Rezanje WaterJet -a može biti jednostavnija metoda obrade, ali opremljena je snažnim udarcem i zahtijeva od operatera da održava svijest o trošenju i točnosti više dijelova.
Najjednostavnije rezanje mlaza vode je postupak rezanja mlaznih tlaka visokog tlaka u materijale. Ova je tehnologija obično komplementarna drugim tehnologijama obrade, poput glodanja, lasera, EDM -a i plazme. U procesu mlaznice vode se ne formiraju štetne tvari ili pare i ne formiraju se zona ili mehanički stres. Vodeni mlaznjaci mogu izrezati ultra tanke detalje na kamen, staklo i metal; brzo izbušite rupe u titanu; rezati hranu; pa čak i ubiti patogene u pićima i umacima.
Svi WaterJet strojevi imaju crpku koja može pod pritiskom vode za isporuku u glavu rezanja, gdje se pretvara u nadzvučni protok. Postoje dvije glavne vrste crpki: crpke na temelju izravnog pogona i pumpe na bazi pojačanja.
Uloga izravne pogonske pumpe slična je onom sredstva za čišćenje visokog tlaka, a trocilindrična pumpa vozi tri klipa izravno iz električnog motora. Maksimalni kontinuirani radni tlak je 10% do 25% niži od sličnih pumpi za potisak, ali to ih i dalje drži između 20 000 i 50.000 psi.
Crpke na bazi intenziteta čine većinu ultra-visokih tlačnih pumpi (to jest, pumpe preko 30 000 psi). Ove crpke sadrže dva kruga tekućine, jednu za vodu, a drugu za hidrauliku. Filter za ulaz vode najprije prolazi kroz filter od 1 mikrona, a zatim filter od 0,45 mikrona za usisavanje u uobičajenoj vodi iz slavine. Ova voda ulazi u pumpu za pojačivanje. Prije nego što uđe u pumpu za pojačivanje, tlak pumpe za povišenje održava se na oko 90 psi. Ovdje se tlak povećava na 60 000 psi. Prije nego što voda na kraju napusti pumpu i dosegne glavu za rezanje kroz cjevovod, voda prolazi kroz apsorber udara. Uređaj može suzbiti fluktuacije tlaka kako bi se poboljšala konzistentnost i eliminirala impulse koji ostavljaju tragove na obrađenju.
U hidrauličkom krugu, električni motor između električnih motora izvlači ulje iz spremnika ulja i pritiska ga. Ulje pod pritiskom teče na razvodnik, a ventil razvodnika naizmjenično ubrizgava hidraulično ulje s obje strane biskvita i sklop klipa kako bi stvorio djelovanje poticaja. Budući da je površina klipa manja od one biskvita, tlak ulja "pojačava" tlak vode.
Pojačala je pumpa koja se uzvraća, što znači da sklop biskvita i klipa isporučuje vodu visokog tlaka s jedne strane poticaja, dok voda s niskim tlakom ispunjava drugu stranu. Recirkulacija također omogućuje da se hidraulično ulje ohladi kad se vrati u spremnik. Provjereni ventil osigurava da voda niskog tlaka i visokog tlaka može teći samo u jednom smjeru. Cilindri visokog pritiska i krajnje kape koji kapsuliraju komponente klipa i biskvita moraju ispunjavati posebne zahtjeve kako bi izdržali sile procesa i stalne cikluse tlaka. Cijeli sustav dizajniran je tako da postupno propadne, a curenje će teći do posebnih "rupa za odvod", koje operater može nadzirati kako bi bolje zakazao redovito održavanje.
Posebna cijev visokog tlaka transportira vodu u glavu za rezanje. Cijev također može pružiti slobodu kretanja glave za rezanje, ovisno o veličini cijevi. Nehrđajući čelik je materijal izbora za ove cijevi, a postoje tri uobičajene veličine. Čelične cijevi promjera od 1/4 inča dovoljno su fleksibilne da se povežu sa sportskom opremom, ali se ne preporučuju za prijevoz vode visokog pritiska vode. Budući da se ovu cijev lako savija, čak i u valjak, duljina od 10 do 20 stopa može postići X, Y i Z kretanje. Veće 3/8-inčne cijevi 3/8 inča obično nose vodu iz crpke do dna opreme za pokretanje. Iako se može saviti, općenito nije prikladan za opremu za kretanje cjevovoda. Najveća cijev, koja mjeri 9/16 inča, najbolja je za transport vode visokog tlaka na velike udaljenosti. Veći promjer pomaže u smanjenju gubitka tlaka. Cijevi ove veličine vrlo su kompatibilne s velikim pumpama, jer velika količina vode visokog tlaka također ima veći rizik od potencijalnog gubitka tlaka. Međutim, cijevi ove veličine ne mogu biti savijene, a u uglovima je potrebno ugraditi okovi.
