高壓磨料水射流切割,也稱為水刀,是利用水射流技術和高速磨削技術發展起來的一項新技術。其原理是:將水加壓至200~400MPa的壓力,使水有了巨大的壓力能,送至孔徑很小的噴嘴中,這時加入磨料,水與磨料經混合后,以兩倍于音速的高速度噴出,形成對石材工件的切割作用,這個切割作用由三種力完成:固體磨料的沖蝕作用、帶磨料的水對工件的剪切作用、磨料對工件表面的微加工作用。
石材的拼花是由多種圖形組成的,在一些精細曲線的加工上,傳統的帶鋸、線鋸、手工已經很難完成較復雜的圖案,即使加工出,曲線之間的吻合度也差,利用高壓磨料水射流切割技術加工石材異型件,可以很好地解決這類難題。高壓磨料水射流切割機的主要技術參數(不同設計有不同的參數)見表1。石材的拼花或異型圖案通過AUTOCAD軟件制成后,由掃描儀輸入計算機,經過計算機編排后,輸給高壓磨料水射流切割機進行工作。因切割的石材品種不同,需要對數據進行調整,表2是加工幾個石材品種的主要參考數據。
性能指標
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參 數
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性能指標
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參 數
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切割精度/mm
切割壓力范圍/MPa
最大水流量/(L/min)
噴砂管內孔直徑/mm
三相電機功率/kW
三相電機額定轉速/
(r/min)
水泵電機功率/kW
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±0.25
100~400
2~4
0.4~0.8
15
700~730
0.335
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步進電機額定轉矩
/N·m
空氣壓縮機壓力/MPa
磨料品種
磨料粒度/目
計算機
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12
0.6~0.8
石榴石、金剛砂、
氧化鋁、碳化硅、
金剛石
60~120
奔騰3以上
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表2 國產高壓磨料水射流切割機切割幾種石材的主要參數
石材品種
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厚度/mm
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水壓力/MPa
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切割速度/(mm/min)
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切割質量
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金花米黃
大花白
幻彩紅
印度紅
大花綠
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20
16
20
20
15
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230
180
200
225
230
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100
80
70
80
105
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切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
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高壓水射流切割機目前已有幾十種規格,但主要區分在磨料水的混合上,有前混合式,即磨料水沒有進入噴前就已混合好,經過壓力后噴出;后混合式,即水與磨料在噴嘴中混合后立即噴出。兩種混合方式的不同使機器設計時就造成了系統設計的不同。