуционерна иновација во абразивното сечење со воден млаз, но цевката е сè уште многу кревка - ако главата за сечење дојде во контакт со прицврстувач, тежок предмет или целниот материјал, цевката може да закочи. Оштетените цевки не можат да се поправат, така што намалувањето на трошоците бара минимизирање на замената. Современите машини обично имаат функција за автоматско откривање судир за да спречат судири со цевката за мешање.
Растојанието на одвојување помеѓу цевката за мешање и целниот материјал е обично 0,010 инчи до 0,200 инчи, но операторот мора да има на ум дека одвојувањето поголемо од 0,080 инчи ќе предизвика замрзнување на горниот дел од исечениот раб на делот. Подводното сечење и другите техники можат да го намалат или елиминираат ова замрзнување.
Првично, цевката за мешање беше направена од волфрам карбид и имаше само работен век од четири до шест часа сечење. Денешните евтини композитни цевки можат да достигнат век на сечење од 35 до 60 часа и се препорачуваат за грубо сечење или за обука на нови оператори. Композитната цементирана карбидна цевка го продолжува својот животен век на 80 до 90 часа сечење. Висококвалитетната композитна цементирана карбидна цевка има рок на сечење од 100 до 150 часа, погодна е за прецизност и секојдневна работа и покажува најпредвидливо концентрично абење.
Покрај обезбедувањето движење, машинските алати со воден млаз мора да вклучуваат и метод за прицврстување на работното парче и систем за собирање и собирање вода и отпадоци од машинските операции.
Стационарни и еднодимензионални машини се наједноставните водни млазници. Стационарни водни млазови најчесто се користат во воздушната вселена за да се средат композитните материјали. Операторот го внесува материјалот во потокот како пила за бенд, додека фаќачот го собира потокот и остатоците. Повеќето стационарни водни млазници се чисти водни млазници, но не сите. Машината за сечење е варијанта на стационарната машина, во која производите како што е хартијата се внесуваат низ машината, а млазот вода го сече производот на одредена ширина. Пресечна машина е машина која се движи по оска. Тие често работат со машини за сечење за да направат шаблони слични на решетки на производи како што се автомати како што се пусти. Машината за сечење го сече производот на одредена ширина, додека машината за вкрстување го пресекува производот што се внесува под него.
Операторите не треба рачно да го користат овој тип на абразивен воден млаз. Тешко е да се движи исечениот предмет со одредена и конзистентна брзина и е крајно опасно. Многу производители дури и нема да цитираат машини за овие поставки.
Табелата XY, исто така наречена машина за сечење со рамно лежиште, е најчестата дводимензионална машина за сечење воден млаз. Чистата вода сече дихтунзи, пластика, гума и пена, додека абразивните модели сечат метали, композити, стакло, камен и керамика. Работната маса може да биде мала како 2 × 4 стапки или голема како 30 × 100 стапки. Обично, со контролата на овие машински алати се ракува со ЦПУ или компјутер. Серво моторите, обично со повратни информации во затворена јамка, обезбедуваат интегритет на положбата и брзината. Основната единица вклучува линеарни водилки, куќишта за лежишта и погони со топчести завртки, додека единицата за мост ги вклучува и овие технологии, а резервоарот за собирање содржи материјална поддршка.
Работните маси XY обично доаѓаат во два стила: работната маса со подемен подемен средна шина вклучува две основни водилни шини и мост, додека работната маса со конзола користи основа и цврст мост. Двата типа на машини вклучуваат некаква форма на приспособливост на висината на главата. Оваа можност за прилагодување на оската Z може да има форма на рачна рачка, електричен шраф или целосно програмабилна серво завртка.
Картата на работната маса XY е обично резервоар за вода исполнет со вода, кој е опремен со решетки или летви за поддршка на работното парче. Процесот на сечење ги троши овие потпори бавно. Стапицата може да се исчисти автоматски, отпадот се складира во контејнерот или може да биде рачен, а операторот редовно ја лопата лименката.
Како што се зголемува процентот на предмети без речиси никакви рамни површини, способностите со пет оски (или повеќе) се неопходни за модерното сечење со воден млаз. За среќа, лесната глава за сечење и малата сила на повлекување за време на процесот на сечење им овозможуваат на дизајнерските инженери слобода што ја нема глодањето со големо оптоварување. Сечењето со воден млаз со пет оски првично користеше систем на шаблони, но корисниците набрзо се свртеа кон програмибилни пет оски за да се ослободат од цената на шаблонот.
