Waterstraalsny kan 'n eenvoudiger verwerkingsmetode wees, maar dit is toegerus met 'n kragtige pons en vereis dat die operateur bewus moet bly van die slytasie en akkuraatheid van veelvuldige dele.
Die eenvoudigste waterstraal sny is die proses om hoëdruk waterstrale in materiale te sny.Hierdie tegnologie is gewoonlik aanvullend tot ander verwerkingstegnologieë, soos frees, laser, EDM en plasma.In die waterstraalproses word geen skadelike stowwe of stoom gevorm nie, en geen hitte-geaffekteerde sone of meganiese spanning word gevorm nie.Waterstrale kan ultra-dun besonderhede op klip, glas en metaal sny;boor vinnig gate in titanium;gesnyde kos;en maak selfs patogene dood in drankies en dips.
Alle waterstraalmasjiene het 'n pomp wat die water onder druk kan plaas vir aflewering na die snykop, waar dit omgeskakel word na 'n supersoniese vloei.Daar is twee hooftipes pompe: direkte dryfgebaseerde pompe en boostergebaseerde pompe.
Die rol van die direkte aangedrewe pomp is soortgelyk aan dié van 'n hoëdrukreiniger, en die driesilinderpomp dryf drie suiers direk vanaf die elektriese motor.Die maksimum aaneenlopende werksdruk is 10% tot 25% laer as soortgelyke boosterpompe, maar dit hou hulle steeds tussen 20 000 en 50 000 psi.
Versterker-gebaseerde pompe maak die meeste ultrahoëdrukpompe uit (dit wil sê pompe van meer as 30 000 psi).Hierdie pompe bevat twee vloeistofkringe, een vir water en die ander vir hidroulika.Die waterinlaatfilter gaan eers deur 'n 1 mikron patroonfilter en dan 'n 0,45 mikron filter om gewone kraanwater in te suig.Hierdie water gaan die boosterpomp binne.Voordat dit die boosterpomp binnegaan, word die druk van die boosterpomp op ongeveer 90 psi gehandhaaf.Hier word die druk verhoog tot 60 000 psi.Voordat die water uiteindelik die pompstel verlaat en die snykop deur die pyplyn bereik, gaan die water deur die skokbreker.Die toestel kan drukskommelings onderdruk om konsekwentheid te verbeter en pulse wat merke op die werkstuk laat, uit te skakel.
In die hidrouliese kring trek die elektriese motor tussen die elektriese motors olie uit die olietenk en druk dit.Die olie onder druk vloei na die spruitstuk, en die klep van die spruitstuk spuit afwisselend hidrouliese olie aan beide kante van die beskuitjie- en suiersamestelling in om die slagaksie van die booster te genereer.Aangesien die oppervlak van die suier kleiner is as dié van die koekie, "verhoog" die oliedruk die waterdruk.
Die booster is 'n resiprokerende pomp, wat beteken dat die beskuitjie- en suiersamestelling hoëdrukwater van die een kant van die booster af lewer, terwyl laedrukwater die ander kant vul.Hersirkulasie laat ook die hidrouliese olie afkoel wanneer dit na die tenk terugkeer.Die terugslagklep verseker dat laedruk- en hoëdrukwater net in een rigting kan vloei.Die hoëdruksilinders en einddoppe wat die suier- en beskuitjiekomponente omhul, moet aan spesiale vereistes voldoen om die kragte van die proses en konstante druksiklusse te weerstaan.Die hele stelsel is ontwerp om geleidelik te misluk, en lekkasie sal na spesiale “dreineringsgate” vloei, wat deur die operateur gemonitor kan word om gereelde onderhoud beter te skeduleer.
