淺談數控水切割與小型智能水切割用途

蘇平永（寧波華翔汽車纖維研發有限公司，浙江　寧波　315033）

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淺談數控水切割與小型智能水切割用途

蘇平永
（寧波華翔汽車纖維研發有限公司，浙江寧波315033）

摘要：水切割目前在國內使用還不是很廣泛，這篇論文目的是讓人們了解水切割目前使用領域及可以代替哪些傳統的切割方式，告訴人們通過近年來的發展，這項技術目前可以使用的成果，另外與傳統切割相比的優點。目前在航空工業、汽車復合材料方面應用較廣，可以與CNC銑削等其它設備搭配使用，能節約加工成本，提升產品質量，提高生產效益等，對工裝的要求不高，減少生產工裝成本。

關鍵詞：水刀（水射流）；紅寶石噴嘴；水切割設備組成；智能便攜水刀切割設備；產品優勢與主要技術指標；水切割應用詮釋

一、水切割簡介

水切割，又稱水刀，即高壓水射流切割技術，它是將普通的水經過多級增壓后所產生的高能量水流，再通過一個極細的紅寶石噴嘴（Φ0.1mm～0.35mm），以每秒近千米的速度噴射切割，水切割設備是一種利用高壓水流切割的機器，在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質地影響小，因為其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成為工業切割技術方面的主流切割方式。

二、水切割設備組成

（一）設備主要部件

工作臺、增壓式高壓泵，電控系統，萬向擺動頭，切割頭，供砂系統，冷卻系統，水位升降系統，補水泵，過濾系統，單手夾具，電子水平儀，集線器，機床墊鐵，導軌潤滑油

（二）目前也有無水位升降系統工作臺面的國外設備

BELOTTI（意大利倍珞蒂）公司生產的設備，在切割時可直接把噴出來的水與切割下來的粉塵吸走，只有一少部分的水與粉塵會掉落到地面上。

三、用途

水切割機床是一種多用途、性能完善的切割設備，它最大特點是非熱源的高能量射流束加工，切割中無熱過程，故可切割所有金屬和非金屬材料，特別是各種熱切割方法難以勝任或不能加工的材料。具有：切口快、切口平整、無塵埃、無熱變形、無污染、減少材料浪費等特點。可切割：鈦合金、銅板、鋼板、鋁板、鑄鐵、花崗巖、大理石、瓷磚、化纖、木材、布匹、紙張、皮革、塑料等材料。已應用到航空、軍工、汽車復合材料零件、石材、建筑、裝潢等精加工企業。目前水切割比較知名的供應商國內的上海獅邁、奧拓福，國外的美國傲馬、意大利倍珞蒂等。

四、小型智能便攜式水切割

目前用途最廣的是小型智能便攜式水切割，通常水切割設備都是很大，一般為機床式，小型水切割指重量小于200kg的水切割設備。

（一）產品應用

公安排爆；廢舊彈藥銷毀；武警破障；石油工業、天燃氣管道的排險；油罐的清理工作；隧道施工和救援等領域；化工行業。同時，水切割設備的快速、無損、作業精細、一次成型的特點，也可廣泛應用于建筑、設備加工、石材切割、管件切割等方面。

（二）同類對比

市場上現有的水切割設備均屬大型數控水切割設備，其主要應用于航空工業、汽車復合材料、金屬行業、石材行業、玻璃行業、陶瓷行業等材料的切割及工藝品的加工制造。但因其體積大，只能固定位置進行工作和生產，而智能水切割系統有效的克服了傳統水切割設備整體體積過大的缺點，使整機重量減少到90kg～110kg，大大增強了其工作的靈活性，運輸方便，操作簡單安全，單人即可靈活操作整套設備系統，減少了人力的付出，提高工作效率和工作質量。另一方面，積極進行設備改革，采用燃油機作為驅動，可廣泛應用于公安系統對野外安全破障、救援等工作，克服了斷電對其設備工作效率的影響，保證了公安系統對特殊情況的安全快速解決，維護人民群眾的生命及財產安全。

（三）產品優勢與主要技術指標

小型——設備較傳統設備系統體積小，運輸方便；輕便——產品獨特的設計減小了設備的重量，整機重量90kg左右；操作簡單——單人即可操作，節省人力；斷電操作——產品使用燃油機作為驅動動力，避免了傳統電機斷電不能操作的弊端；不受使用地點的限制——可有效應用于野外作業，不受電源問題的影響；切割時無熱量發生——可對雷管、炸藥直接切割安全；切割速度快——不小于150mm/min（5mm厚37高炮彈40s）；橫切面平整——水切割系統的切割面較傳統機械切割斷口處光滑平整。碳鋼最大切割深度：≥20mm；切縫寬度：0.3mm～2mm。

五、水切割應用詮釋

相比于其他切割方法，水切割有著無可比擬的優勢。水切割是萬能切割，當您感到激光和等離子所能切割的厚度太薄，所產生的毛刺太大，所產生的熱影響區不利時，您可以考慮選用水切割；當您感到火焰切割的毛刺太大、粗糙度太差、熱影響區太大時，您可以考慮選用水切割；當您感到線切割的速度太慢，并且不能切割非導電材料時，您可以考慮選用水切割;當您感到銑削的方法產生了許多廢屑，造成了很大的浪費時，您也可以考慮選用水切割，因為水切割不會產生廢屑，而是整片切割，水切割加工分開的材料大多是可利用的；當您感到使用圓鋸和帶鋸太慢，而又不能進行非直線切割時，您照樣可以考慮選用水切割；當您切割易燃易爆材料或在易燃易爆的環境下切割時，更必須考慮選用水切割;當您切割時不想產生毒副氣體、不需二次加工、不想產生熱效應或變形或微裂縫、又想產生良好的切邊品質并能同時切割細小的孔時，您更要考慮選用水切割機;當你在航空、汽車行業切割復合材料時你更要想到用水切割。

結論

概括起來說水切割機的用途主要有三個，一是切割非可燃性材料，如航空航天汽車業復合材料、大理石、磁磚、玻璃、水泥制品等材料，這是熱切割無法加工的材料;二是切割可燃性材料與鋼板，如塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡膠等，以往的熱切割也可以加工這些材料，但容易產生燃燒區和毛刺，但水切割加工不會產生燃燒區和毛刺，被切割材料的物理、機械性能不發生改變，這也是水切割的一大優點;三是切割易燃易爆材料，這是其它加工方法無法取代的。另外航空航天汽車業等復合材料碳纖維、玻璃纖維零部件的加工也最好優先選用水切割。

參考文獻

[1] CCTV10-水切割.CCTV10——2012-07[Z].

[2]張福祥.中國纖維復合材料行業匯編[M].2014.

[3]第20屆中國國際復合材料工業技術展覽會（CHINA COMPOSITES EXPO 2014）——會刊—BUYER′SGUIDE[Z].

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