水射流加工

水射流加工

摘要：水射流加工是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，有时简称为水切割，或俗称为水刀。水射流加工技术具有生产效率高、加工质量好、加工清浩环保等优点，但水射流加工的一次性初期投资较高。目前己广泛用于汽车制造、航空航天、国防军工、石油采矿、机械加工等领域。，水射流切割配合数控执行机构可精确切割加工任意复杂形状工件。

Water jet machining is the use of high speed water flow effect on the impact of the workpiece to remove material, sometimes referred to as water cut, or commonly known as water knife. Water jet machining technology with high efficiency, good quality, environmental advantages, such as processing qing hao, but the water jet machining one-time initial investment is higher. Has been widely used in automotive, aerospace, national defense, petroleum mining, machinery processing etc. , water jet cutting with numerical control actuator can be precisely cut arbitrarily complex shape workpiece.

关键词：水射流发展原理应用

1.前言

水射流加工作为一种较新的特种加工方法，己越来越广泛地应用于我们的实际生活中，如汽车制造、航空航天、石油采矿等诸多领域。水射流加工具有生产效率高、加工质量好，加工清洁环保等优越性，在将来的社会发展中，水射流加工也必将越显重要。本文就水射流加工的基本原理、分类、应用等作一个粗略的介绍，让更多的人认识、了解水射流加工。

2.水射流加工

2.1 水射流加工技术起源

“水滴石穿”体现了在人们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力，然而，作为一项独立而完整的加工技术，高压水射流(WJ)、磨料水射流(AWJ)的产生却是最近三十年的事，

利用高压水为人们的生产服务始于十九世纪七十年代左右，用来开采金矿，剥落树皮，直到二战期间，飞机运行中“雨蚀”使雷达舱破坏这一现象启发了人们思维。直到本世纪五十年代，高压水射流切割的可能性才源于苏联，但第一项切割技术专利却在美国产生，即1968年由美国密苏里大学林学教授诺曼·弗兰兹博士获得。在最近十多年里，水射流(WJ、AWJ)切割技术和设备有了长足进步，其应用遍及工业生产和人们生活各个方面。许多大学、公司和工厂竞相研究开发，新思维、新理论、新技术不断涌现，形成了一种你追我赶的势头。

2.2水射流加工的发展

水射流技术始于19世纪中叶，最初用于冲蚀土壤和开采金矿。早在1830年俄罗斯人就采用了大直径水射流冲开未固结的砂砾石金矿、冲洗淘金，1852-1884年这种技术在美国加利福尼亚金矿得到了应用和发展。当时压力很低，仅几至十几个大气压。20世纪初，水射流技术开始用于开采其他金矿和用于水力采煤。20世纪70年代, 各国开始大力研究高压水射流技术，使该技术进入了迅速发展的新阶段。这期间，研究的重点是水射流破岩机理、脉冲射流特性及水射流在切割、破岩、清洗上的应用，开始出现了水力辅助机械破岩、空化射流、磨料射流、间断射流等新型射流技术。进入80年代以来，随着激光测速、高速摄影、流体显形、数值模拟等先进测试和研究手段的进步，高压水射流技术研究和应用得到更立为垂发展。磨料射流、空化射流、脉冲射流水力辅助机械破岩技术和基础理论、切割机理、影响因素研究和分析进一步深入，并出现了气水射流、液态金属射流、液态气体(空气、氮气、二氧化碳)射流、冰粒射流、超高压射流等特种射流，其应用范围也由当初的采矿、破岩、钻孔、清洗、除垢发展到金属和超硬材料切割、表面处理、研磨等，应用领域涉及煤炭、石油、冶金、化工、船舶、航空、建筑、电力、纺织、交通、市政医学等几十个工业部门及核废料、海洋等危险恶劣工作环境，自动化程度和切割精度有了显著提高

目前,该技术已渗透到众多的应用领域:从一般机械零件、建筑物的清洗到以管道、管束、容器为主的工业清洗;从机场跑道除胶到船舶除锈;从金属、非金属板材切割到曲面仿形切割;从水力采煤到开采岩石;从喷射注浆到破碎路面;从无刀手术到水幕电影、降尘、喷泉等。

2.3水射流加工的原理

水射流切割又称为液体喷射加工，是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，有时简称为水切割，或俗称为水刀。通过转能装置（泵或增压器），将发动机

〔电机或内燃机）的机械能转变成水的压力能；再通过喷嘴小孔，喷出高速射流，以500~900M/S的高速冲击工件进行加工或切割。水从孔径为0。1~0。5MM的人造蓝宝石喷嘴喷出，直接压射在工件加工部位上。加工深度取决于液压喷射的速度、压力以及压射距离。被水流冲刷下来的“切屑”随着液流排出，入口处束流的功率密度可达106W/MM2。

2.4水射流加工的特点

（1）可切割范围广可以切割绝大部分材料，如：金属，大理石，玻璃等等。

（2）切割质量好平滑的切口，不会产生粗糙的，有毛刺的边缘。

（3）无热加工水射流切割属于冷切割，产热少且被流水带走，所以不会造成工件切口附近的材料氧化、金相组织发生变化，也不会使工件发生变形，同时也避免了某些材料有害物质的挥发。这种效果对被热影响的材料是非常理想的。如：钛。

（4）环保性这种机器采用水和沙切割，这种沙在加工过程中不会产生毒气与粉尘危害，可直接排出，较环保。

（5）无需更换刀具你不需要更换切割机装置，一个喷嘴就可以加工不同类型的材料和形状，节约成本和时间。

（6）减少毛刺采用磨料砂的水加工切割，切口只有较少的毛刺。

（7）编程迅速程序主要是由CAD制图软件生成，你可以在layout中随意设计线图，或输入从其他软件中生成的DXF文件，另外，机器支持第三方软件，如nesting嵌套排版软件（用于把图形在工件中添满，能最大限度地减少工件损耗）。

（8）快速的编程可以把其他软件生成的程序调入机器，它能够从CAD建立起刀具路径，并能把刀头的精确定位和切割速度在超过2,000点/英寸（800点/cm）计算出来，你需要做的只是指定你要切割的材料和厚度，其他的工作交给机器去完成。

（9）与其他设备组合，可以进行分别操作水切割机可和其他的加工设备组配（如钻削头），充分利用其性能，优化材料利用程度。

（10）减少调整次数对工件只需要很小的侧压就能固定好，减少复杂的装夹带来的麻烦。

3.水射流加工设备与工具

水射流切割需要液压系统和机床，但机床不是通用性的，每种机床的设计应符合具体的加工要求。液压系统产生的压力应能达到400MPA。液压系统还包括控制器、过滤器以及耐用性好的液压密封装置。加工区需要一个排水系统和储液槽。

水射流切割时，作为工具的射流束是不会变钝的，喷嘴寿命也是相当长的。液体要

经过很好的过滤，过滤后的微粒小于0。5UM，液体经过脱矿质和去离子处理以减少对喷嘴的腐蚀。切割时的摩擦阻尼很小，所需的夹具也较简单。还可以采用多路切割，这时应配备多个喷嘴。