’n Spesiale hoëdrukpyp vervoer die water na die snykop.Die pyp kan ook bewegingsvryheid vir die snykop bied, afhangende van die grootte van die pyp.Vlekvrye staal is die materiaal van keuse vir hierdie pype, en daar is drie algemene groottes.Staalpype met 'n deursnee van 1/4 duim is buigsaam genoeg om aan sporttoerusting te koppel, maar word nie aanbeveel vir langafstandvervoer van hoëdrukwater nie.Aangesien hierdie buis maklik is om te buig, selfs in 'n rol, kan 'n lengte van 10 tot 20 voet X-, Y- en Z-beweging bereik.Groter 3/8-duim pype 3/8-duim dra gewoonlik water van die pomp na die onderkant van die bewegende toerusting.Alhoewel dit gebuig kan word, is dit oor die algemeen nie geskik vir pyplynbewegingstoerusting nie.Die grootste pyp, wat 9/16 duim meet, is die beste vir die vervoer van hoëdrukwater oor lang afstande.’n Groter deursnee help om drukverlies te verminder.Pype van hierdie grootte is baie versoenbaar met groot pompe, omdat 'n groot hoeveelheid hoëdrukwater ook 'n groter risiko van potensiële drukverlies inhou.Pype van hierdie grootte kan egter nie gebuig word nie, en toebehore moet by die hoeke geïnstalleer word.
Die suiwer waterstraal snymasjien is die vroegste waterstraal snymasjien, en sy geskiedenis kan teruggevoer word na die vroeë 1970's.In vergelyking met kontak of inaseming van materiale, produseer hulle minder water op die materiale, so hulle is geskik vir die vervaardiging van produkte soos motorinterieurs en weggooibare doeke.Die vloeistof is baie dun - 0,004 duim tot 0,010 duim in deursnee - en bied uiters gedetailleerde geometrieë met baie min materiaalverlies.Die snykrag is uiters laag, en die bevestiging is gewoonlik eenvoudig.Hierdie masjiene is die beste geskik vir 24-uur werking.
Wanneer 'n snykop vir 'n suiwer waterstraalmasjien oorweeg word, is dit belangrik om te onthou dat die vloeisnelheid die mikroskopiese fragmente of deeltjies van die skeurmateriaal is, nie die druk nie.Om hierdie hoë spoed te bereik, vloei water onder druk deur 'n klein gaatjie in 'n edelsteen (gewoonlik 'n saffier, robyn of diamant) wat aan die einde van die spuitstuk vasgemaak is.Tipiese snywerk gebruik 'n opening deursnee van 0,004 duim tot 0,010 duim, terwyl spesiale toepassings (soos gespuit beton) groottes tot 0,10 duim kan gebruik.By 40 000 psi beweeg die vloei vanaf die opening teen 'n spoed van ongeveer Mach 2, en teen 60 000 psi oorskry die vloei Mach 3.
Verskillende juweliersware het verskillende kundigheid in waterstraalsny.Saffier is die algemeenste materiaal vir algemene doeleindes.Hulle hou ongeveer 50 tot 100 uur se snytyd, alhoewel die skuurwaterstraaltoediening hierdie tye halveer.Robyne is nie geskik vir suiwer waterstraalsny nie, maar die watervloei wat hulle produseer is baie geskik vir skuursny.In die skuursnyproses is die snytyd vir robyne ongeveer 50 tot 100 uur.Diamante is baie duurder as saffiere en robyne, maar die snytyd is tussen 800 en 2 000 uur.Dit maak die diamant besonder geskik vir 24-uur werking.In sommige gevalle kan die diamantopening ook ultrasonies skoongemaak en hergebruik word.
In die skuurwaterstraalmasjien is die meganisme van materiaalverwydering nie die watervloei self nie.Omgekeerd versnel die vloei skuurdeeltjies om die materiaal te korrodeer.Hierdie masjiene is duisende kere kragtiger as suiwer waterstraal-snymasjiene, en kan harde materiale soos metaal, klip, saamgestelde materiale en keramiek sny.