Stroj za rezanje mlaznog mlaza vode najraniji je stroj za rezanje vode, a njegova se povijest može pratiti do ranih 1970 -ih. U usporedbi s kontaktom ili udisanjem materijala, oni proizvode manje vode na materijalima, tako da su prikladni za proizvodnju proizvoda kao što su automobilski interijer i pelene za jednokratnu upotrebu. Tekućina je vrlo tanko-0,004 inča do 0,010 inča promjera i pruža izuzetno detaljne geometrije s vrlo malo gubitka materijala. Sila rezanja je izuzetno niska, a učvršćivanje je obično jednostavno. Ovi strojevi su najprikladniji za 24-satni rad.
Kada se uzme u obzir glava za rezanje za čisti WaterJet stroj, važno je imati na umu da su brzina protoka mikroskopski fragmenti ili čestice sušnog materijala, a ne tlak. Da bi se postigla velika brzina, voda pod pritiskom teče kroz malu rupu u dragulju (obično safir, rubin ili dijamant) fiksiran na kraju mlaznice. Tipično rezanje koristi promjer otvora od 0,004 inča do 0,010 inča, dok posebne primjene (poput raspršenog betona) mogu koristiti veličine do 0,10 inča. Pri 40 000 psi, protok iz otvora putuje brzinom od približno Mach 2, a na 60 000 psi, protok premašuje Mach 3.
Različiti nakit ima različitu stručnost u rezanju WaterJet -a. Safir je najčešći materijal opće namjene. Oni traju otprilike 50 do 100 sati rezanja, iako primjena abrazivnog vodenog vode prepolovljena. Rubiji nisu prikladni za čisto rezanje vodenih voda, ali protok vode koji proizvode vrlo je pogodan za abrazivno rezanje. U procesu abrazivnog rezanja vrijeme rezanja za rubine je oko 50 do 100 sati. Dijamanti su mnogo skuplji od safira i rubina, ali vrijeme rezanja je između 800 i 2.000 sati. Zbog toga je dijamant posebno prikladan za 24-satnu operaciju. U nekim slučajevima, dijamantni otvor se također može ultrazvučno očistiti i ponovno upotrijebiti.
U abrazivnom Waterjet stroju mehanizam uklanjanja materijala nije sam protok vode. Suprotno tome, protok ubrzava abrazivne čestice za korodiranje materijala. Ovi su strojevi tisućama puta snažniji od strojeva za rezanje čistog vodenog voda, a mogu izrezati tvrde materijale poput metala, kamena, kompozitnih materijala i keramike.
Abrazivni tok je veći od protoka čiste vode, promjera između 0,020 inča i 0,050 inča. Oni mogu izrezati hrpe i materijale debljine do 10 inča bez stvaranja zona pogođenih toplinom ili mehaničkih stresa. Iako se njihova snaga povećala, sila rezanja abrazivnog toka još uvijek je manja od jednog kilograma. Gotovo sve abrazivne operacije mlaza koriste uređaj za mlaz i lako se mogu prebaciti s upotrebe s jednom glavom na više glave, pa čak i abrazivni mlaz vode može se pretvoriti u čisti mlaz vode.
Abraziv je tvrd, posebno odabran i veličine pijeska, obično granata. Različite veličine mreže prikladne su za različite poslove. Glatka površina može se dobiti s 120 abraziva mrežice, dok je 80 mreža abraziva pokazalo se prikladnijim za primjene opće namjene. Brzina rezanja od 50 mrežica je brža, ali površina je malo grublje.
Iako su mlazovi za vodu lakše upravljati od mnogih drugih strojeva, cijev za miješanje zahtijeva pažnju operatera. Potencijal ubrzanja ove cijevi je poput puške, s različitim veličinama i različitim zamjenskim vijek trajanja. Dugotrajna cijev za miješanje revolucionarna je inovacija u rezanju abrazivnog mlaza vode, ali cijev je i dalje vrlo krhka-ako glava rezanja dolazi u kontakt s učvršćenjem, teškim predmetom ili ciljnim materijalom, cijev može kočiti. Oštećene cijevi ne mogu se popraviti, pa smanjenje troškova zahtijeva minimiziranje zamjene. Moderni strojevi obično imaju funkciju automatskog otkrivanja sudara kako bi se spriječile sudare s cijevi za miješanje.
