Rezanie vodného gieňa môže byť jednoduchšou metódou spracovania, ale je vybavené silným úderom a vyžaduje, aby operátor udržal povedomie o opotrebení a presnosti viacerých častí.
Najjednoduchšie rezanie vodného prúdu je proces rezania vysokotlakových vodných prúdov na materiály. Táto technológia sa zvyčajne dopĺňa k iným technológiám spracovania, ako sú frézovanie, laser, EDM a plazma. V procese vodného prúdu sa nevytvárajú žiadne škodlivé látky alebo pary a nevytvára sa žiadna zóna postihnutá teplom alebo mechanické napätie. Vodné trysky môžu rezať ultra tenké detaily na kameň, sklo a kov; Rýchlo vŕtajte diery v titáne; Cut Food; a dokonca zabíjajte patogény v nápojoch a poklesoch.
Všetky stroje s vodnou látkou majú čerpadlo, ktoré môže tlačiť vodu na dodanie do reznej hlavy, kde sa prevedie na nadzvukový tok. Existujú dva hlavné typy čerpadiel: čerpadlá na báze priameho pohonu a čerpadlá založené na posilňovaní.
Úloha čerpadla priameho pohonu je podobná úlohe vysokotlakového čističa a trojvalcové čerpadlo poháňa tri plunkáry priamo z elektrického motora. Maximálny nepretržitý pracovný tlak je o 10% až 25% nižší ako podobné posilňovacie čerpadlá, ale stále ich udržuje medzi 20 000 a 50 000 psi.
Čerpadlá na báze intenzifikátora tvoria väčšinu ultra vysokých tlakových čerpadiel (tj čerpadlá viac ako 30 000 psi). Tieto čerpadlá obsahujú dva obvody tekutín, jeden pre vodu a druhý pre hydrauliku. Filter na vstup do vody najprv prechádza cez 1 mikrónový kazetový filter a potom 0,45 mikrónový filter, ktorý nasáva v bežnej vode z vodovodu. Táto voda vstupuje do posilňovacieho čerpadla. Pred vstupom do posilňovacieho čerpadla sa tlak posilňovacieho čerpadla udržiava na približne 90 psi. Tu sa tlak zvyšuje na 60 000 psi. Predtým, ako voda konečne opustí nasadenie čerpadla a dosiahne reznú hlavu cez potrubie, voda prechádza tlmičom nárazom. Zariadenie môže potlačiť výkyvy tlaku, aby sa zlepšila konzistentnosť a eliminovala impulzy, ktoré zanechávajú značky na obrobku.
V hydraulickom obvode elektrický motor medzi elektrickými motormi kreslí olej z olejovej nádrže a natlaňuje ho. Tlakový olej tečie k potrubiu a ventil rozdeľovača striedavo vstrekuje hydraulický olej na obidve strany sušienky a zostavy piestov, aby sa vytvoril pôsobenie zdvihu posilňovača. Pretože povrch piestu je menší ako povrch sušienky, tlak oleja „zvyšuje“ tlak vody.
Posilňovač je recipročné čerpadlo, čo znamená, že zostava sušienok a piest dodáva vysokotlakovú vodu z jednej strany posilňovača, zatiaľ čo nízka tlaková voda napĺňa druhú stranu. Recirkulácia tiež umožňuje, aby sa hydraulický olej ochladil, keď sa vráti do nádrže. Kontrolný ventil zaisťuje, že nízkotlaková a vysokotlaková voda môže prúdiť iba v jednom smere. Vysokotlakové valce a koncové čiapky, ktoré zapuzdrujú komponenty piestov a sušienok, musia spĺňať osobitné požiadavky, aby odolali silám procesu a konštantného tlaku cyklov. Celý systém je navrhnutý tak, aby postupne zlyhal a únik bude prúdený do špeciálnych „odtokových otvorov“, ktoré môže operátor monitorovať, aby sa lepšie naplánovala pravidelná údržba.