Сепак, дури и со посветен софтвер, 3D сечењето е покомплицирано од 2D сечењето. Композитниот дел од опашката на Боинг 777 е екстремен пример. Прво, операторот ја поставува програмата и го програмира флексибилниот персонал „погостик“. Надземниот кран го транспортира материјалот на деловите, а пружината се одвртува на соодветна висина и деловите се фиксираат. Специјалната оска Z што не се сече користи контактна сонда за прецизно позиционирање на делот во просторот, а точките на примерокот за да се добие правилната височина и насока на делот. После тоа, програмата се пренасочува кон вистинската позиција на делот; сондата се повлекува за да направи простор за Z-оската на главата за сечење; програмата работи за да ги контролира сите пет оски за да ја одржува главата за сечење нормална на површината што треба да се исече и да работи по потреба Патувајте со прецизна брзина.
Потребни се абразиви за сечење композитни материјали или кој било метал поголем од 0,05 инчи, што значи дека ејекторот треба да се спречи да ги сече пружинската шипка и креветот на алатот по сечењето. Специјалното снимање на точки е најдобриот начин за постигнување на сечење со воден млаз со пет оски. Тестовите покажаа дека оваа технологија може да запре млазен авион со 50 коњски сили под 6 инчи. Рамката во облик на C го поврзува фаќачот со зглобот на оската Z за правилно да ја фати топката кога главата ќе го скрати целиот обем на делот. Фаќачот на точки исто така го запира абразијата и троши челични топчиња со брзина од околу 0,5 до 1 фунта на час. Во овој систем, млазот е запрен со дисперзија на кинетичката енергија: откако млазот ќе влезе во стапицата, се среќава со содржаната челична топка, а челичната топка се ротира за да ја потроши енергијата на млазот. Дури и кога е хоризонтално и (во некои случаи) наопаку, фаќачот на точки може да работи.
Не сите делови со пет оски се подеднакво сложени. Како што се зголемува големината на делот, прилагодувањето на програмата и проверката на положбата на делот и точноста на сечењето стануваат покомплицирани. Многу продавници користат 3D машини за едноставно 2D сечење и сложено 3D сечење секој ден.
Операторите треба да бидат свесни дека постои голема разлика помеѓу точноста на делот и точноста на движењето на машината. Дури и машина со речиси совршена прецизност, динамично движење, контрола на брзината и одлична повторливост можеби нема да може да произведе „совршени“ делови. Точноста на готовиот дел е комбинација на грешка во процесот, грешка на машината (XY перформанси) и стабилност на работното парче (стабилност, плошност и температура).
При сечење материјали со дебелина помала од 1 инч, точноста на водниот млаз обично е помеѓу ±0,003 до 0,015 инчи (0,07 до 0,4 mm). Точноста на материјалите со дебелина поголема од 1 инч е во рамките на ±0,005 до 0,100 инчи (0,12 до 2,5 mm). Табелата XY со високи перформанси е дизајнирана за точност на линеарно позиционирање од 0,005 инчи или повисока.
Потенцијалните грешки кои влијаат на точноста вклучуваат грешки во компензацијата на алатот, грешки во програмирањето и движење на машината. Компензацијата на алатот е внесената вредност во контролниот систем за да се земе предвид ширината на сечењето на млазот, односно количината на патеката за сечење што мора да се прошири за да може последниот дел да ја добие точната големина. За да се избегнат потенцијални грешки при работа со висока прецизност, операторите треба да извршат пробни сечења и да разберат дека компензацијата на алатот мора да се прилагоди за да одговара на фреквенцијата на абење на цевките за мешање.
Грешките во програмирањето најчесто се случуваат затоа што некои XY контроли не ги прикажуваат димензиите на програмата за делови, што го отежнува откривањето на недостатокот на усогласување на димензиите помеѓу програмата за делови и цртежот CAD. Важни аспекти на движењето на машината кои можат да воведат грешки се празнината и повторливоста во механичката единица. Серво прилагодувањето е исто така важно, бидејќи неправилното прилагодување на серво може да предизвика грешки во празнините, повторливост, вертикалност и брборења. Малите делови со должина и ширина помала од 12 инчи не бараат толку XY маси како големите делови, така што можноста за грешки во движењето на машината е помала.