Udaljenost odvajanja između cijevi za miješanje i ciljnog materijala obično je 0,010 inča do 0,200 inča, ali operater mora imati na umu da će razdvajanje veće od 0,080 inča uzrokovati smrzavanje na vrhu ruba rezanja dijela. Podnje rezanje i druge tehnike mogu smanjiti ili eliminirati ovo smrzavanje.
U početku je cijev za miješanje izrađena od volframa karbida i imala je samo četiri do šest sati rezanja. Današnje niskobudžetne kompozitne cijevi mogu dostići vijek trajanja od 35 do 60 sati i preporučuju se za grubo rezanje ili obuku novih operatora. Kompozitna cementirana cijev karbida proširuje svoj radni vijek na 80 do 90 sati rezanja. Visokokvalitetna kompozitna cementirana cijev od karbida ima vijek trajanja od 100 do 150 sati, pogodna je za preciznost i svakodnevni rad, a pokazuje najvidljivije koncentrično trošenje.
Osim pružanja pokreta, alatni alat za WaterJet mora također uključivati i način osiguranja radnog komada i sustava za prikupljanje i prikupljanje vode i nečistoća iz operacija obrade.
Stacionarni i jednodimenzionalni strojevi najjednostavniji su vodeni. Stacionarni zrakoplovi vode obično se koriste u zrakoplovnim svemirima za obrezivanje kompozitnih materijala. Operator unosi materijal u potok poput pile, dok hvatač skuplja potok i krhotine. Većina stacionarnih vodenih voda su čiste vodene snage, ali ne sve. Stroj za rezanje varijanta je stacionarnog stroja, u kojem se proizvodi poput papira hrane kroz stroj, a mlaz vode reže proizvod u određenu širinu. Stroj za križanje je stroj koji se kreće duž osi. Često rade s rezanjem strojeva kako bi izrađivali uzorke nalik na mrežu na proizvodima kao što su automat kao što su brownies. Stroj za rezanje reže proizvod u određenu širinu, dok stroj koji se presijeca prekriži proizvod koji se hrani ispod njega.
Operatori ne bi trebali ručno koristiti ovu vrstu abrazivnog Waterjet -a. Teško je pomicati rez objekt određenom i dosljednom brzinom, a izuzetno je opasan. Mnogi proizvođači neće ni citirati strojeve za ove postavke.
XY tablica, koja se naziva i stroj za rezanje ravnih plodova, najčešći je dvodimenzionalni stroj za rezanje vodenih voda. Čisto vode mlaznice režu brtve, plastiku, gumu i pjenu, dok abrazivni modeli režu metale, kompozite, staklo, kamen i keramiku. Radna ploča može biti manja čak 2 × 4 stopa ili veća od 30 × 100 stopa. Obično kontroli ovih alatnih strojeva upravlja CNC ili PC. Servo motori, obično s povratnim informacijama u zatvorenom krugu, osiguravaju integritet položaja i brzine. Osnovna jedinica uključuje linearne vodiče, kućište ležaja i pogone kuglica, dok mostova također uključuje ove tehnologije, a spremnik za prikupljanje uključuje potporu materijala.
XY Workbenches obično dolaze u dva stila: radna ploča na sredini trake uključuje dvije osnovne vodičice i most, dok Contoilver Workbench koristi bazu i kruti most. Obje vrste strojeva uključuju neki oblik prilagodljivosti visine glave. Ova podesivost Z-osi može poprimiti oblik ručne ručice, električnog vijaka ili potpuno programibilnog servo vijka.
Sump na XY radnoj ploči obično je spremnik za vodu napunjen vodom, koji je opremljen rešetkama ili letvicama kako bi podržao obrađivač. Proces rezanja troši ove potpore polako. Zamka se može automatski očistiti, otpad se pohranjuje u spremnik ili može biti ručno, a operater redovito lopata limenku.
Kako se udio predmeta s gotovo nikakvim ravnim površinama povećava, mogućnosti pet osi (ili više) ključne su za moderno rezanje vodenih voda. Srećom, lagana glava rezača i niska sila uzvraćanja tijekom postupka rezanja pružaju inženjerima dizajna slobodu koju glodanje visoko opterećenja nema. Rezanje WaterJet-a od pet osi u početku je koristio sustav predloška, ali korisnici su se ubrzo okrenuli u programiranoj petoosnoj osnovi kako bi se riješili troškova predloška.