Špeciálna vysokotlaková rúrka prepravuje vodu do reznej hlavy. Potrubie môže tiež poskytnúť slobodu pohybu pre reznú hlavu v závislosti od veľkosti potrubia. Nerezová oceľ je materiálom voľby pre tieto potrubia a existujú tri bežné veľkosti. Oceľové potrubia s priemerom 1/4 palca sú dostatočne flexibilné na to, aby sa pripojili k športovému zariadeniu, ale neodporúčajú sa na prepravu vysokotlakovej vody na veľké vzdialenosti. Pretože sa táto trubica ľahko ohýba, dokonca aj do kotúča, dĺžka 10 až 20 stôp môže dosiahnuť pohyb x, y a z. Väčšie 3/8-palcové potrubia 3/8 palca zvyčajne prenášajú vodu z čerpadla na dno pohybujúceho sa zariadenia. Aj keď môže byť ohnutý, vo všeobecnosti nie je vhodný pre vybavenie na pohyb potrubia. Najväčšie potrubie s rozmermi 9/16 palca je najlepšie na prepravu vysokotlakovej vody na veľké vzdialenosti. Väčší priemer pomáha znižovať stratu tlaku. Potrubia tejto veľkosti sú veľmi kompatibilné s veľkými čerpadlami, pretože veľké množstvo vysokotlakovej vody má tiež väčšie riziko potenciálnej straty tlaku. Potrubia tejto veľkosti však nemôžu byť ohnuté a v rohoch je potrebné inštalovať príslušenstvo.
Čistý stroj na rezanie vodného prúdu je najstarším strojom na rezanie vodného prúdu a jeho história je možné vysledovať až do začiatku 70. rokov. V porovnaní s kontaktom alebo inhaláciou materiálov vyrábajú na materiáloch menej vody, takže sú vhodné na výrobu výrobkov, ako sú automobilové interiéry a jednorazové plienky. Kvapalina má veľmi tenký až 0,004 palca do 0,010 palca s priemerom a poskytuje mimoriadne podrobné geometrie s veľmi malými stratami materiálu. Rezacia sila je extrémne nízka a fixovanie je zvyčajne jednoduché. Tieto stroje sú najvhodnejšie pre 24-hodinovú prevádzku.
Pri zvažovaní reznej hlavy pre čistý vodný stroj je dôležité pamätať na to, že rýchlosť prietoku sú mikroskopické fragmenty alebo častice slzného materiálu, nie tlak. Na dosiahnutie tejto vysokej rýchlosti tečie tlaková voda cez malý otvor v drahokamu (zvyčajne zafír, rubíny alebo diamant) pripevnený na konci dýzy. Typické rezanie používa priemer otvoru 0,004 palca až 0,010 palcov, zatiaľ čo špeciálne aplikácie (ako napríklad striekaný betón) môžu využívať veľkosti do 0,10 palca. Pri 40 000 psi tok z otvoru prechádza rýchlosťou približne mach 2 a pri 60 000 psi tok presahuje Mach 3.
Rôzne šperky majú rôzne odborné znalosti v oblasti rezania vodných látok. Sapphire je najbežnejším materiálom na všeobecné účely. Trvajú približne 50 až 100 hodín času na rezanie, hoci v týchto časoch sa aplikácia ApplowJet ApplowJet na polovicu. Rubíny nie sú vhodné na čisté rezanie vodných látok, ale prietok vody, ktorý produkujú, je veľmi vhodný na abrazívne rezanie. V abrazívnom procese rezania je čas rezania rubínov asi 50 až 100 hodín. Diamanty sú omnoho drahšie ako zafíry a rubíny, ale čas prerušenia je medzi 800 a 2 000 hodinami. Vďaka tomu je diamant obzvlášť vhodný pre 24-hodinovú prevádzku. V niektorých prípadoch môže byť diamantový otvor tiež ultrazvukovo vyčistený a znovu použitý.
V stroji brúsivého vodného žiarenia nie je mechanizmom odstraňovania materiálu samotný tok vody. Naopak, prietok urýchľuje abrazívne častice, aby korodoval materiál. Tieto stroje sú tisíckrát silnejšie ako čisté stroje na rezanie vodných látok a môžu rezať tvrdé materiály, ako sú kov, kameň, kompozitné materiály a keramika.