水射流切割都已采用程序控制和数字控制系统，数控水射流加工机床，其工作尺寸大二1。5MX2M，移动速度大于380M/S。

4.水射流加工的分类

从本质上讲，有两类水加工：纯水水加工和磨料水加工。设备设计为只能使用纯水水加工、只能使用加砂水加工、或二者均可。无论何种形式，必须首先对水加压。

从应用上可分为：水射流切割、水射流清洗、水射流去毛刺、水射流粉碎和高压水射流除锈等。

5.水射流加工的应用

5.1水射流切割

水射流切割是水射流加工技术最重要的用途，用以切割种金属、非金属材料，各种硬、脆、韧性材料，如钛镍合金、陶瓷、玻璃、复合材料等。具有无尘、无味、无毒、无火花、振动小、噪声低等优点，尤其适合恶劣的工作环境和有防爆要求的危硷环境，是目前世界上先进的切割工艺方法之一。

在资源开采方面，水射流切割主要用于矿山、煤矿、油田的开采；在机机制造方面，水射流切割主要用于切割齿轮、铸件、不锈钢、铜、铝、钛合金构件以及其它金属零件；在建筑材料方面，水射流切割主要被用于切割大理石、花岗石、玻璃纤维、瓷砖、水泥、石膏板、隔音材料、石棉等材料。可以切割出复杂形状的石材拼花，切割尺寸精确，无粉尘污染，使陶瓷地砖一改过去的单调呆板，呈现出五彩缤纷的装饰效果，将破损的瓷砖、石材边角废料经加工升值，成为精七别致的拼花图案进入千家万户；在汽车制造业方面，水射流切割主要用于切割仪表盘、内饰及外饰件、门板、车窗玻璃、石锦刹车片、后视镱、仪表面板、塑料外罩、橡胶件密封件等，不需要模具即可进行加工生产，同时还可以提高生产线的加工柔性；在食品工业方面，水射流可以用于切割肉制品、蔬菜以及糕点、糖果、面包等松脆食品，可以减少组织细胞的损坏，灭菌保鲜，延长存放期。解决了长期以为食品远距离运输的保质、保鲜难题。水射流切割还应用于航天工业，主要用于切割硼纤维、碳纤维等复合材料，切割时不产生分层，无热聚集，工件切割边缘质量高。切割铝合金、不锈钢、钛合金、耐热合金等金属材料时，无金相变化，无热影

响区，无热应力，切缝窄，切口质量高，材料利用率高。另外，水射流加工还能切割弹药等易燃易爆物品，这是其它加工方法无法取代的。

5.2水射流清洗

水射流清洗是水射流加工技术的一项重要的用途。水射流清洗的实质是由高压泵（或增压器）产生高压水流经喷头喷射出高速水流，对清洗对象进行冲蚀、切除、打击以达到清洗的目的。它具有清洗成本低、速度快、清净率高、设备通用性强、不损坏被清洗物、应用范围广、不污染环境等优点。自进入21世纪以来，水射流清洗技术在我国的应用发展很快，在石油人、化工、电力、冶金、船舶、运输、建筑、轻工、食品、市政工程等工业领域已获得了广泛的应用。现在已经普遍应用于清洗容器，如高压釜、反应器冷却塔.T罐糟车、管道、气管线及换热器，以及清洗船舶上积附的海洋生物和铁锈钢铁铸件上的清砂等。

5.3水射流去毛刺

在机械加工去毛刺工艺中，经常会遇到各种不规则的零件和焊接件需要去进行去毛刺加工艺，普通和常用的加工方法不能完成，这时就可以利用水射流去毛刺设备进行去毛刺加工。利用水射流去毛刺，高效节能、洁净环保、无化学污染，而且不需要进行二次清洗。水射流去毛刺机可以清除各种机械零件加工毛刺，锌合金，铝合金，铜合金及铸铁件外壳的飞边毛刺，不锈钢铸造件和烧结金属粉末件。例如ABS阀体、硬质合金钻头、齿轮、链轮、气动液压阀体阀块、泵体、发动机组件、传动装置和航空航天领域。

5.4水射流粉碎

水射流粉碎技术通过携带有巨大能量的高压水射流作用在被粉碎的物料上，在颗粒累不的晶体交界处产生应力波反射而引起张力，并在物料的裂隙和节理面中产生压力瞬变从而使物料粉碎。

5.5水射流除锈

水射流除锈可分为两类：纯高压水和磨料射流。高压水及其磨料射流除锈是近年发展起来的除锈技术，由于其环保特性，彻底改变了干喷砂的粉尘污染问题，而且提高了除锈效率，所以在国内外得到越来越广泛的应用。

6.结论

水射流加工技术发展到今，技术己经非常成熟，发展出了水射流切割、水射流清洗、水射流去毛刺、水射流粉碎、水射流除锈等诸多相关技术，是一种可与激光、等离子体、

电子束加工方法媲美的新型加工方法。水射流加工技术具有生产效率高、加工质量好、加工清浩环保等优点，但水射流加工的一次性初期投资较高。目前己广泛用于汽车制造、航空航天、国防军工、石油采矿、机械加工等领域。随着技术的不断发展，水射流加工应用领域会不断的扩展，初期投资高等问题也一定会得到解决。

参考文献

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水射流研究的现状与发展

水射流研究的现状与发展 “水滴石穿”的实质是微小的冲量对时间的积分。高压水射流加工技术正是利用相 同的原理，把动量加大，缩短时间，达到断石、断铁、切割的目的。人们在很早的时间 就开始利用很高压力的水进行材料的加工和切割。1870年前后，美国在加利福尼亚的金 矿中用增压后的水流开采矿石，俄国人也曾用水采煤。在上世纪60年代，密苏里大学 林业系的诺曼·弗朗兹教授发明了高压水射流的切割实验装置。该装置的核心是一个单 缸增压器，压力可以达到344.7MPa(s000opsi)，用这样的高压水可以来切割木材。这 一装置引起包括著名的依格所尔公司在内的许多压力设备制造商和研究单位的兴趣。1971年第一台商用水切割试验机在杰克逊的阿尔顿纸品公司投入应用，用于切割层压纸管，其厚度达到12.7mln(0.sin)，并且可以在纸管上切出各种形状。高压水切割技术的 真正的商品化应用是上世纪80年代初洛克韦尔飞机公司用水切割机来切割BI轰炸机的 钦合金零件，可以节约成本50%。目前许多国外的公司用高压水切割各种材料，甚至用 于军舰制造。 高压水除用于切割之外，还可用于除锈、清洗，以及建筑与道路施工等方面，涉及 到造船、航空、汽车、机械制造、轻工、城建等许多行业。 1987年洛克希德航空系统公司开发了四轴水切割机器人，用于石墨增强树脂、钦合 金板材以及薄壁大口径管材的切割。依格所尔公司的水切割系统与ASES的机器人组合 成汽车工业机器人，在瑞典得到应用，切割汽车车头的衬里、门板和地毯。在军工上， 美国人应用高压水切割军舰用异型橡胶零件，以及潜艇外贴降噪橡胶层。 高压水射流技术在国内的应用开始于上世纪80年代，并随着国际上水射流理论的 成熟和成功的商业化，国内对这项技术的认识也不断地加深，很多的专家学者〔52]，对此开展了大量的研究和探讨，把国内的高压水射流切割技术不断推进。新型射流的应用和 研究得到很快的发展，在落煤、破岩、船舶除锈、喷射钻井、机场除胶和除漆等得到极 为迅速的推广。 2高压水射流切割工艺的特点及应用 高压水射流切割技术之所以能够迅速地在实践中得到应用和关注，是与其具备鲜明 的技术特点，能够满足日益增长社会生产的需求分不开的。 水射流加工是一种现代的有别于传统的加工方式。有两种类型:纯水射流(，厄terjet) 和磨料水射流(Abrasive研/aterjet)。水射流从切割纸板开始，到今天能广泛地应用于各种软硬材料，包括纸、食物、玻璃纤维、绝缘材料、塑料和复合材料。在WJ的切割过 程中，切割是超声速的冲蚀过程。WJ与AWJ的主要区别在于提高切割能力的一种磨料 介质。 在高科技日益发展的社会中，只有创新才会发展。高压水射流切割技术开拓了一个 大连理工大学硕卜学位论文 新的特种加工领域，可以轻松应对那些新奇的因为热影响和机械性能约束而不能切割的 材料。AWJ磨料水射流可以广泛地应用于材料的加工，如:钦金属、钢、铜、铝、石材、 玻璃和其他复合材料。AWJ还可以弥补其他加工方法的不足。使用AWJ预开孔可以提 高EDM(放电加工)的性能，其可以扩展EDM和激光加工对某些惰性和非传导材料的 加工能力。由于AWJ的反冲力较小，因此对易碎脆性材料的AWJ加工不必担心变形和 破碎。 高压水射流既不同于传统加工的铣、刨、磨、削，也有别于一般的剪切和冲裁。它 属于高能切割。高压水射流切割就是把高压水射流的动能作为切割能，对材料进行冲蚀