Međutim, čak i kod namjenskog softvera, 3D rezanje je složenije od 2D rezanja. Kompozitni repni dio Boeing 777 ekstremni je primjer. Prvo, operater prenosi program i programira fleksibilno osoblje "Pogostick". Nadzemna dizalica transportira materijal dijelova, a opružna šipka je odvrnuta na odgovarajuću visinu, a dijelovi su fiksirani. Posebna osi Z-kuciva Z koristi kontaktnu sondu kako bi precizno postavila dio u prostoru, a uzorci točaka za dobivanje ispravne visine i smjera dijela. Nakon toga, program se preusmjerava na stvarni položaj dijela; Sonda se povlači kako bi napravila mjesta za z-osi glave rezanja; Program radi za kontrolu svih pet osi kako bi glava rezanja bila okomito na površinu koja će se rezati i raditi prema potrebi putovanja preciznom brzinom.
Abrazivi su potrebni za rezanje kompozitnih materijala ili bilo kojeg metala većeg od 0,05 inča, što znači da je izbacivač nakon rezanja potrebno spriječiti izbacivanje opružne šipke i alata. Posebno hvatanje točaka je najbolji način za postizanje rezanja WaterJet-a od pet osi. Testovi su pokazali da ova tehnologija može zaustaviti mlazni zrakoplov od 50 konjskih snaga ispod 6 inča. Okvir u obliku slova C povezuje hvatač na z-osi zgloba kako bi ispravno uhvatio loptu kada glava obrezuje cijeli opseg dijela. Točke hvatača također zaustavlja abraziju i troši čelične kuglice brzinom od oko 0,5 do 1 kilograma na sat. U ovom se sustavu mlaz zaustavlja raspršivanjem kinetičke energije: nakon što mlaz uđe u zamku, nailazi na sadržanu čeličnu kuglu, a čelična kugla se okreće kako bi se potrošila energija mlaza. Čak i kad je vodoravno i (u nekim slučajevima) naopako, hvatač mjesta može raditi.
Nisu svi dijelovi od pet osi jednako složeni. Kako se veličina dijela povećava, prilagođavanje programa i provjera položaja dijela i točnost rezanja postaju složeniji. Mnoge trgovine koriste 3D strojeve za jednostavno 2D rezanje i složeno 3D rezanje svaki dan.
Operatori bi trebali biti svjesni da postoji velika razlika između točnosti dijela i točnosti pokreta strojeva. Čak i stroj s gotovo savršenom točnošću, dinamičnim kretanjem, kontrolom brzine i izvrsnom ponovljivošću možda neće moći proizvesti "savršene" dijelove. Točnost gotovog dijela je kombinacija pogreške u procesu, pogreške stroja (XY performanse) i stabilnosti obrazaca (učvršćenja, ravna i temperaturna stabilnost).
Kada rezanje materijala s debljinom manjom od 1 inča, točnost mlaza vode obično je između ± 0,003 do 0,015 inča (0,07 do 0,4 mm). Točnost materijala debljine više od 1 inča je unutar ± 0,005 do 0,100 inča (0,12 do 2,5 mm). XY tablica visokih performansi dizajnirana je za točnost linearne pozicije od 0,005 inča ili više.
Potencijalne pogreške koje utječu na točnost uključuju pogreške kompenzacije alata, pogreške u programiranju i kretanje stroja. Kompenzacija alata je unos vrijednosti u upravljački sustav kako bi se uzeo u obzir širina rezanja mlaza-to jest količina rezanja koja se mora proširiti kako bi se konačni dio dobio ispravnu veličinu. Kako bi se izbjegle potencijalne pogreške u visoko preciznom radu, operatori bi trebali izvršiti probne rezove i razumjeti da kompenzacija alata mora biti prilagođena kako bi odgovarala frekvenciji trošenja cijevi za miješanje.
Pogreške u programiranju najčešće se javljaju jer neke XY kontrole ne prikazuju dimenzije u programu dijela, što otežava otkrivanje nedostatka dimenzionalnog podudaranja između programa dijela i CAD crteža. Važni aspekti kretanja stroja koji mogu uvesti pogreške su jaz i ponovljivost u mehaničkoj jedinici. Podešavanje servo također je važno jer nepravilno podešavanje servo može uzrokovati pogreške u prazninama, ponovljivosti, vertikalnosti i brbljanju. Mali dijelovi duljine i širine manje od 12 inča ne zahtijevaju toliko XY stolova kao velikih dijelova, tako da je mogućnost pogrešaka u kretanju stroja manja.