Die skuurstroom is groter as die suiwer waterstraalstroom, met 'n deursnee tussen 0,020 duim en 0,050 duim.Hulle kan stapels en materiale tot 10 duim dik sny sonder om hitte-geaffekteerde sones of meganiese spanning te skep.Alhoewel hul sterkte toegeneem het, is die snykrag van die skuurstroom steeds minder as een pond.Byna alle skuurstraalbewerkings gebruik 'n straaltoestel, en kan maklik oorskakel van enkelkopgebruik na multikopgebruik, en selfs die skuurwaterstraal kan na 'n suiwer waterstraal omgeskakel word.
Die skuurmiddel is hard, spesiaal geselekteerde en grootte sand-gewoonlik granaat.Verskillende roostergroottes is geskik vir verskillende take.'n Gladde oppervlak kan verkry word met 120-maas-skuurmiddels, terwyl 80-maas-skuurmiddels meer geskik is vir algemene toepassings.50 maas skuur snyspoed is vinniger, maar die oppervlak is effens growwer.
Alhoewel waterstrale makliker is om te bedryf as baie ander masjiene, vereis die mengbuis operateur se aandag.Die versnellingspotensiaal van hierdie buis is soos 'n geweerloop, met verskillende groottes en verskillende vervangingslewe.Die langdurige mengbuis is 'n revolusionêre innovasie in skuurwaterstraalsny, maar die buis is steeds baie broos - as die snykop in aanraking kom met 'n bevestiging, 'n swaar voorwerp of die teikenmateriaal, kan die buis rem.Beskadigde pype kan nie herstel word nie, so om koste laag te hou, vereis dat vervanging tot die minimum beperk word.Moderne masjiene het gewoonlik 'n outomatiese botsingsopsporingsfunksie om botsings met die mengbuis te voorkom.
Die skeidingsafstand tussen die mengbuis en die teikenmateriaal is gewoonlik 0,010 duim tot 0,200 duim, maar die operateur moet in gedagte hou dat 'n skeiding groter as 0,080 duim ryp aan die bokant van die snyrand van die deel sal veroorsaak.Onderwater sny en ander tegnieke kan hierdie ryp verminder of uitskakel.
Aanvanklik was die mengbuis van wolframkarbied gemaak en het slegs 'n lewensduur van vier tot ses snyure gehad.Vandag se laekoste saamgestelde pype kan 'n snylewe van 35 tot 60 uur bereik en word aanbeveel vir rowwe sny of opleiding van nuwe operateurs.Die saamgestelde hardmetaalbuis verleng sy lewensduur tot 80 tot 90 snyure.Die hoë-gehalte saamgestelde hardmetaalbuis het 'n snylewe van 100 tot 150 uur, is geskik vir presisie en daaglikse werk, en vertoon die mees voorspelbare konsentriese slytasie.
Benewens die verskaffing van beweging, moet waterstraalmasjiengereedskap ook 'n metode insluit om die werkstuk te beveilig en 'n stelsel vir die opvang en versameling van water en puin van bewerkingsoperasies.
Stilstaande en eendimensionele masjiene is die eenvoudigste waterstralers.Stilstaande waterstrale word algemeen in lugvaart gebruik om saamgestelde materiale af te sny.Die operateur voer die materiaal in die spruit in soos 'n bandsaag, terwyl die vanger die spruit en puin opvang.Die meeste stilstaande waterstrale is suiwer waterstralers, maar nie almal nie.Die snymasjien is 'n variant van die stilstaande masjien, waarin produkte soos papier deur die masjien gevoer word, en die waterstraal sny die produk in 'n spesifieke breedte.'n Dwarssnymasjien is 'n masjien wat langs 'n as beweeg.Hulle werk dikwels met snymasjiene om roosteragtige patrone op produkte soos vendingmasjiene soos brownies te maak.Die snymasjien sny die produk in 'n spesifieke breedte, terwyl die dwarssnymasjien die produk wat daaronder gevoer word, dwarssny.