高压水射流技术概述

高压水射流技术概述 高压水射流是近几十年来得以迅速发展的一项新技术，作为清洗、切割、破碎工具，水射流具有其独特的优越性。近年来，随着大型化、智能化、专用化的高压水射流装备的迅速发展，该技术已渗透到众多应用领域：从一般机械零件、建筑物的清洗到以管道、管束、容器为主的工业清洗，从机场跑道除胶到船舶除锈，从金属、非金属板材切割到曲面仿形切割，从水力采煤到开采岩石，从喷射注浆到破碎路面，从无刀手术到水幕电影、降尘、喷泉……，林林总总。 高压水射流足以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束，具有极高的能级密度。一些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现，大大提高了其切割、剥离、破碎能力，更进一步拓宽了水射流技术的应用范围，可用于清洗、清理、切割、注水钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业，具有清洁、无热效应、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特点，广泛应用在轻工、机械、建筑、采矿、石油、化工、核能、军工、航天、航空、汽车、铁道、船舶、海洋、冶金、市政工程以及医学等部门。特别适宜于自然环境恶劣、工作危险等场合作业，能大大减轻劳动强度、改善劳动环境、降低和防止危险事故的发生。 高压水射流与激光束、电子束和等离子束统称为高能束加工技术，其中高压水射流足唯一的冷切割加工技术。高压水射流不仅可以切割各类金属、非金属、塑性或脆性硬材料，而且工艺简单，工件材料的物理、机械性能不会破坏。在各种新材料与复合材料相继涌现的当今时代，高压水射流的冷切割性能是无与伦比的。 一、高压水射流 所谓高压水射流，是将普通自来水通过高压泵加压到数百乃至数千大气压力，然后通过特殊的喷嘴（孔径只有1-2毫米），以极高的速度（200-500米/秒）喷出的一股能量高度集中的水流。这一股一股的小水流如同小子弹一样具有巨大的打击能量，它能够进行钢板切割、铸件清砂、金属除锈，更能除去管子内壁的盐、碱、垢及各种堵塞物。利用这股具有巨大能量的水流进行清洗即为高压水射流清洗。 二、高压水射流主要优势： 成本低、质量好、速度快、无环境污染、无金属腐蚀、应用面广。 三、清洗范围： 各类例管式热交换器、双效吸收式溴化锂制冷机、立及卧式冷凝器、空气预热器、复水器、除尘器、蒸发器、反应釜、锅炉、罐体、容器、加热装置；各类上下水管道、工业用水管道、输油管道及两相流输送管道、排污管道、排渣管道、煤气管道、烟道、雨水管道、大型楼房、建筑物及设备内外表面的附着物等。 四、清洗内容： （一）各类规格的上下水管道、工业用水管道、工矿企业及居民区排污管道、排渣管、雨水管、煤气管道、烟道、输油管道及两相流输送管道的堵塞物；

水射流技术原理

先进制造技术课程论文 论文题目：水射流切割的技术原理、设备、技术特点 及实际应用分析 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： xxx年月日

绪论 高压下,由喷嘴发出的高速水射流,具有很大的能量,足以切割坚硬的材料(包括金属和非金属);如果向水射流中加入某种固体硬颗粒,则称为磨料水射流,它具有更大的能量,可以切割更硬更厚的材料,这就是水射流切割技术的简单描述。尽管早在古代,人们就已懂得“滴水穿石”的道理,然而直本世纪60年代,才真正把这个简单原理变成水射流切割工业技术;而磨料水射流技术的应用,还不到10年时间,所以这是一项新兴技术。然而,近年来发展很快,迄今全世界已有几十个国家,共拥有大约2000个水射流切割系统。尽管如此,当前这项技术仍处于初级发展阶段,技术尚不成熟,在理论与实践方面,都有许多空白,有待填补。这项技术起步较晚的原因在于,它涉及到超高压技术,因而对材料、制造工艺、设计方法、理论分析、控制手段、经济承受力等提出了严格要求。开发和应用这项技术,与一个国家的综合发展水平和国力强弱有密切关系。我国已在近年里,逐渐开展研究和应用,尤其在理论研究方面,已取得许多成果,但在制造技术方面,却有较大差距,有待解决。多年的实践证明,水射流切割技术,独具特点,是现代机械加工及技术发展中不可缺少的组成部分,具有很强的生命力,必须充分予以重视,有计划地研究、开发和应用。 现代的高压水射流切割作为一门高新特技术涉及的学科领域较多，如超高压理论、流体动力学、特种材料、材料力学、弹性力学、制造工艺学、高压密封技术、自动控制理论等现代科技内容，其自身是一种标准的机电液一体化产品，其卓越的应用效果更集中体现在高科技产品制造上。某种意义上讲，水射流技术的研究与应用也成为了一个国家综合科技水平和经济实力的标志。

高压水射流去毛刺机

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高压水加工技术(先进制造技术)

