石材加工機(jī)械：為大家解析一下什么是數(shù)控水刀？水刀的選型以及使用常見故障問題處理
超高壓水射流及數(shù)控水刀有關(guān)問題： 什么是數(shù)控水刀？ 數(shù)控水刀有什么特性和優(yōu)點(diǎn)？ 數(shù)控水刀能達(dá)到怎樣的精度？ 數(shù)控水刀能切割的最大厚度是多少？ 高壓泵（高壓發(fā)生器）的工作原理是什么？影響數(shù)控水刀切割機(jī)效率的因素有哪些？如何選到一臺(tái)好的水刀？數(shù)控水刀使用成本多少？ 數(shù)控水刀有哪些常見故障以及如何排除？等等...下面將為大家一一講解。什么是數(shù)控水刀？
數(shù)控水刀是將超高壓水射流發(fā)生器與二維數(shù)控加工平臺(tái)組合而成的一種平面切割機(jī)床。
數(shù)控水刀將水流的壓力提升到足夠高（200MPa以上），使水流具有極大的動(dòng)能，可以穿透化纖、木材、皮革、橡膠等，在高速水流中混合一定比例的磨料，則可以穿透幾乎所有堅(jiān)硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金屬、合金等。
水射流切割是將超高壓水射流發(fā)生器與二維數(shù)控加工平臺(tái)組合而成的一種平面切割機(jī)床。它將水流的壓力提升到足夠高（200MPa以上），使水流具有極大的動(dòng)能，可以穿透化纖、木材、皮革、橡膠等，在高速水流中混合一定比例的磨料，則可以穿透幾乎所有堅(jiān)硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金屬、合金等。在二維數(shù)控加工平臺(tái)的引導(dǎo)下，在材料的任意位置開始加工或結(jié)束加工，按設(shè)定的軌跡以適當(dāng)?shù)乃俣纫苿?dòng)，實(shí)現(xiàn)任意圖形的平面切割加工。
數(shù)控水刀在二維數(shù)控加工平臺(tái)的引導(dǎo)下，在材料的任意位置開始加工或結(jié)束加工，按設(shè)定的軌跡以適當(dāng)?shù)乃俣纫苿?dòng)，實(shí)現(xiàn)任意圖形的平面切割加工。
作為一項(xiàng)獨(dú)立而完整的加工技術(shù)，高壓水射流(wj)、磨料水射流(awj)的產(chǎn)生卻是最近三十年的事，利用高壓水為人們的生產(chǎn)服務(wù)始于十九世紀(jì)七十年代左右，用來(lái)開采金礦，剝落樹皮，直到二戰(zhàn)期間，飛機(jī)運(yùn)行中“雨蝕”使雷達(dá)艙破壞這一現(xiàn)象啟發(fā)了人們思維。直到本世紀(jì)五十年代，高壓水射流切割的可能性才源于蘇聯(lián)，但第一項(xiàng)切割技術(shù)專利卻在美國(guó)產(chǎn)生，即1968年由美國(guó)密蘇里大學(xué)林學(xué)教授諾曼·弗蘭茲博士獲得。在最近十多年里，水射流切割技術(shù)和設(shè)備有了長(zhǎng)足進(jìn)步，其應(yīng)用遍及工業(yè)生產(chǎn)和人們生活各個(gè)方面。許多公司和工廠競(jìng)相研究開發(fā)，新思維、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，形成了一種你追我趕的勢(shì)頭。目前已有多套水射流切割設(shè)備在幾十個(gè)行業(yè)應(yīng)用，尤其是在航空航天、艦船、軍工、核能等高、尖、難技術(shù)上更顯優(yōu)勢(shì)。已可切割500余種材料，其設(shè)備年增長(zhǎng)率超過(guò)20% 。
數(shù)控水刀有什么特性和優(yōu)點(diǎn)?
與傳統(tǒng)的“熱”切割工藝相比，超高壓水射流切割機(jī)床以水流為切割介質(zhì)，是一種“冷”切割工藝。
它具有如下功能與優(yōu)點(diǎn)：
1、切割時(shí)無(wú)熱變形，避免了材料的物理、化學(xué)變化;
2.廣泛適應(yīng)于各種材料的切割加工，有“萬(wàn)能切割機(jī)”之譽(yù);
3.切口光滑平整無(wú)毛刺，一般無(wú)須再加工;
4.由數(shù)控系統(tǒng)操縱，切割精度高;
5.切割縫小于1.2mm，便于套料切割，節(jié)約材料;
6.加工過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的廢物。水刀管家 15698805426 數(shù)控水刀對(duì)那些用其它方法難以切割的材料如芳綸(Kevler)、鈦合金及各種復(fù)合材料是非常理想或唯一的加工手段。
*數(shù)控水刀能達(dá)到怎樣的精度?