Operateurs moet nie hierdie tipe skuurwaterstraal met die hand gebruik nie.Dit is moeilik om die gesnyde voorwerp teen 'n spesifieke en konsekwente spoed te beweeg, en dit is uiters gevaarlik.Baie vervaardigers sal nie eens masjiene vir hierdie instellings kwoteer nie.
Die XY-tafel, ook genoem 'n platbed-snymasjien, is die mees algemene tweedimensionele waterstraal-snymasjien.Suiwer waterstrale sny pakkings, plastiek, rubber en skuim, terwyl skuurmodelle metale, komposiete, glas, klip en keramiek sny.Die werkbank kan so klein as 2 × 4 voet of so groot as 30 × 100 voet wees.Gewoonlik word die beheer van hierdie masjiengereedskap deur CNC of PC hanteer.Servomotors, gewoonlik met geslote-lus-terugvoer, verseker die integriteit van posisie en spoed.Die basiese eenheid sluit lineêre gidse, laerhuise en balskroefaandrywings in, terwyl die brugeenheid ook hierdie tegnologieë insluit, en die versameltenk bevat materiaalondersteuning.
XY-werkbanke kom gewoonlik in twee style voor: die middelspoor-portaalwerkbank bevat twee basisgeleidingsrelings en 'n brug, terwyl die vrykrag-werkbank 'n basis en 'n stewige brug gebruik.Albei masjientipes sluit een of ander vorm van kophoogteverstelbaarheid in.Hierdie Z-as verstelbaarheid kan die vorm aanneem van 'n handslinger, 'n elektriese skroef of 'n volledig programmeerbare servo-skroef.
Die opvangbak op die XY-werkbank is gewoonlik 'n watertenk gevul met water, wat toegerus is met tralies of latte om die werkstuk te ondersteun.Die snyproses verteer hierdie steune stadig.Die lokval kan outomaties skoongemaak word, die afval word in die houer gestoor, of dit kan handmatig wees, en die operateur skop gereeld die blik.
Soos die proporsie items met amper geen plat oppervlaktes toeneem nie, is vyf-as (of meer) vermoëns noodsaaklik vir moderne waterstraalsny.Gelukkig bied die liggewig snyerkop en lae terugslagkrag tydens die snyproses ontwerpingenieurs die vryheid wat hoë-lading freeswerk nie het nie.Vyf-as waterstraalsnywerk het aanvanklik 'n sjabloonstelsel gebruik, maar gebruikers het hulle gou na programmeerbare vyf-as gewen om van die koste van sjabloon ontslae te raak.
Selfs met toegewyde sagteware is 3D-sny egter meer ingewikkeld as 2D-sny.Die saamgestelde stertdeel van die Boeing 777 is 'n uiterste voorbeeld.Eerstens laai die operateur die program op en programmeer die buigsame "pogostick"-personeel.Die oorhoofse hyskraan vervoer die materiaal van die onderdele, en die veerstaaf word tot 'n gepaste hoogte afgeskroef en die onderdele word vasgemaak.Die spesiale nie-snyende Z-as gebruik 'n kontaksonde om die deel akkuraat in die ruimte te posisioneer, en monsterpunte om die korrekte deelhoogte en rigting te verkry.Daarna word die program na die werklike posisie van die onderdeel herlei;die sonde trek terug om plek te maak vir die Z-as van die snykop;die program loop om al vyf asse te beheer om die snykop loodreg te hou op die oppervlak wat gesny moet word, en om te werk soos benodig. Reis teen presiese spoed.