高压水加工技术 作者：学号： 单位：湖南大学手机号码： Email: 摘录：高压水射流是一项在工业上应用广泛的技术。本论文介绍了高压水射流技术加工特点应用等，分析了高压水射流切割加工机理，简单介绍该技术在公路工程领域中的应用状况。 高压水射流技术是近几十年发展起来的技术，其应用日益广泛。目前，在煤炭、石油、冶金、航空、建筑、 交通、化工、机械、建材、市政工程、水利及轻工业等部门得到广泛应用，主要用来对物料进行切割、破碎 和清洗。高压水射流业已成为新型的切割工具，与激光束、电子束、等离子体等热切割加工相比，高压水射 流是唯一一种冷切割加工方法。在对许多材料的切割、破碎及表面预加工中，高压水射流具有独特的优越性。关键字：高压水射流技术；水加工 中图分类号：．北京：机械工业出版社。2007． 引言： 高压水射流是一项在工业上应用广泛的技术，高压水射流业已成为新型的切割工具。本论文内容包括：高压水加工的起源；高压水射流技术切割加工特点；高压水射流技术切割加工原理； 高压水加工的类型；高压水加工的优缺点；高压水加工的应用 正文： 1 高压水加工的起源 诺曼.弗兰兹博士一直被公认为高压水加工之父。他是研究超高压（UHP）水加工的第一人。超高压的定义是高于30000 psi。弗兰兹博士是一名林业工程师，他想寻找一种把大树干切割成木材的新方法。1950 年，弗兰兹第一次把很重的重物放到水柱上，迫使水通过一个很小的喷嘴。他获得了短暂的高压射流（多次超过了现在使用的压力），并能够切割木头和其它材料。他后来的研究涉及更为连续的水流，但他发现获得连续高压非常困难。同时，零件的寿命也以分钟计算，而不是今天的数周或数月。 1979 年，Mohamed Hashish 博士在福禄研究室工作，开始研究增加水加工切割能量的方法，以便切割金属和其它硬质材料。Hashish 博士被公认为加砂水刀水加工之父，他发明了在普通水刀中添加砂料的方法。他使用石榴石（砂纸上常用的一种材料）作为砂料。凭借这种方法，水加工（含有砂料）能够切割几乎任何材料。

水射流加工--论文

水射流加工 （大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028） 摘要 本文介绍了水射流加工的发展、原理、系统组成及在各个方面的应用前景。 关键词：水射流加工；切割；磨料；喷嘴。 1.，高压、超高压水射流的发展 水射流技术始于19世纪中叶，最初用于冲蚀土壤和开采金矿。早在1830年俄罗斯人就采用了大直径水射流冲开未固结的砂砾石金矿、冲洗淘金，1852-1884年这种技术在美 国加利福尼亚金矿得到了应用和发展。当时压力很低，仅几至十几个大气压。20世纪初，水射流技术开始用于开采其他金矿和用于水力采煤。 50年代，人们从水力采煤和高速飞机的雨蚀现象中认识到，提高射流压力和速度能 够冲蚀较坚硬物料，并显著提高落煤效果，从而开始了较高压设备的研制和较高压射流的试验。60年代，随着较高压力柱塞泵和增压器的问世，开始研究射流动力学特征和喷嘴 结构。60年代末，美国国家科学基金资助了一项庞大的研究计划，诣在寻求一种高效 的切割破岩方法，研究人员提出并实验了25种新方法，如电火花、电子束、激光、火焰、等离子体、高压水射流等，最后专家一致公认最可行有效的是高压水射流破岩方法，后 来也只有这种方法得到了实际应用。进入70年代，各国开始大力研究高压水射流技术， 使该技术进入了迅速发展的新阶段。这期间，研究的重点是水射流破岩机理、脉冲射 流特性及水射流在切割、破岩、清洗上的应用，开始出现了水力辅助机械破岩、空化射流、磨料射流、间断射流等新型射流技术。进入80年代以来，随着激光测速、高速摄影、流 体显形、数值模拟等先进测试和研究手段的进步，高压水射流技术研究和应用得到更立为垂发展。磨料射流、空化射流、脉冲射流水力辅助机械破岩技术和基础理论、切割机理、 影响因素研究和分析进一步深入，并出现了气水射流、液态金属射流、液态气体(空气、 氮气、二氧化碳)射流、冰粒射流、超高压射流等特种射流，其应用范围也由当初的采矿、破岩、钻孔、清洗、除垢发展到金属和超硬材料切割、表面处理、研磨等，应用领域涉及煤炭、石油、冶金、化工、船舶、航空、建筑、电力、纺织、交通、市政医学等几十个工业部门及核废料、海洋等危险恶劣工作环境，自动化程度和切割精度有了显著提高。 二、水射流切割基本原理 水射流切割原理．可简单概括为：通过转能装置（泵或增压器），将发动机〔电机或内燃机）的机械能转变成水的压力能；再通过喷嘴小孔，喷出高速射流，将压力势能转换成动能；当高速水射流冲击被切材料时，动能又重新变成作用于材料表面的压力能。如果压力超过材料的破坏强度（门限压力），即可切断材料。 使水获得高压的装置．主要有两种形式：压力小于7OMPa ，可直接用多级离心泵或柱塞泵；70MPa 以上．多用增压器或动压式水炮 为了不致功率过高，流量较小常为认0.5~25L／min ；喷嘴直径常为0.1 一0 . 6mm ，目前多用人造宝石、碳化钨、陶瓷等耐磨材料制作；射流速度可达500 --l000m / s 的超音速。 由于工作介质（水）与周围介质（空气）之间，在射流发生时，进行剧烈的动量交换和紊动扩散，使得常用的非淹没连续自由射流，变成气液两相混合介质射流，机理复杂。除涉及经典流体力学外，更多地涉及到高速气液两相流、激波、水介质雾化、气液混合介质声速、

简述水射流加工技术发展与应用

简述水射流加工技术发展与应用 摘要：本文旨在介绍水射流加工技术的形成、发展史。明确水射流加工工艺的主要流程，了解其发展趋势。 关键词：冷加工高压水射流切割磨料 一、水射流加工技术发展史 人们认识水射流应该说还是从水的冲刷作用开始的。大雨能把田地冲出一道水沟，能剥落山岩，甚至能造成泥石流。河道出口久而久之便冲积成了三角洲。水对大自然的鬼斧神工表现在3个方面：使材料破裂、流动、去除。 水射流的应用起源于采矿业。早期利用水射流冲洗矿石中的泥土，蓄水运送并筛选矿石和直接周水射流冲刷煤层。由冲刷到破碎实际上是水射流的一个质变，前者是低压大流量，后者则是高压小流量。本世纪30年代已开始用水射流采煤。开始是用lOMPa以下的水射流冲采中硬以下煤层，至70年代已发展到用20～30MPa水射流慢速切割煤体，再后来就是高压至lOOMPa、超高压大于200MPa的水射流辅助采煤机、掘进机用于破碎落煤和破岩。 只有提高水射流工作压力才能使其广泛应用于大工业部门，这已成为人们的共识。20世纪70年代，高压水清洗和超高压水切割在同步发展。80年代，高压清洗已日趋完善，普及应用。超高压水射流切割工艺一直是水射流行业研究、追踪的热点。尤其在80年代末、90年代初期这类所谓“水刀”设备已经批量化、商品化，而且以机械于控制切割头为代表的产品已迅速达到了全自动、智能化的高水平。 水射流技术在向高压方向发展的同时，70年代末期国际水射流领域出现了一个引人注目的新动向，即从单一提高水射流压力，的观点开始转向研究如何提高和发挥水射流的潜力这方面来了。这就有了脉冲射流（水炮）、高温射流、磨料射流和摆振射流。这些射流与同等压力下的普通连续射流相比，显然大大提高了作业效率。80年代以来，磨料射流、空化射流、气水射流和旋转射流的进一步发展，将高压水射流技术推向一个新的阶段。水射流领域已经形成了一个以压力、功率为纵坐标、以射流形式为横坐标的技术与产品的甲而型谱。高压水射流技术的应用范围也由单纯的采矿业扩大到石油、化工、轻工、航空、建筑、冶金、市政工程和医学等领域。 高压水射流技术的发展大致可分为4个阶段：60年代处于以低压水射流采矿为主的初朝阶段，同时以静压试验和化工流程为主要目的的高压泵、增压器和高压管件（统称高压设备）的研制取得了许多商品化成果（它们的介质主要不是水），这为高压水射流技术的到来奠定了基础；70年代主要针对采煤机、清洗机开展了水射流工业试验，这时期的主攻方向是提高以水为介质的高压动设备的压力和可靠性，同时开发多种形式的射流，尤其自1972年开始两年一届的英国流体机械研究集团(BHRG)主办的国际承射流技术会议、自1981年开始两年一届的美国水射流技术协会( WJTA)主办的美国水射流技术会议和自1990年开始两年一届的国际水射流协会(ISWJT)和日本水射流协会(JSWJT)主办的亚太国际水射流技术会议等，极

