應(yīng)用水切割解決厚金屬板切割下料難題

鐘勝賢

摘 要：一般下料方法能下的板料都不能太厚，而水切割作為一種新的下料方法能下較厚的板材，且切割面質(zhì)量好、精度高，能作為其他下料方法一種很好的補(bǔ)充，應(yīng)用水切割很好的解決了厚金屬板的切割下料問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：切割厚度；切割質(zhì)量；切割速度

中圖分類(lèi)號(hào)：TG48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0043-01

以前我公司金屬板材一般有4種下料切割方法，剪板下料、激光切割、數(shù)控沖和數(shù)控火焰、等離子切割，剪板下料只能下13mm以下的金屬板材，激光切割可割的厚度也不高，數(shù)控沖只能沖6mm以下板材，公司厚金屬板下料主要依靠數(shù)控火焰、等離子切割，而數(shù)控火焰、等離子切割能切割的厚度也有很大限制，碳鋼板只能切割35mm厚左右，鋁板只能切割40mm厚左右。后來(lái)根據(jù)需要引進(jìn)了水切割機(jī)。

1 水切割和其他切割方法的比較

普通水經(jīng)過(guò)一個(gè)超高壓加壓器，將水加壓至380Mpa（55000psi）或更高，然后通過(guò)一個(gè)細(xì)小的噴嘴（其直徑為0.1mm至0.4mm），可產(chǎn)生一道速度為每秒915米（約3倍音速）的水箭，此水箭可切割各種金屬和非金屬材料，如紙類(lèi)、玻璃、海綿等，在切割較硬材料時(shí)，可將砂料與水箭混流以增強(qiáng)其切割能力，此種高速度的加砂水刀幾乎可以切割任何材質(zhì)。水切割與數(shù)控火焰、等離子切割、激光切割相比存在許多優(yōu)點(diǎn)，水切割在切割精度上具有明顯優(yōu)勢(shì)，目前數(shù)控切割精度多在±0.5-1.0MM范圍，除激光外，沒(méi)有任何切割機(jī)和其媲美。切割材質(zhì)更廣，目前數(shù)控等離子切割還只能以金屬材料加工為主，針對(duì)如玻璃、陶瓷、復(fù)合材料、反光材料、化纖、熱敏感材料還顯得力不從心，水切割是一些復(fù)合材料、易碎瓷材料復(fù)雜加工的唯一手段，這也是導(dǎo)致目前水切割還有一定的市場(chǎng)的主要原因。水切割屬于冷切割，產(chǎn)品無(wú)熱變形或者熱效應(yīng)，而等離子切割有明顯熱效應(yīng)，精度低，不利于二次加工，水切割切口光滑、無(wú)熔渣，勿需二次加工。水切割可一次完成鉆孔、切割、成型工作。激光切割速度快、精度高，但激光切割在切割處有弧痕并產(chǎn)生熱效應(yīng)，對(duì)鋁、銅的切割不理想，厚金屬板切割表面質(zhì)量差，甚至無(wú)法切割。水切割不像數(shù)控沖需要專(zhuān)用的模具，可自由切割任意形狀，切割過(guò)程不產(chǎn)生污染物，利于環(huán)保。切割面質(zhì)量好，沒(méi)有毛刺、掛渣等缺陷。

2 水切割工藝實(shí)驗(yàn)

公司有一種長(zhǎng)3.7米寬1.4米厚70mm的墻板零件，材料是鋁合金，里面有多個(gè)方孔和圓孔，以前用等離子切割無(wú)法加工，只能在加工中心上加工，由于切割余量大，加工相當(dāng)費(fèi)時(shí)。在引進(jìn)水切割后，決定用水切割下料切出毛坯，再在加工中心上精加工。

第一步編程，首先看清加工工藝要求，整理好dxf圖形文檔，單邊放4mm余量，再利用編程軟件導(dǎo)入dxf圖形，設(shè)置好起割點(diǎn)和止割點(diǎn)，設(shè)置好切割順序，設(shè)置切割速度為40%，生成切割圖形文件，如圖1所示：第二步選好噴嘴和砂導(dǎo)管，設(shè)置好各種切割參數(shù)，噴嘴為0.011英寸，砂導(dǎo)管為0.04英寸，水壓力為75000PSI，設(shè)置切割材料為鋁合金，切割厚度為70mm。輔助砂料選用80目石榴砂。第三步試切割，將70mm厚鋁板在水刀工作臺(tái)上放好，設(shè)置好起割原點(diǎn)，打開(kāi)動(dòng)態(tài)水刀功能，進(jìn)行試切割。觀察切割面比較平整，波紋少，切割面與板面垂直，切割線相交的地方有波紋，屬正常情況。調(diào)整切割速度為60%進(jìn)行切割實(shí)驗(yàn)，切割面波紋增多，明顯變毛糙。切割速度慢則切割面比較平整，速度快則波紋增多。

后來(lái)又進(jìn)行了不同厚度的鋼板、銅板和鋁板的切割實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出不同板材的切割速度，當(dāng)水壓力為75000PSI時(shí)，切割速度（單位mm/min）如表1所示。

由表可以看出，厚度對(duì)切割速度影響很大，在保證切割質(zhì)量的前提下應(yīng)盡可能增快切割速度。

3 結(jié)語(yǔ)

水切割具有其他切割方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)，切口整齊沒(méi)有熱效應(yīng)，且沒(méi)有毛刺，最主要的是切割厚度厚，在實(shí)際工作中切割過(guò)200厚的鋁板，很好的解決了厚板切割的難題。水切割也存在一定的缺點(diǎn)，主要是設(shè)備維護(hù)成本和使用成本較高，切割速度沒(méi)有激光切割快，在切割薄金屬板時(shí)可采用激光切割，在切割厚金屬板時(shí)可采用水切割。水切割作為一種補(bǔ)充的切割方法可以很好的解決厚金屬板的切割難題。