浅谈数控水切割与小型智能水切割用途

苏平永（宁波华翔汽车纤维研发有限公司，浙江　宁波　315033）



浅谈数控水切割与小型智能水切割用途

苏平永
（宁波华翔汽车纤维研发有限公司，浙江宁波315033）

摘要：水切割目前在国内使用还不是很广泛，这篇论文目的是让人们了解水切割目前使用领域及可以代替哪些传统的切割方式，告诉人们通过近年来的发展，这项技术目前可以使用的成果，另外与传统切割相比的优点。目前在航空工业、汽车复合材料方面应用较广，可以与CNC铣削等其它设备搭配使用，能节约加工成本，提升产品质量，提高生产效益等，对工装的要求不高，减少生产工装成本。

关键词：水刀（水射流）；红宝石喷嘴；水切割设备组成；智能便携水刀切割设备；产品优势与主要技术指标；水切割应用诠释

一、水切割简介

水切割，又称水刀，即高压水射流切割技术，它是将普通的水经过多级增压后所产生的高能量水流，再通过一个极细的红宝石喷嘴（Φ0.1mm～0.35mm），以每秒近千米的速度喷射切割，水切割设备是一种利用高压水流切割的机器，在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小，因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。

二、水切割设备组成

（一）设备主要部件

工作台、增压式高压泵，电控系统，万向摆动头，切割头，供砂系统，冷却系统，水位升降系统，补水泵，过滤系统，单手夹具，电子水平仪，集线器，机床垫铁，导轨润滑油

（二）目前也有无水位升降系统工作台面的国外设备

BELOTTI（意大利倍珞蒂）公司生产的设备，在切割时可直接把喷出来的水与切割下来的粉尘吸走，只有一少部分的水与粉尘会掉落到地面上。

三、用途

水切割机床是一种多用途、性能完善的切割设备，它最大特点是非热源的高能量射流束加工，切割中无热过程，故可切割所有金属和非金属材料，特别是各种热切割方法难以胜任或不能加工的材料。具有：切口快、切口平整、无尘埃、无热变形、无污染、减少材料浪费等特点。可切割：钛合金、铜板、钢板、铝板、铸铁、花岗岩、大理石、瓷砖、化纤、木材、布匹、纸张、皮革、塑料等材料。已应用到航空、军工、汽车复合材料零件、石材、建筑、装潢等精加工企业。目前水切割比较知名的供应商国内的上海狮迈、奥拓福，国外的美国傲马、意大利倍珞蒂等。

四、小型智能便携式水切割

目前用途最广的是小型智能便携式水切割，通常水切割设备都是很大，一般为机床式，小型水切割指重量小于200kg的水切割设备。

（一）产品应用

公安排爆；废旧弹药销毁；武警破障；石油工业、天燃气管道的排险；油罐的清理工作；隧道施工和救援等领域；化工行业。同时，水切割设备的快速、无损、作业精细、一次成型的特点，也可广泛应用于建筑、设备加工、石材切割、管件切割等方面。

（二）同类对比

市场上现有的水切割设备均属大型数控水切割设备，其主要应用于航空工业、汽车复合材料、金属行业、石材行业、玻璃行业、陶瓷行业等材料的切割及工艺品的加工制造。但因其体积大，只能固定位置进行工作和生产，而智能水切割系统有效的克服了传统水切割设备整体体积过大的缺点，使整机重量减少到90kg～110kg，大大增强了其工作的灵活性，运输方便，操作简单安全，单人即可灵活操作整套设备系统，减少了人力的付出，提高工作效率和工作质量。另一方面，积极进行设备改革，采用燃油机作为驱动，可广泛应用于公安系统对野外安全破障、救援等工作，克服了断电对其设备工作效率的影响，保证了公安系统对特殊情况的安全快速解决，维护人民群众的生命及财产安全。

（三）产品优势与主要技术指标

小型——设备较传统设备系统体积小，运输方便；轻便——产品独特的设计减小了设备的重量，整机重量90kg左右；操作简单——单人即可操作，节省人力；断电操作——产品使用燃油机作为驱动动力，避免了传统电机断电不能操作的弊端；不受使用地点的限制——可有效应用于野外作业，不受电源问题的影响；切割时无热量发生——可对雷管、炸药直接切割安全；切割速度快——不小于150mm/min（5mm厚37高炮弹40s）；横切面平整——水切割系统的切割面较传统机械切割断口处光滑平整。碳钢最大切割深度：≥20mm；切缝宽度：0.3mm～2mm。

五、水切割应用诠释

相比于其他切割方法，水切割有着无可比拟的优势。水切割是万能切割，当您感到激光和等离子所能切割的厚度太薄，所产生的毛刺太大，所产生的热影响区不利时，您可以考虑选用水切割；当您感到火焰切割的毛刺太大、粗糙度太差、热影响区太大时，您可以考虑选用水切割；当您感到线切割的速度太慢，并且不能切割非导电材料时，您可以考虑选用水切割;当您感到铣削的方法产生了许多废屑，造成了很大的浪费时，您也可以考虑选用水切割，因为水切割不会产生废屑，而是整片切割，水切割加工分开的材料大多是可利用的；当您感到使用圆锯和带锯太慢，而又不能进行非直线切割时，您照样可以考虑选用水切割；当您切割易燃易爆材料或在易燃易爆的环境下切割时，更必须考虑选用水切割;当您切割时不想产生毒副气体、不需二次加工、不想产生热效应或变形或微裂缝、又想产生良好的切边品质并能同时切割细小的孔时，您更要考虑选用水切割机;当你在航空、汽车行业切割复合材料时你更要想到用水切割。

结论

概括起来说水切割机的用途主要有三个，一是切割非可燃性材料，如航空航天汽车业复合材料、大理石、磁砖、玻璃、水泥制品等材料，这是热切割无法加工的材料;二是切割可燃性材料与钢板，如塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡胶等，以往的热切割也可以加工这些材料，但容易产生燃烧区和毛刺，但水切割加工不会产生燃烧区和毛刺，被切割材料的物理、机械性能不发生改变，这也是水切割的一大优点;三是切割易燃易爆材料，这是其它加工方法无法取代的。另外航空航天汽车业等复合材料碳纤维、玻璃纤维零部件的加工也最好优先选用水切割。

参考文献

[1] CCTV10-水切割.CCTV10——2012-07[Z].

[2]张福祥.中国纤维复合材料行业汇编[M].2014.

[3]第20届中国国际复合材料工业技术展览会（CHINA COMPOSITES EXPO 2014）——会刊—BUYER′SGUIDE[Z].

中图分类号：TG547

文献标识码：A