水射流加工

水射流加工 姓名： 王劲雄 专业： 08级机械设计制造及其自动化1班 摘要 水射流加工技术是近三十年来迅速发展起来的一门新技术。水射流切割工作原理是首先通过转能装置(泵或增压器)，将发动机(电机或内燃机)的机械能转变成低速水的高压能；接着通过喷嘴小孔喷出高速射流，将压力能转换成高速水射流的动能；最后当高速水射流冲击加工工件时，动能又重新变成作用于材料表面的压力能，当该压力能超过材料的断裂强度时材料就被切割。水射流切割有以下一些优点：切割中无粉尘与烟雾污染；不会产生热变型；不需刃磨刀具，不需调整更换刀具；容易实现自动化；可加工热切削无法加工的材料，且不受材料厚度的限制；切缝小，切割质量好，成本低等。由于水射流切割技术有如上所述的优点，所以受到工程技术界广泛重视。在工业中推广应用，它与激光束、电子束和等离子切割，合称现代工业切割的四大高新技术。水射流除用于切割之外，还可用于除锈、清洗等方面，涉及到医学、国防、机械、城建等许多领域。本文重点讨论水射流加工的设备组成及应用方向，发展趋势，以及对水射流相关工艺参数的分析讨论等。 关键词 水射流加工 优点点 加工应用 工艺参数 第一章 工作原理及其基本机构 1.1工作原理 水喷射加工的基本原理是利用液体增压原理， 通过特定的装置 （增压器或高压泵） ， 将动力源 （电动机）的机械能转换成压力能， 具有巨大压力能的水再通过小孔喷嘴将压力能转变成动能， 从而形成高速射流， 喷射到工件表面， 达到去除材料的加工目的。 如图1.1所示， 贮存在水箱中的水经过滤器 1 处理后， 由水泵抽出送至由液压机构驱动的增压器增压， 水压增高。然后高压水通过蓄能器， 使脉动水流平滑化。高压水与磨料在混合腔内混合后， 由具有精细小孔的喷嘴 （一般由蓝宝石制成） 喷射到由工作台固定的工件表面上， 射流速度可达300-900m/s （约为音速的1-3 倍） ， 可产生如头发丝细的射流， 从而对工件进行切割、 打孔等。水喷射加工系统主要由增压、 供水、 增压恒压、 喷嘴管路、 数控工作台、 集水和水循环处理等系统构成。如果是磨料射流加工装置， 则还有磨料与水的混合系统。其中增压恒压系统包括增压器和蓄能器两部分， 增压器获得高压是利用大活塞与水活塞面积之差来实现的。增压器的工作原理图见图1.2。小大油出水／ＡＡP P （Ｐ —压力；Ａ—活塞面积） ， 增压比即大活塞与小活塞面积之比， 通常为 （１０-２５）：１，因此增压器输出高压水压力可达１００-７５０ＭＰａ。集水器的作用主要是回收喷射水和磨料， 通过水循环处理系统处理后， 供水箱重复利用。一般在集水器内放入金属球， 从工件背面喷出的水射流， 经金属球的旋转对其产生缓冲作用， 从而使水射流的能量快速消减。

磨料水射流抛光加工工艺参数优化研究

磨料水射流抛光加工工艺参数优化研究 磨料水射流抛光加工是在磨料水射流切割基础上演变而来的一种新型特种加工方法,相比于传统的机械抛光技术以及许多当代抛光技术,磨料水射流是唯一的一种冷加工方法,具有无工具磨损、无污染、反作用力小、加工柔性高、工件不会产生热变形等优越性。而且,传统的抛光加工技术在加工细长管、异型曲面等复杂零部件时,因其抛光头无法触及,导致其加工难度大,甚至无法实现抛光处理。 因此,有必要对磨料水射流抛光加工技术进行深入研究。本文基于液固两相流模型和流体仿真数学模型,通过仿真和实验等手段分别探讨了磨料水射流冲蚀工件的喷嘴内外流场,磨料水射流抛光工艺参数对工件表面质量的影响规律,并在传统的优化方法基础上引进人工智能算法对抛光加工参数进行了优化。 主要研究内容如下:(1)磨料水射流液固二相流基本特性研究。基于射流流体理论、小孔口射流及射流边界层基础理论,探究了磨料水射流液固二相流的基本特性、水射流及磨料水射流的主要特征参数,重点探讨了磨料水射流中水射流和磨料射流分别对目标靶件的作用力,分析了磨料水射流冲蚀破坏去除材料的过程及材料去除机理;(2)基于流体仿真数学模型的磨料水射流冲蚀仿真分析。 利用Fluent软件数值模拟分析了水射流喷嘴外部流场,探讨了水射流喷嘴外部流体的流动特性,对比了纯水射流和磨料射流在相同条件下冲蚀工件时的速度、体积、压力及壁面剪切力分布特征,并通过冲蚀钢板、生物陶瓷的对比实验进行了验证,进行了磨料水射流冲蚀喷嘴内外流场的仿真分析,研究了变角度、变靶距及变压力下的磨料水射流冲蚀喷嘴外流场的速度、压力及壁面剪切力分布特征,并在相同条件下进行了实验初步验证;(3)磨料水射流抛光工艺参数对工件表