Abrazivi čine dvije trećine operativnih troškova vodenih sustava. Ostali uključuju snagu, vodu, zrak, brtve, kontrolne ventile, otvore, miješanje cijevi, filtri za uvodnu vodu i rezervne dijelove za hidrauličke pumpe i cilindre visokog pritiska.
Potpuna operacija snage u početku se činila skupljim, ali povećanje produktivnosti premašilo je troškove. Kako se brzina abrazivnog protoka povećava, brzina rezanja će se povećavati, a trošak po inču smanjit će se sve dok ne dosegne optimalnu točku. Za maksimalnu produktivnost, operator bi trebao pokrenuti glavu rezanja pri najbržoj brzini rezanja i maksimalne konjske snage za optimalnu upotrebu. Ako sustav od 100 konjskih snaga može pokrenuti samo glavu od 50 konjskih snaga, tada dvije glave na sustavu može postići ovu učinkovitost.
Optimiziranje rezanja abrazivnog vodenog vodeta zahtijeva pažnju na određenu situaciju, ali može pružiti izvrsno povećanje produktivnosti.
Nerazumno je rezati zračni jaz veći od 0,020 inča jer se mlaz otvara u praznini i otprilike smanjuje niže razine. Slaganje materijalnih listova usko zajedno to može spriječiti.
Izmjerite produktivnost u smislu troškova po inču (to jest, broj dijelova proizvedenih u sustavu), a ne troškova na sat. U stvari, brza proizvodnja potrebna je za amortizaciju neizravnih troškova.
Vodeneje koje često probijaju kompozitne materijale, staklo i kamenje trebaju biti opremljeni kontrolerom koji može smanjiti i povećati tlak vode. Vakuumska pomoć i druge tehnologije povećavaju vjerojatnost uspješnog probijanja krhkih ili laminiranih materijala bez oštećenja ciljanog materijala.
Automatizacija rukovanja materijalima ima smisla samo kada rukovanje materijalom čini veliki dio proizvodnje dijelova. Abrazivni WaterJet strojevi obično koriste ručno istovar, dok rezanje ploča uglavnom koristi automatizaciju.
Većina vodenih sustava koristi običnu vodu iz slavine, a 90% operatora WaterJet -a ne pripremaju druge pripreme osim omekšavanja vode prije slanja vode u ulazni filter. Korištenje reverzne osmoze i deionizatora za pročišćavanje vode može biti primamljivo, ali uklanjanje iona olakšava da voda apsorbira ione iz metala u pumpama i cijevima visokog pritiska. Može produžiti život otvora, ali troškovi zamjene cilindra visokog pritiska, kontrolnog ventila i krajnjeg poklopca mnogo su veći.
Podmoćno rezanje smanjuje površinsko smrzavanje (poznato i kao "maglica") na gornjem rubu rezanja abrazivnog vodeta, a istovremeno znatno smanjuje i kaos na radnom mjestu. Međutim, to smanjuje vidljivost mlaza, pa se preporučuje korištenje elektroničkog praćenja performansi za otkrivanje odstupanja od vršnih uvjeta i zaustavljanje sustava prije oštećenja komponente.
Za sustave koji koriste različite veličine abrazivnih zaslona za različite poslove, koristite dodatnu pohranu i mjerenje za uobičajene veličine. Mali (100 lb) ili veliki (500 do 2.000 lb) rasuti i srodni mjerni ventili omogućuju brzo prebacivanje između veličina mrežice zaslona, smanjenja zastoja i gnjavaže, istovremeno povećavajući produktivnost.
Separator može učinkovito rezati materijale debljine manjom od 0,3 inča. Iako ovi nosači obično mogu osigurati drugo mljevenje slavine, mogu postići brže rukovanje materijalima. Tvrđi materijali imat će manje naljepnice.
Stroj s abrazivnim mlazom vode i kontrolira dubinu rezanja. Za prave dijelove, ovaj početni postupak može pružiti uvjerljivu alternativu.
Sunlight-Tech Inc. koristio je mikrominirajući mikrominirajući i mikromilling centri GF Machining Solutions za proizvodnju dijelova s tolerancijama manjim od 1 mikrona.
Rezanje WaterJet -a zauzima mjesto u području proizvodnje materijala. Ovaj članak proučava kako vodenets funkcionira za vašu trgovinu i gleda u postupak.
Post Vrijeme: SEP-04-2021