Brušný prúd je väčší ako čistého prúdu vodného prúdu s priemerom medzi 0,020 palca a 0,050 palca. Môžu rezať stohy a materiály hrubé do 10 palcov bez vytvorenia zón postihnutých teplom alebo mechanické napätie. Aj keď sa ich sila zvýšila, rezná sila brúsneho prúdu je stále menšia ako jedna libra. Takmer všetky operácie brúsivého prúdu používajú prúdové zariadenie a môžu sa ľahko prepnúť z použitia jednej hlavy na viac hlavy a dokonca aj brúsu vodný prúd sa môže previesť na čistý vodný prúd.
Arrasívny je tvrdý, špeciálne vybraný a veľkosť piesku obvykle. Rôzne veľkosti mriežky sú vhodné pre rôzne úlohy. Hladký povrch je možné získať s 120 sieťovými brúsivami, zatiaľ čo 80 Abrasives sa ukázalo ako vhodnejšie pre všeobecné účely. Rýchlejšia rýchlosť rezania brúsnej siete je rýchlejšia, ale povrch je o niečo drsnejší.
Aj keď sa vodné trysky ľahšie pracujú ako mnoho iných strojov, miešacia trubica si vyžaduje pozornosť operátora. Potenciál zrýchlenia tejto trubice je ako puškový sud s rôznymi veľkosťami a rôznymi výmennými životnosťami. Dlhodobá miešavacia trubica je revolučná inovácia v rezaní brúsneho vodného prúdu, ale trubica je stále veľmi krehká-ak rezná hlava prichádza do kontaktu s príslušenstvom, ťažkým predmetom alebo cieľovým materiálom, trubica sa môže brzdiť. Poškodené potrubia nie je možné opraviť, takže udržiavanie zníženia nákladov si vyžaduje minimalizáciu výmeny. Moderné stroje majú zvyčajne funkciu automatickej detekcie kolízie, aby sa zabránilo zrážkam s miešacou trubicou.
Separačná vzdialenosť medzi miešačkou a cieľovým materiálom je zvyčajne 0,010 palca až 0,200 palca, ale operátor musí mať na pamäti, že oddelenie väčšie ako 0,080 palca spôsobí polevu na hornej časti rezaného okraja časti. Odrezanie pod vodou a ďalšie techniky môžu túto polevu znížiť alebo eliminovať.
Spočiatku bola zmiešavacia trubica vyrobená z karbidu volfrámu a mala iba servisnú cenu štyri až šesť častí rezania. Dnešné nízkonákladové kompozitné potrubia môžu dosiahnuť reznú životnosť 35 až 60 hodín a odporúčajú sa pre hrubé rezanie alebo školenie nových operátorov. Kompozitná cementovaná karbidová trubica rozširuje svoju služobnú životnosť na 80 až 90 hodín rezania. Vysoko kvalitná kompozitná cementovaná karbidová trubica má reznú životnosť 100 až 150 hodín, je vhodná na presnú a každodennú prácu a vykazuje najpredvídateľnejšie sústredné opotrebenie.
Okrem poskytnutia pohybu musia strojové prístrojové náradie obsahovať aj spôsob zabezpečenia obrobku a systému na zhromažďovanie a zhromažďovanie vody a zvyškov z opracovávania.
Stacionárne a jednorozmerné stroje sú najjednoduchšie vodné látky. Stacionárne vodné trysky sa bežne používajú v leteckom priestore na orezanie kompozitných materiálov. Prevádzkovateľ vŕta materiál do potoka ako kapela, zatiaľ čo chytač zhromažďuje potok a zvyšky. Väčšina stacionárnych vodných látok sú čisté vodné látky, ale nie všetky. Strúhajúci stroj je variantom stacionárneho stroja, v ktorom sa výrobky ako papier privádzajú strojom a vodný dýz rozrezáva produkt na špecifickú šírku. Križovačný stroj je stroj, ktorý sa pohybuje pozdĺž osi. Často pracujú so strihovými strojmi, aby vyrábali vzory podobné mriežke na výrobkoch, ako sú automaty, ako sú koláčiky. Šírka stroja rozrezáva produkt na špecifickú šírku, zatiaľ čo prierezový stroj kríži produkt kŕmením pod ním.