水射流切削加工原理及其应用

水射流切削加工原理及其应用 ——先进制造技术概论学习报告 姓名：王升勇班级：10机制一班学号：105302129 摘要：水射流虽是很细的喷流，但是，单位面积上的加工能量却是极大的，在水射流中加入相应的磨料，形成水喷砂流，则喷砂切削碎岩的实用性就更强了。 关键词：高压水射流磨料 加工原理：利用高压水射流技术加工各种金属和非金属材料的基本原理，冲击切削工件。工艺特点：可以加工很薄很软的金属和非金属材料，不需要或易于二次加工，安全、环保，成本低、速度快、效率高，可实现任意曲线的切割加工，方便灵活、用途广泛。水切割是目前适用性最强的切割工艺方法。 概述： 一、技术及其比较 1、超高压水射流技术 利用超高压技术可以把普通的自来水加压到250-400Mpa压力，然后再通过内孔直径约0.15-0.35mm的宝石喷嘴喷射形成速度约为800-1000m/s的高速射流，俗称其为水箭，该水箭具有很高的能量，可用来切割软基性材料。如果再在水箭中加入适量的磨料则几乎可以用来切割所有的软硬材料。调整水射流的压力和流量，可以用其清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等，我们还可以利用超高压技术进行高压灭菌、食品保鲜等许多对人类有益的工作。超高压水切割的特点 可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工（除水切割外其它切割方法都会受到材料品种的限制）；切割时不产生热量和有害物质，材料无热效应（冷态切割），切割后不需要或易于二次加工，安全、环保，成本低、速度快、效率高，可实现任意曲线的切割加工，方便灵活、用途广泛。水切割是目前适用性最强的切割工艺方法。 2、水切割与激光切割比较 激光切割设备的投资较大，目前大多用于薄钢板、部分非金属材料的切割，切割速度较快，精度较高，但激光切割时在切缝处会引起弧痕并引起热效应；另外对有些材料激光切割不理想，如铝、铜等有色金属、合金，尤其是对较厚金属板材的切割，切割表面不理想，甚至无法切割。目前人们对大功率激光发生器的研究，就是力图解决厚钢板的切割，但设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。水切割投资小,运行成本低,切割材料范围广,效率高，操作维修方便。 3‘水切割与等离子切割比较 等离子切割有明显的热效应，精度低，切割表面不容易再进行二次加工。水切割属于冷态切割,无热变形,切割面质量好,无须二次加工，如需要也很容易进行二次加工。 4、水切割与线切割比较 对金属的加工，线切割有更高的精度，但速度很慢，有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸灵活。 5、水切割与其它切割方法比较 对一些金属零件可采取冲剪工艺方法，效率高、速度快，但需要特定的模具和刀具，水切割与该切割方法相比柔性好，可随时进行任意形状工件的切割加工，尤其在材料厚、硬度高等情况下，冲剪工艺将很难或无法实现，而用水切割方法则较为理想；火焰切割也是金属领域常用的切割工艺，切割的厚度范围非常大，但与水切割相比其热效应明显、切割表面质量和

高压水射流切割技术

高压水射流切割技术 一、高压水射流加工简介 近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们不断的发掘着自然界中有益的现象并加以改造为人类服务。 为了提高效率，【1】人们将水加以高压，并使之从直径较小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续或间断的水流束，这便是高压水射流。水射流加工(water Jet Cutting)又称水喷射加工，是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，俗称“水刀加工”，即利用高压水射流对各种材料进行切割、穿孔和工件表层材料去除等加工【1】。与其他高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性。高压水射流切割法是一种新型的切割方法，可以切割用其他切割方法无法加工的材料，应用范围涵盖各种金属及非金属材料。在切割过程中不会使被切割材料产生热影响区，切口边缘的材质不发生变化，这种切割方法的精度较高，适用于加工尺寸精度要求高的零部件。高压水射流切割因其独特的优点而在切割领域占有重要地位，在矿业、土木工程、建筑业以及航空航天业中的应用日益广泛，应用前景良好。 二、高压水射流切割原理 ①高压水射流切割示意图 1-水箱 2-过滤器 3-水泵 4-蓄能器 5-液压系统 6-增压器 7-控制器 8-阀门 9-喷嘴 10-工件 11-水槽

【2】高压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s（约为音速的1-3倍）的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。高速液体束流的能量密度可达102W/mm2,流量为7.5L/min【2】。 储存在水箱中的水经过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中。液压系统驱动增压器，使水压增高。高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件的加工部位进行切割。切割过程中产生的切屑和水混合在一起，排入水槽。 【3】利用增压装置将水加压到几十至数百兆帕后从喷嘴中喷出形成高压水射流。高压水射流本身具有较高的刚性，在与工件发生碰撞时，会产生极高的冲击动压和涡流。从微观上看，相对于射流平均速度存在着超高速区和低速区(有时可能为负值)，因而超高水射流表面上虽然为圆柱模型，而内部刚性高和刚性低的部分并存。刚性高的部分产生的冲击动压使传播时间减少，增大冲击强度，宏观上起快速楔劈作用；而低刚性部分相对于高刚性部分形成了柔性窄间，起吸屑、排屑作用【3】。高速高压水射流，对切割物进行冲击，使其表层产生破碎和微裂纹，水射流进入裂纹中，如楔子般将工件劈裂、剥离，同时高速水流的冲刷将切下的碎屑带走，形成切缝。 三、高压水射流切割的分类 高压水射流切割按所用的工作介质分为纯水高压水射流切割和在水中加入各种磨料的加磨料高压水射流切割两种基本类型。 （1）纯水型 纯水型高压水射流切割由于仅仅利用从喷嘴喷出的高速高压水射流进行切割，其切割能力相对较低，但设备简单，消耗物品少，操作成本低。 （2）加磨料型 加磨料型高压水射流切割由于在水中混入磨料，大大增强了水射流的冲击作用，所以其切割能力比纯水型切割大为提高，但设备复杂，操作成本高。 加磨料型按混入磨料的方式及水压又分为高压加磨料型水射流切割和低压加磨料型水射流切割两种，后者具有很多优点，是最有前途的切割方法。

高压水射流切割技术

高压水射流切割技术 摘要：高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法，具有传统切割方式难以比拟的优点。本文回顾了其原理和发展历史，介绍了其在工业、航天和医学等方面的应用。对水压、流速、射流直径、直径扩散率以及磨料等切割参数对高压水射流切割的加工质量的影响进行了讨论，并对国外新的研究方法和结果进行了介绍，为优化工艺、改善加工质量提供借鉴。 关键词：水射流，切割，磨料，高压 1、基本原理 最初人们是从自然界“水滴石穿”这一现象认识到水潜在的威力，并逐渐加以应用。20世纪60年代末，美国密苏里大学林学教授Franz博士发现高压水射流可以被用来切割木材，这种方法对材料的切割面几乎没有损害，并且切割速度相对较高。 水射流切割（Water Jet Cuting,WJC）又称液体喷射加工（Liquid Jet Machining,LJM）,是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，有时简称水切割，或俗称水刀。采用水或带有添加剂的水，以500到900米每秒的高速冲击工件进行加工或切割。水经水泵后通过增压器增压，储液蓄能器使脉动的液流平稳。水从孔径为0.1到0.5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出，直接压射在工件加工部位上。加工深度取决于液压喷射的速度、压力以及压射距离。被水流冲刷下来的“切屑”随着流液排出，入口处束流的功率密度可达106 W/mm2。 高压水射流破岩及切割技术是近年来发展起来的一项新型切割破碎技术。我国一般将驱动压力分别高于35MPa和140MPa的射流称为高压和超高压射流。随着工业整体技术水平的提高以及超硬材料切割的需要，国外水射流技术的研究和应用逐渐向着超高压射流技术发展。 2、水射流的技术特点 2.1、切割品质优异 水射流是一种冷加工方式，“水刀”不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的组织结构不会发生变化，也几乎不存在热和机械的应力与应变，切割缝隙(纯水切割之切口约为0.1mm至1.1mm，砂水混流切割的切口约为 0.8mm

