水刀原理(flow资料)

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1、水刀原理（FLOW资料）简介在削减成本的努力中，工程师和制造部门始终需要寻找新的优势。水刀技术向您提供了多种独一无二的功能和优点。深入了解水刀技术，将使您有机会利用这些节省成本的切割设备。除低成本切割外，水刀还被认为是世界上功能最多样、增长速度最快的加工技术（根据Frost&Sullivan和MarketIntelligenceResearch公司的报告）。水刀在全球范围内广泛用于高产量应用。它与其它技术（铣床、雷射、EDM、等离子和刨床）相辅相成。水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸汽。水刀切割表面不留任何HAZ或机械变形。它是一种真正的多功能、高效率冷切割技术。水刀已

2、经证明自己可以完成其它技术无法处理的工作。从在石材、玻璃和金属上切割极薄的细节，在钛合金上快速钻孔，切割食品、直至对饮料和溶液进行杀菌消毒，水刀已经证明了它独一无二的价值。水刀的历史NormanFranz博士一直被公认为水刀之父。他是研究超高压（UHP）水刀切割工具的第一人。超高压的定义是高于30000psi。Franz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，Franz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

3、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。Franz博士从没制造出一种量产的木材切割器。而今天木材切割却是超高压技术最不重要的应用之一。但Franz博士证明了高速会聚水流具有极大的切割能量－这种能量的应用远远超出了Franz博士的梦想。1979年，MohamedHashish博士在福禄研究室工作，开始研究增加水刀切割能量的方法，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，水刀（含有砂料）能够切割几乎任何材料。1980年，加砂水刀第一次被用于切割金属、

4、玻璃和混凝土。1983年，世界上第一套商业化的加砂水刀切割系统问世，被用于切割汽车玻璃。该技术的第一批用户是航空航天工业，他们发现水刀是切割军用飞机所用的不锈钢、钛和高强度轻型合成材料以及碳纤维复合材料的理想工具（现在已用于民用飞机）。从那以后，加砂水刀被许多其它工业采纳，例如加工厂、石料、瓷砖、玻璃、喷气发动机、建筑、核工业、船厂等等。高压水的产生窗体底端基本技术既简单又复杂。在最基本的情况下，水从泵流过，经过管道，然后从切割刀头流出。其说明、操作和维护都很简单。但是，这一过程包含非常复杂的材料技术和设计。为了生成和控制60000psi的水压，需要书本上没有的科学技术。在这种压力下，如

5、果设计不当，微小的泄漏有可能对工件造成永久的侵蚀性损害。幸运的是，水刀制造商采用了复杂的材料技术和先进工程设计。用户只需了解基本的水刀操作知识即可。从本质上讲，有两类水刀：（1）纯水水刀和（2）加砂水刀。设备设计为只能使用纯水水刀、只能使用加砂水刀、或二者均可。无论何种形式，必须首先对水加压。泵泵是水刀系统的核心成员。对水进行加压并连续输出水流，从而让切割刀头把高压水变为超音速水射流。水刀应用可以采用两种泵－增压泵和直接驱动泵。直接驱动泵直接驱动泵的工作方式与在喷漆前冲洗房屋或甲板时所用的低压“压力清洗器”一样。它是一种直接由电机驱动三个活塞产生运动的三级泵。因为其简单可靠，这些泵得到了

6、水刀工业的认可。到本文发稿时为止，直接驱动泵能够提供的最大连续工作压力比增压泵低10％到25％（直接驱动泵为20K到50K、增压泵为40K到60K）。直接驱动泵也是一种相对新型的高压泵(上世纪八十年代后期开始上市）尽管直接驱动泵被用于某些工业应用，目前绝大多数用于水刀的超高压泵还是增压泵。增压泵窗体底端普通增压泵中有两种流体管路，水管和液压管。水管管路包括入口水过滤器、升压泵、增压器和减震器。用入口水过滤系统过滤普通自来水－通常包括一个1微米滤筒和一个0.45微米滤筒。然后把过滤后的水输送给升压泵，入口水压在此大约是90psi－保证增压器一定不能缺水。之后把过滤后的水输送给增压泵，压力升

7、高至60000psi。在水离开泵并通过管道输送给切割刀头之前，会首先流经减震器。这个大容器缓冲了压力波动，确保输送给切割刀头的水稳定、连贯。如果没有减震器，将能够看到并听到水流脉动，在被切割材料上留下印记。液压管路包括电机（25到200HP）、液压泵、油箱、歧管以及活塞/柱塞。由电机驱动液压泵。液压帮浦从油箱吸油，并把压力升高至3000psi。高压油被输送给歧管，由歧管阀门产生增压器的冲程动作（通过把液压油输送给柱塞/活塞组件的一侧