Prevádzkovatelia by nemali ručne používať tento typ drsného vodného žiarenia. Je ťažké presunúť rezaný objekt špecifickou a konzistentnou rýchlosťou a je mimoriadne nebezpečný. Mnoho výrobcov nebude pre tieto nastavenia ani citovať stroje.
Tabuľka XY, tiež nazývaná strihací stroj s plochým ostrekovaním, je najbežnejším dvojrozmerným strihom vodnej látky. Čisté vodné trysky rezajú tesnenia, plasty, gumu a penu, zatiaľ čo abrazívne modely rezajú kovy, kompozity, sklo, kameň a keramiku. Pracovný stôl môže byť len malý ako 2 × 4 stopy alebo vzdialený až 30 × 100 stôp. Ovládanie týchto strojových strojov sa zvyčajne zaoberá CNC alebo PC. Servo motory, zvyčajne so spätnou väzbou z uzavretej slučky, zabezpečujú integritu polohy a rýchlosti. Základná jednotka zahŕňa lineárne príručky, ložiskové puzdrá a jednotky guľôčkových skrutiek, zatiaľ čo mostová jednotka obsahuje aj tieto technológie a zberná nádrž obsahuje podporu materiálu.
XY Workbenches sa zvyčajne dodávajú v dvoch štýloch: pracovný stôl v strednej dráhe obsahuje dve základné vodiace koľajnice a most, zatiaľ čo konzolový pracovný stôl používa základňu a tuhý most. Oba typy strojov obsahujú určitú formu nastaviteľnosti výšky hlavy. Táto nastaviteľnosť osi Z môže mať formu manuálnej kľuky, elektrickej skrutky alebo plne programovateľnej servopručnej skrutky.
Nučka na pracovnom stole XY je zvyčajne vodná nádrž naplnená vodou, ktorá je vybavená mriežkami alebo lamelami na podporu obrobku. Proces rezania tieto podpory spotrebúva pomaly. Lapač sa dá automaticky vyčistiť, odpad sa ukladá v nádobe alebo môže byť manuálny a operátor pravidelne odhadzuje plechovku.
Keďže sa zvyšuje podiel predmetov s takmer žiadnymi plochými povrchmi, pre moderné rezanie vodných látok je nevyhnutná päťosová (alebo viac) schopností. Našťastie ľahká rezačka hlavy a nízka spätná sila počas procesu rezania poskytujú inžinierov dizajnu slobodu, ktorú mletie s vysokým zaťažením nemá. Päťosové rezanie vodných látok spočiatku použilo šablónový systém, ale používatelia sa čoskoro obrátili na programovateľnú päťosovú os, aby sa zbavili nákladov na šablónu.
Avšak aj pri špecializovanom softvéri je 3D rezanie komplikovanejšie ako 2D rezanie. Kompozitná chvostová časť Boeing 777 je extrémnym príkladom. Po prvé, operátor nahrá program a programuje flexibilných zamestnancov „Pogostitick“. Horný žeriav prepravuje materiál častí a pružinová tyčinka je odrezaná do primeranej výšky a časti sú pevné. Špeciálna os, ktorá nie je rezaním Z, používa kontaktnú sondu na presné umiestnenie časti v priestore a vzorky bodov, aby sa získala správna výška a smer a smer. Potom je program presmerovaný do skutočnej polohy časti; Sonda sa stiahne, aby sa vytvoril priestor pre os z reznej hlavy; Program beží na ovládanie všetkých piatich osí, aby sa rezná hlava kolmola na povrch na povrch a pracovala podľa potreby cestovaním presnou rýchlosťou.