磨料水射流技术分类

磨料水射流切割是20世纪80年代迅速发展起来的新型水射流切割技术，是在高压水射流中加人磨料形成的。目前国内磨料水射流水下结构物切割技术，多数处于研究阶段。而国外一批海洋工程公司已经将该技术大量用于海洋石油等领域。磨料水射流技术可以分为以下种类： 1、前、后混合磨料射流 根据加入磨料方式的不同，将磨料射流分为前混合磨料射流和后混合磨料射流。 1）前混合磨料射流 前混合磨料射流的磨料与高压水在磨料罐中初步混合，处于拟流体状态，通过高压软管送到喷嘴。前混合磨料射流改善了磨料与水介质的混合机理，工作压力较低。 2）后混合磨料射流 后混合磨料射流切割系统，其磨料混合在喷嘴内部完成。因为磨料是在射流形成之后加入的，所以磨料与高速水很难充分混合，为了获得高速度的冲击磨粒，需要提高系统工作压力。 前混合磨料射流的磨料是通过高压软管与水一起输送，长距离应用时存在严重的管路磨损和堵塞问题，通常用于浅水。后混合磨料射流的磨料采用独立的软管进行输送，不存在高压水管堵塞问题，也不存在高压水管管路磨损严重的问题，适合钢结构水下切割尤其是深海切割的作业方式。 2、外切割和内切割

按作业环境内有无固体壁面的限制来分，水射流可外切割和内切割。 1）外切割 以管型结构的切割为例，外切割(从管型结构外部进行切割)是自由水射流。 2）内切割 管型结构等构件内切割时，作业环境受到固体壁面限制，是非自由水射流，而且是具有代表性的管中射流。 一般，海洋石油平台桩基、导管、套管管串等管型结构优先采用内切割，因为内切割不需要潜水员下水作业，因而通常成为业主的优先选择方式。但内切割常常因为土壤的作用而使得视觉监视困难，需要采用其它技术监测切割过程。

水射流加工

水射流加工 摘要：水射流加工是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，有时简称为水切割，或俗称为水刀。水射流加工技术具有生产效率高、加工质量好、加工清浩环保等优点，但水射流加工的一次性初期投资较高。目前己广泛用于汽车制造、航空航天、国防军工、石油采矿、机械加工等领域。，水射流切割配合数控执行机构可精确切割加工任意复杂形状工件。 Water jet machining is the use of high speed water flow effect on the impact of the workpiece to remove material, sometimes referred to as water cut, or commonly known as water knife. Water jet machining technology with high efficiency, good quality, environmental advantages, such as processing qing hao, but the water jet machining one-time initial investment is higher. Has been widely used in automotive, aerospace, national defense, petroleum mining, machinery processing etc. , water jet cutting with numerical control actuator can be precisely cut arbitrarily complex shape workpiece. 关键词：水射流发展原理应用 1.前言 水射流加工作为一种较新的特种加工方法，己越来越广泛地应用于我们的实际生活中，如汽车制造、航空航天、石油采矿等诸多领域。水射流加工具有生产效率高、加工质量好，加工清洁环保等优越性，在将来的社会发展中，水射流加工也必将越显重要。本文就水射流加工的基本原理、分类、应用等作一个粗略的介绍，让更多的人认识、了解水射流加工。 2.水射流加工 2.1 水射流加工技术起源 “水滴石穿”体现了在人们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力，然而，作为一项独立而完整的加工技术，高压水射流(WJ)、磨料水射流(AWJ)的产生却是最近三十年的事，

高压水射流喷丸技术应用

高压水射流喷丸技术应用 摘要:喷丸技术是一种冷加工方法，可以提高金属构件抗疲劳性能和抗应力腐蚀能力。高压水射流加工是利用高压、高速的细径液流作为工作介质，对工件表面进行喷射，依靠液流产生的冲击作用去除材料，实现对工件的切割。当降低水压或增大靶距和流量，还可以进行清洗、破碎。高压水射流喷丸技术将喷丸和高压水射流加工这两种现代先进技术结合起来，大大拓展了使用范围，在机械、建材、建筑、国防、轻工、纺织等领域正发挥着日益重要的作用。 关键词：喷丸、高压水射流、强化、切割 喷丸强化加工技术因其具有提高金属构件抗疲劳性能和抗应力腐蚀能力的优点而得到广泛的应用。它产生于本世纪20年代，最先在汽车工业中应用。60年代之后，又在航空行业中得到更广泛的应用。飞机和发动机中一切关键承力件经过喷丸强化之后，其强化效果之显著，成本之低廉，使得所有其它表面强化工艺都相形见绌。 喷丸是使受喷材料在再结晶温度下进行的一种冷加工方法，加工过程由弹丸流在很高的速度下撞击受喷表面而完成的。每颗弹丸好比一只微小的锤头锤击受喷工件，在它的表面形成一个很小的凹坑，弹丸撞击受喷工件时，工件表面迅速伸长，从而引起表层材料在一定深度范围内的塑性流动（塑性变形）。变形层的深度取决于弹丸撞击程度和材料的力学性能，通常变形层深度可达0.12-0.75mm。改变喷丸参数，也可以得到高于或低于上述数值的变形层深度。 当喷丸引起表面材料塑性变形时，与表层相连接的次表层材料也将由于表层变形而发生变形。但与表层相比较，次表层的变形程度较小，并未达到该材料的屈服点而保持弹性变形状态，因此，表层与次表层的这种不均匀塑性变形，能引起材料受喷后表面层的应力场（即应力分布的）改变。实验表明，喷丸后表层呈现残余压缩应力，而在一定深度的次表层则为拉伸应力。表层的残余压缩应力可比次表层的拉伸应力高达数倍。这种残余应力分布模式很有利于疲劳强度和抗应力腐蚀性的提高。 喷丸采用的专门设备，按照驱动弹丸的方式，可分为叶轮式喷丸机、气动式喷丸机和液动式喷丸机三大类。喷丸机又有干喷和湿喷之分。干喷工作条件差；湿喷是将弹丸混合在液体中，呈悬浮状，然后喷射工件表面，工件条件有所改善。 超高压水射流加工是利用高压、高速的细径液流作为工作介质，对工件表面进行喷射，依靠液流产生的冲击作用去除材料，实现对工件的切割。稍微降低水压或增大靶距和流量，还可以进行高压清洗、破碎、表面毛化、去毛刺及强化处理。超高压水射流与激光、离子束、电子束一样，同属于高能束加工的技术范畴。 世界上第一台纯水高压水切割设备诞生于1974年，第一台磨料高压水切割设备诞生于1979年。自20世纪80年代末以来，我国依靠自己的力量，自主开发成功了各类超高压水射流切割设备，并开始了大量的工艺试验研究。目前，该