Skuurmiddels word benodig om saamgestelde materiale of enige metaal groter as 0,05 duim te sny, wat beteken dat die uitwerper verhinder moet word om die veerstaaf en gereedskapbed te sny nadat dit gesny is.Spesiale puntvaslegging is die beste manier om vyf-as waterstraalsny te bereik.Toetse het getoon dat hierdie tegnologie 'n 50-perdekrag-straalvliegtuig onder 6 duim kan stop.Die C-vormige raam verbind die vanger aan die Z-as pols om die bal korrek te vang wanneer die kop die hele omtrek van die deel afsny.Die puntvanger stop ook skuur en verbruik staalballe teen 'n tempo van ongeveer 0,5 tot 1 pond per uur.In hierdie stelsel word die straal gestop deur die verspreiding van kinetiese energie: nadat die straal die lokval binnegekom het, ontmoet dit die ingeslote staalbal, en die staalbal roteer om die energie van die straal te verbruik.Selfs wanneer dit horisontaal en (in sommige gevalle) onderstebo is, kan die kolvanger werk.
Nie alle vyf-as dele is ewe kompleks nie.Soos die grootte van die onderdeel toeneem, word programaanpassing en verifikasie van onderdeelposisie en snyakkuraatheid meer ingewikkeld.Baie winkels gebruik elke dag 3D-masjiene vir eenvoudige 2D-sny en komplekse 3D-sny.
Operateurs moet daarvan bewus wees dat daar 'n groot verskil is tussen deelakkuraatheid en masjienbeweging akkuraatheid.Selfs 'n masjien met byna volmaakte akkuraatheid, dinamiese beweging, spoedbeheer en uitstekende herhaalbaarheid sal dalk nie "perfekte" onderdele kan produseer nie.Die akkuraatheid van die voltooide deel is 'n kombinasie van prosesfout, masjienfout (XY-werkverrigting) en werkstukstabiliteit (bevestiging, platheid en temperatuurstabiliteit).
Wanneer materiaal met 'n dikte van minder as 1 duim gesny word, is die akkuraatheid van die waterstraal gewoonlik tussen ±0,003 tot 0,015 duim (0,07 tot 0,4 mm).Die akkuraatheid van materiale meer as 1 duim dik is binne ±0,005 tot 0,100 duim (0,12 tot 2,5 mm).Die hoëprestasie XY-tafel is ontwerp vir lineêre posisioneringsakkuraatheid van 0,005 duim of hoër.
Potensiële foute wat akkuraatheid beïnvloed, sluit in gereedskapvergoedingsfoute, programmeringsfoute en masjienbeweging.Gereedskapvergoeding is die waarde wat in die beheerstelsel ingevoer word om die snywydte van die straal in ag te neem - dit wil sê die hoeveelheid snypad wat uitgebrei moet word sodat die finale deel die regte grootte kan kry.Om potensiële foute in hoë-presisie werk te vermy, moet operateurs proefsnitte uitvoer en verstaan dat gereedskapkompensasie aangepas moet word om by die frekwensie van mengbuisslytasie te pas.
Programmeringsfoute kom meestal voor omdat sommige XY-kontroles nie die afmetings op die deelprogram vertoon nie, wat dit moeilik maak om die gebrek aan dimensionele passing tussen die deelprogram en die CAD-tekening op te spoor.Belangrike aspekte van masjienbeweging wat foute kan veroorsaak, is die gaping en herhaalbaarheid in die meganiese eenheid.Servo-aanpassing is ook belangrik, want onbehoorlike servo-aanpassing kan foute in gapings, herhaalbaarheid, vertikaliteit en gesels veroorsaak.Klein dele met 'n lengte en breedte van minder as 12 duim benodig nie soveel XY-tafels as groot dele nie, so die moontlikheid van masjienbewegingsfoute is minder.
Skuurmiddels is verantwoordelik vir twee derdes van die bedryfskoste van waterstraalstelsels.Ander sluit krag, water, lug, seëls, terugslagkleppe, openinge, mengpype, waterinlaatfilters en onderdele vir hidrouliese pompe en hoëdruksilinders in.