Odstráže sú potrebné na rezanie kompozitných materiálov alebo kovu väčších ako 0,05 palca, čo znamená, že vyhadzovači je potrebné zabrániť tomu, aby po rezaní rezal pružinovú tyčinku a lôžko náradia. Špeciálny zachytenie bodov je najlepším spôsobom, ako dosiahnuť päťosové rezanie vodných látok. Testy ukázali, že táto technológia môže zastaviť prúdové lietadlo 50 koní pod 6 palcov. Rám v tvare C spája chytač s zápästím osi Z, aby správne zachytil loptu, keď hlava siaha celý obvod časti. Bodový chytač tiež zastaví oder a spotrebúva oceľové gule rýchlosťou približne 0,5 až 1 libry za hodinu. V tomto systéme je prúd zastavený disperziou kinetickej energie: po tom, čo prúd vstúpi do pasce, sa stretne s obsahovanou oceľovou guľou a oceľová guľa sa otáča, aby spotrebovala energiu prúdu. Aj keď je horizontálne a (v niektorých prípadoch) hore nohami, môže fungovať Spot Catcher.
Nie všetky päťosové časti sú rovnako zložité. Keď sa veľkosť časti zväčšuje, úpravy programu a overenie polohy dielu a presnosť rezu sa komplikujú. Mnoho obchodov používa 3D stroje na jednoduché 2D rezanie a komplexné 3D rezanie každý deň.
Prevádzkovatelia by si mali byť vedomí, že existuje veľký rozdiel medzi presnosťou časti a presnosťou pohybu stroja. Dokonca ani stroj s takmer dokonalou presnosťou, dynamickým pohybom, reguláciou rýchlosti a vynikajúcou opakovateľnosťou nemusí byť schopný vyrábať „dokonalé“ diely. Presnosť hotovej časti je kombináciou chyby procesu, chyby stroja (XY výkon) a stability obrobku (príslušenstvo, rovinnosť a stabilita teploty).
Pri rezaní materiálov s hrúbkou menšou ako 1 palec je presnosť vodného prúdu zvyčajne medzi ± 0,003 až 0,015 palca (0,07 až 0,4 mm). Presnosť materiálov hrubá viac ako 1 palec je v rozmedzí ± 0,005 až 0,100 palca (0,12 až 2,5 mm). Vysokoúčinná tabuľka XY je navrhnutá pre presnosť lineárneho umiestnenia 0,005 palca alebo vyššiu.
Potenciálne chyby, ktoré ovplyvňujú presnosť, zahŕňajú chyby kompenzácie nástroja, chyby programovania a pohyb stroja. Kompenzácia nástroja je vstup hodnoty do riadiaceho systému, aby sa zohľadnila šírka rezania prúdu-to znamená, množstvo reznej cesty, ktorá sa musí rozšíriť, aby sa konečná časť dosiahla správna veľkosť. Aby sa predišlo potenciálnym chybám v práci s vysokou presnosťou, operátori by mali vykonávať pokusné škrty a pochopiť, že kompenzácia nástroja sa musí upraviť tak, aby zodpovedala frekvencii opotrebovania miešacej trubice.
Najčastejšie sa vyskytujú chyby v programovaní, pretože niektoré ovládacie prvky XY nezobrazujú rozmery v programe časti, čo sťažuje zistenie nedostatku rozmerového porovnávania medzi programom a výkresom CAD. Dôležitými aspektmi pohybu stroja, ktoré môžu zaviesť chyby, sú medzera a opakovateľnosť v mechanickej jednotke. Dôležité je aj úpravy servo, pretože nesprávne nastavenie serva môže spôsobiť chyby v medzerách, opakovateľnosti, vertikálii a chatovaní. Malé časti s dĺžkou a šírkou menej ako 12 palcov nevyžadujú toľko tabuliek XY ako veľké časti, takže možnosť chýb pohybu stroja je menšia.
Abrasives tvoria dve tretiny prevádzkových nákladov vo vodných systémoch. Medzi ďalšie patrí energia, voda, vzduch, tesnenia, kontrolné ventily, otvory, miešacie potrubia, filtre na vstup do vody a náhradné diely pre hydraulické čerpadlá a vysokotlakové valce.
Spočiatku sa zdalo, že prevádzka plného výkonu bola drahšia, ale zvýšenie produktivity prekročilo náklady. Keď sa zvyšuje brúsny prietok, rýchlosť rezania sa zvýši a náklady na palec sa znížia, až kým nedosiahne optimálny bod. Pre maximálnu produktivitu by mal operátor spustiť reznú hlavu pri najrýchlejšej rýchlosti rezania a maximálnym výkonom koní pre optimálne použitie. Ak systém 100 koní môže spustiť iba hlavu 50 koní, potom táto účinnosť môže dosiahnuť dve hlavy v systéme.