高压清洗机之国内外水射流技术现状

高压清洗机之国内外水射流技术现状 2008-11-25 09:42:01 (已经被浏览825次) 水射流技术是一种正在蓬勃发展、用途很广的高新技术。水射流技术的产业分类应属流体机械行业，但又有其独特的专业性。长沙司?一山研究院下属的高压水射流技术研究所，自1978开始高压水射流技术研究以来，在水射流切割技术与设备、水射流清洗技术与设备、水射流除鳞技术及设备冰射流执行机具及设备等方面作了大量的研究开发和推广应用工作，目前在努力拓展和开发水射流技术新的应用领域和范围。28年来取得了近20项科研成果，10多项专利，在国内外刊物上发表论文近白篇。我所现有水射流专业设计研究、生产、销售和服务人员近 国外一些工业发达国家的水射流技术很发达，形成了规模化的产业，特别是在美国、德国和日本专业化的水射流设备制造厂及配套和服务公司很多，在1960年代就不惜巨款投资进行研究和开发，并已在某些领域大力普及高压水技术，取得了满意的效果。这些国家水射流装备朝超高压、大流量、智能化、系列化发展，水射流切割、清洗、除鳞等已普及应用，破碎、制粉、浆体输送、注水、(旋喷)注浆、水刺和喷雾消防等不断得到推广，水射流技术和其核心设备往复柱塞泵及其附件的新应用还在继续开发和拓展，水射流技术和设备不断得到升级。 近10年来，我国的高压水射流技术取得了长足进步，一批研究机构、制造厂、配套和服务公司得到了一定的发展，…常规设备基本可替代进口，但与国外发达国家相比，规模和技术水平都还存在较大差距。目前，国内水射流清洗技术已在石油、石化、化工、轻工、冶炼厂和电厂等行业得到应用，改善了劳动条件，降低了能耗，提高了工作效率。水射流切割技术也因具有切缝窄、无热应力、无粉尘、易实现异形切割等优点在建材、航天航空、军工、文体用品、玻璃、皮革等行业用于材料的特种切割加工。水射流热轧除鳞工艺和设备在钢厂也得到了普及应用。目前由于各种原因，国内一些水射流技术的应用领域至今还是空白。因此，应大力开展水射流技术的开发和推广，研制出适合我国国情，并满足各部门工业需要 的水射流新工艺新设备。 2高压水射流的基本原理及应用范围 高压水射流的工作原理是，通过高压往复式柱塞泵把普通水增压到儿十、儿白甚至儿千个大气压后，从各种不同形状的喷嘴喷射出来，形成具有穿透能力很强的高速水射流，通过机、电、液汽或雷达等不同形式组合的机械、自动机构或智能化执行装置(机器人)用于各行各业的不同用途，此外通过高压水发生系统把浆体的压力升高到儿十甚至儿白个大气压后，可用于注水、注浆和管道输送。 本技术和设备可用于清洗、剥层、除垢、除锈、切割、钻孔、破碎、制粉、除鳞、铸件清砂、喷雾、浆体输送、注水、(旋喷)注浆、水刺和消防等各种用途，其应用领域非常广阔。目前它的应用范围已涉及到采矿、航空航天、有色冶炼、钢铁、电力、船舶、石油、化工机械及建材、建筑、轻工、食品等工业部门，还可以用于农业及医疗部门等等。如热轧钢材除鳞、管程换热器内外表面的清洗和维护，储罐、高压釜及容器的内部清洗，管束、管道及下水道的清洗，网格及板架除漆，钢表面的磨料水射流除鳞除漆除锈除垢，机场跑道除胶除漆，船舶和大型工业设备的维护，水力破碎钢筋混凝土，战场排雷、炮弹掏药，有利于环境的表面预处理以及水刺非织造布，医疗手术刀，油川用注水注浆、管道输送和喷雾消防等等。 随着人们对水射流技术的深入了解，各行各业不断研究开发出新的水射流应用方法和工艺，更先进和专用高效的水射流装备不断得到开发，应用范围还在迅速扩大。水射流技术及设备的应用有可能使某些工业部门中的一些主要生产环节发生重大的变革，采用先进的高压水射流技术取代传统的生产方式或工艺，可大幅度地提高生产率、降低生产成本、改善工作环境等。 3水射流切割技术与设备 高压水射流切割技术具有切缝窄、不产生热应力、无粉尘、易实现异形切割、儿乎可切割任何材料等优点。纯水射流可切割皮革、纸张、软木、塑料、效棉织品、石棉水泥制品等;磨料水射流具有更强的切割能力，可切割玻璃、陶瓷、不锈钢、钢筋混凝土、碳纤维复合材料及各种合金材料等。高压水射流切割技术与设

现代加工技术--论文

微细磨料水射流切割关键技术研究 摘要：首先简要的介绍了微磨料水射流切割技术的起源和基本原理，并指出微细磨料水射流采用的是前混合式水射流系统。然后着重对微磨料水射流的产生方法及关键技术进行了研究，对高压泵的压力、喷嘴的结构设计和选择、微磨料粒子选择、工作平台存在的问题与关键技术等进行了分析讨论与总结，得出了微细磨料水射流切割关键技术选用的相关结论。 关键词：微磨料、技术分析、喷嘴设计、水射流 水射流应用最先起源于煤矿开采工程，经过长时间的发展逐渐在加工制造业得到认可与应用，目前在切割加工领域应用最为广泛。当水流经由微小口径的喷嘴以高压喷射的方式冲击在工件材料上，工件材料会由于水流的动能而产生割裂、剥落、破坏等变化[1]。国内有很多该类型公司，如南京大地水刀公司，研发推出了多种类的微细磨料水射流切割机，主要应用在大理石加工，灯具加工等行业。 当高速水射流中含有少量细小磨料颗粒并作用于加工工件表面时，能够借助高速磨粒的动能及其锋利的菱角刮擦工件表面，水流的剪切作用也使得突出材料得以去除，从而达到工件材料表面去除的作用，这种加工方式称为磨料水射流加工方法，如图1所示为磨料水射流加工系统示意图。 图1 后混合磨料水射流加工系统示意图 1 基本原理 微磨料水射流加工技术由供料系统提供微细磨料，将高压水与微细磨料相混合加速，经微细喷嘴形成微细射流，通过微细磨料对被加工的材料冲蚀来实现材料的微量去除。当前国内外所研究的微磨料水射流加工主要采用后混合式射流和前混合式射流两种[6]。 (1)后混合式射流。如图2所示，后混合式射流的工作原理是先将低压水加压后经过切割头中的水喷嘴形成高速水射流，高速水射流在加速管内与磨料混合加速后经磨料喷嘴形成磨料水射流对工件进行加工。在后混合式射流系统中，当喷嘴直径降低时，磨料很难与高压水均匀混合，因而所产生的磨料水射流对工件的加工能力也随之降低。 后混合式系统结构简单，可靠性高，供料方便，高压管路和喷嘴的磨损小，寿命长。但是后混合式系统中高压水与磨料难以实现均匀混合，系统所需的压力很高，能量损失也很大，工件的加工精度较低，表面质量较差。所以，后混合式加工系统常用于粗加工或半精加工。