Абразивите сочинуваат две третини од оперативните трошоци на системите за млаз вода. Други вклучуваат струја, вода, воздух, заптивки, обратни вентили, отвори, цевки за мешање, филтри за довод на вода и резервни делови за хидраулични пумпи и цилиндри под висок притисок.
Работата со целосна моќност на почетокот изгледаше поскапо, но зголемувањето на продуктивноста ги надмина трошоците. Како што се зголемува брзината на абразивниот проток, брзината на сечење ќе се зголеми и цената по инч ќе се намалува додека не ја достигне оптималната точка. За максимална продуктивност, операторот треба да ја активира главата за сечење со најголема брзина на сечење и максимална коњска сила за оптимална употреба. Ако системот со 100 коњски сили може да работи само глава од 50 коњски сили, тогаш со две глави на системот може да се постигне оваа ефикасност.
Оптимизирањето на абразивното сечење со воден млаз бара внимание на конкретната ситуација, но може да обезбеди одлично зголемување на продуктивноста.
Не е паметно да се намали воздушен јаз поголем од 0,020 инчи бидејќи млазот се отвора во јазот и грубо ги намалува пониските нивоа. Тоа може да го спречи тесно натрупување на листовите на материјалот.
Измерете ја продуктивноста во однос на трошоците по инч (односно, бројот на делови произведени од системот), а не цената на час. Всушност, брзото производство е неопходно за да се амортизираат индиректните трошоци.
Водните млазници кои често пробиваат композитни материјали, стакло и камења треба да бидат опремени со контролер што може да го намали и зголеми притисокот на водата. Вакуумската помош и другите технологии ја зголемуваат веројатноста за успешно пробивање на кревки или ламинирани материјали без да се оштети целниот материјал.
Автоматизацијата за ракување со материјали има смисла само кога ракувањето со материјали претставува голем дел од производствените трошоци на делови. Абразивните водни машини обично користат рачно истоварување, додека сечењето на плочи главно користи автоматизација.
Повеќето системи со воден млаз користат обична вода од чешма, а 90% од операторите со воден млаз не прават никакви подготовки освен омекнување на водата пред да ја испратат водата до влезниот филтер. Користењето на обратна осмоза и дејонизатори за прочистување на водата може да биде примамливо, но отстранувањето на јоните ѝ олеснува на водата да ги апсорбира јоните од металите во пумпите и цевките под висок притисок. Може да го продолжи животниот век на отворот, но трошоците за замена на цилиндерот под висок притисок, обратниот вентил и крајниот капак се многу повисоки.
Подводното сечење го намалува замрзнувањето на површината (исто така познато како „замаглување“) на горниот раб на абразивното сечење со воден млаз, а исто така во голема мера ја намалува бучавата од млазот и хаосот на работното место. Сепак, ова ја намалува видливоста на млазот, па затоа се препорачува да се користи електронско следење на перформансите за да се детектираат отстапувањата од условите на врвот и да се запре системот пред какво било оштетување на компонентата.
За системи кои користат различни големини на абразивни екрани за различни работи, ве молиме користете дополнително складирање и мерење за вообичаени големини. Малите (100 lb) или големите (500 до 2.000 lb) преносливите вентили и поврзаните мерни вентили овозможуваат брзо префрлување помеѓу големини на решетката на екранот, намалувајќи го времето на застој и мака, истовремено зголемувајќи ја продуктивноста.
Сепараторот може ефикасно да сече материјали со дебелина помала од 0,3 инчи. Иако овие навртки обично можат да обезбедат второ мелење на чешмата, тие можат да постигнат побрзо ракување со материјалот. Потврдите материјали ќе имаат помали етикети.
Машина со абразивен воден млаз и контролирајте ја длабочината на сечењето. За вистинските делови, овој зародиш процес може да обезбеди привлечна алтернатива.
Sunlight-Tech Inc. користеше ласерски микромашински и микромелечки центри Microlution на GF Machining Solutions за производство на делови со толеранции помали од 1 микрон.
Сечењето со вода зазема место во областа на производството на материјали. Оваа статија разгледува како функционираат млазниците за вода за вашата продавница и го разгледува процесот.
Време на објавување: Сеп-04-2021 година