Optimalizácia brúsneho rezania vodných látok si vyžaduje pozornosť na konkrétnu situáciu, ktorá je k dispozícii, ale môže poskytnúť vynikajúce zvýšenie produktivity.
Nie je múdre znížiť vzduchovú medzeru väčšiu ako 0,020 palca, pretože prúd sa otvára v medzere a zhruba znižuje nižšie úrovne. Tomu môže zabrániť stohovanie materiálových listov.
Zmerajte produktivitu z hľadiska nákladov na palec (to znamená počet dielov vyrobených systémom), nie náklady za hodinu. V skutočnosti je potrebná rýchla výroba na amortizáciu nepriamych nákladov.
Vodné látky, ktoré často prepichnú kompozitné materiály, sklo a kamene, by mali byť vybavené ovládačom, ktorý môže znížiť a zvýšiť tlak vody. Vákuová asistencia a ďalšie technológie zvyšujú pravdepodobnosť úspešného prepichnutia krehkých alebo laminovaných materiálov bez poškodenia cieľového materiálu.
Automatizácia manipulácie s materiálom má zmysel iba vtedy, keď manipulácia s materiálom predstavuje veľkú časť výrobných nákladov na diely. Abrasívne stroje na vodné polievanie zvyčajne používajú manuálne vykladanie, zatiaľ čo rezanie doštičiek používa hlavne automatizáciu.
Väčšina systémov WaterJet používa bežnú vodu z vodovodu a 90% prevádzkovateľov vodných látok sa pred odoslaním vody do vstupného filtra nevykonáva žiadne iné prípravy ako zmäkčenie vody. Použitie reverznej osmózy a deionizátorov na čistenie vody môže byť lákavé, ale odstránenie iónov uľahčuje vodu absorbovať ióny z kovov v čerpadlách a vysokotlakových potrubiach. Môže predĺžiť životnosť otvoru, ale náklady na výmenu vysokotlakového valca, kontrola ventilu a koncového krytu sú oveľa vyššie.
Odrezanie pod vodou znižuje povrchové polevy (známe tiež ako „zahmlievanie“) na hornom okraji strihania brúsivého vodného priestoru a zároveň výrazne znižuje šum a chaos na pracovisku. To však znižuje viditeľnosť prúdu, takže sa odporúča použiť elektronické monitorovanie výkonnosti na zisťovanie odchýlok od špičkových podmienok a zastavenie systému pred poškodením komponentov.
Pre systémy, ktoré používajú rôzne veľkosti abrazívnych obrazoviek pre rôzne úlohy, použite ďalšie úložisko a meranie spoločných veľkostí. Malé (100 lb) alebo veľké (500 až 2 000 lb) objemové a príbuzné meracie ventily umožňujú rýchle prepínanie medzi veľkosťou siete obrazovky, znižujú prestoje a problémy a zároveň zvyšujú produktivitu.
Oddeľovač môže efektívne rezať materiály s hrúbkou menšou ako 0,3 palca. Aj keď tieto plody zvyčajne môžu zabezpečiť druhé brúsenie kohútika, môžu dosiahnuť rýchlejšiu manipuláciu s materiálom. Tvrdšie materiály budú mať menšie štítky.
Stroj s brúsnym vodným prúdom a regulujte hĺbku rezania. Pre správne časti môže tento vznikajúci proces poskytnúť presvedčivú alternatívu.
Spoločnosť Sunlight-Tech Inc. použila laserové mikromachinácie a mikromillingové strediská GF obrábanie roztokov na výrobu častí s toleranciami menšími ako 1 mikrónom.
Rezanie vodného priestoru zaberá miesto v oblasti výroby materiálov. Tento článok sa zameriava na to, ako WaterJets fungujú pre váš obchod a pozerá sa na tento proces.
Čas príspevku: sep-04-2021