Volkragbedryf het aanvanklik duurder gelyk, maar die toename in produktiwiteit het die koste oorskry.Soos die skuurvloeitempo toeneem, sal die snyspoed toeneem en die koste per duim sal afneem totdat dit die optimale punt bereik.Vir maksimum produktiwiteit moet die operateur die snykop teen die vinnigste snyspoed en maksimum perdekrag laat loop vir optimale gebruik.As 'n 100-perdekrag-stelsel slegs 'n 50-perdekrag-kop kan laat loop, dan kan twee koppe op die stelsel hierdie doeltreffendheid bereik.
Die optimalisering van skuurwaterstraalsny vereis aandag aan die spesifieke situasie op hande, maar kan uitstekende produktiwiteitsverhogings verskaf.
Dit is onverstandig om 'n luggaping groter as 0,020 duim te sny omdat die straal in die gaping oopmaak en rofweg laer vlakke sny.As u die materiaalvelle dig op mekaar stapel, kan dit voorkom.
Meet produktiwiteit in terme van koste per duim (dit is die aantal onderdele wat deur die stelsel vervaardig word), nie koste per uur nie.Trouens, vinnige produksie is nodig om indirekte koste te amortiseer.
Waterstralers wat dikwels saamgestelde materiale, glas en klippe deurboor, moet toegerus wees met 'n beheerder wat waterdruk kan verminder en verhoog.Vakuumbystand en ander tegnologieë verhoog die waarskynlikheid om breekbare of gelamineerde materiale suksesvol deur te steek sonder om die teikenmateriaal te beskadig.
Materiaalhantering-outomatisering maak slegs sin wanneer materiaalhantering 'n groot deel van die produksiekoste van onderdele uitmaak.Skuurwaterstraalmasjiene gebruik gewoonlik handaflaai, terwyl plaatsny hoofsaaklik outomatisering gebruik.
Die meeste waterstraalstelsels gebruik gewone kraanwater, en 90% van waterstraaloperateurs tref geen ander voorbereidings as om die water sag te maak voordat die water na die inlaatfilter gestuur word nie.Die gebruik van tru-osmose en deioniseerders om water te suiwer kan aanloklik wees, maar die verwydering van ione maak dit makliker vir die water om ione van metale in pompe en hoëdrukpype te absorbeer.Dit kan die lewensduur van die opening verleng, maar die koste om die hoëdruksilinder, keerklep en einddeksel te vervang is baie hoër.
Onderwatersny verminder oppervlakryp (ook bekend as "misvorming") op die boonste rand van skuurwaterstraalsny, terwyl dit ook straalgeraas en werkplekchaos aansienlik verminder.Dit verminder egter die sigbaarheid van die straal, daarom word dit aanbeveel om elektroniese werkverrigtingmonitering te gebruik om afwykings van piektoestande op te spoor en die stelsel te stop voor enige komponent skade.
Vir stelsels wat verskillende skuurskermgroottes vir verskillende take gebruik, gebruik asseblief bykomende berging en meting vir algemene groottes.Klein (100 lb) of groot (500 tot 2 000 lb) grootmaatvervoer en verwante meetkleppe laat vinnige oorskakeling tussen skermmaasgroottes toe, wat stilstandtyd en moeite verminder, terwyl produktiwiteit verhoog word.
Die skeier kan effektief materiaal met 'n dikte van minder as 0,3 duim sny.Alhoewel hierdie knoppies gewoonlik 'n tweede maal van die kraan kan verseker, kan hulle vinniger materiaalhantering verkry.Harder materiale sal kleiner etikette hê.
Masjien met skuurwaterstraal en beheer die snydiepte.Vir die regte dele kan hierdie ontluikende proses 'n dwingende alternatief bied.
Sunlight-Tech Inc. het GF Machining Solutions se Microlution-laser-mikrobewerking- en mikromaalsentrums gebruik om onderdele met toleransies van minder as 1 mikron te vervaardig.
Waterstraalsny neem 'n plek in op die gebied van materiaalvervaardiging.Hierdie artikel kyk na hoe waterstrale vir jou winkel werk en kyk na die proses.
Postyd: Sep-04-2021