嚴(yán)格來(lái)講，數(shù)控水刀雖然比火焰、等離子切割機(jī)床可以更精確的切割，但還不是精密加工機(jī)床，應(yīng)該不能標(biāo)注精度。在切割10mm以下的板料時(shí)，把切割速度和補(bǔ)償控制得恰到好處，誤差可以做到+-0.1mm。
*數(shù)控水刀能切割的最大厚度是多少?
由于水射流的靶距是不確定的或者說(shuō)是變化的，數(shù)控水刀的最大切割厚度并不好明確界定。
膽大者，敢稱400、500mm，保守者稱100mm以內(nèi)，都是合理的。現(xiàn)有的數(shù)控水刀一般流量在2～3升，工作壓力在200～380MPa，射流經(jīng)過(guò)空氣阻力，能量衰減極快，到400、500mm時(shí)，基本就隨風(fēng)飄散了，就沒有打擊力。
就一般應(yīng)用而言，切割金屬板材厚度建議不超過(guò)100mm，發(fā)泡材料如海綿厚度建議不超過(guò)300mm。
*高壓泵(高壓發(fā)生器)的工作原理是什么?
系統(tǒng)原理圖如下：
油路部分工作原理
電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵，將液壓油從油箱中抽出，經(jīng)單向閥傳送到油壓管路中。
此時(shí)油路分成三路，一路接蓄能器和壓力表，壓力表顯示油壓，蓄能器可起平穩(wěn)油壓的作用，第二路接換向閥，另一路接溢流閥。
當(dāng)未按下開水射流按鈕時(shí)，從油泵送出來(lái)的液壓油經(jīng)溢流閥、水冷式冷卻器和回油過(guò)濾器直接流回油箱，則少量的液壓油通過(guò)換向閥進(jìn)入增壓器油腔，不足以推動(dòng)油活塞產(chǎn)生換向或換向緩慢;
而當(dāng)按下開水射流按鈕后，溢流閥閉合，液壓油經(jīng)換向閥進(jìn)入增壓器油腔，推動(dòng)油活塞運(yùn)動(dòng)，同時(shí)油活塞另一邊的液壓油被推出油缸，經(jīng)水冷式冷卻器、回油過(guò)濾器流回油箱。
當(dāng)油活塞被推至油缸末端，碰撞換向頂桿，頂桿觸發(fā)換向閥產(chǎn)生換向信號(hào)，從而使液壓油路從油缸的另一端進(jìn)入，油活塞回程。至油缸未端又觸發(fā)換向頂桿，油活塞又回程。
如此，連續(xù)不斷地觸發(fā)換向器進(jìn)行油路換向，從而形成增壓器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
水路部分工作原理
自來(lái)水經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾之后，由水泵進(jìn)行加壓，進(jìn)入增壓器兩端的高壓缸內(nèi)。當(dāng)油活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，一端高壓缸通過(guò)進(jìn)水單向閥進(jìn)水，另一端高壓缸的水被推出、經(jīng)過(guò)出水單向閥進(jìn)入高壓管路。
如此動(dòng)作，在兩端的高壓缸中交替進(jìn)行，形成源源不斷的高壓水流。由于存在增壓器換向周期，輸出的水流的壓力形成周期性波動(dòng)。因此高壓水流需經(jīng)高壓蓄能器進(jìn)行穩(wěn)壓，通過(guò)高壓管輸送到噴射頭。
在噴射頭上安裝有孔徑為0.25~0.33mm的寶石噴嘴。高壓水流在寶石噴嘴的約束下形成具有極大動(dòng)能的高速“水箭”，可以擊穿纖維、皮革、橡膠等軟質(zhì)材料。在“水箭”中混合一定比例的磨料，則形成磨料水射流，可以穿透任何堅(jiān)硬材料。
增壓器原理
當(dāng)液壓油作用在活塞上時(shí)，連接在活塞的高壓柱塞桿將高壓缸內(nèi)的水推出。根據(jù)能量守恒定律，假設(shè)無(wú)摩擦損耗，兩者的作功相等。此時(shí)，油壓乘以活塞橫截面積等于水壓乘以柱塞桿橫截面積，即水壓與油壓的比值等于油活塞橫截面積與高壓柱塞桿橫截面積的比值。
油活塞橫截面積與高壓柱塞桿橫截面積之比稱為“增壓比”，由于其比值固定，所以通過(guò)控制油壓就可調(diào)節(jié)水壓。
*影響數(shù)控水刀切割效率的因素有哪些?
影響數(shù)控水刀切割效率的因素是多方面的而且是相互影響的。
主要有：刀頭結(jié)構(gòu)及質(zhì)量、水射流的壓力高低及壓力波動(dòng)幅度、水噴嘴的完好程度、磨料質(zhì)地規(guī)格選配是否合適及質(zhì)量好壞、噴砂管完好程度，等等。
常用材料的切割效率，可參考下表：
*如何選到一臺(tái)好的水刀?
選擇大廠家，看市場(chǎng)上保有量大的水刀廠家。大廠家規(guī)模大，市場(chǎng)反饋及時(shí)，生產(chǎn)技術(shù)及時(shí)改進(jìn)。再加上規(guī)模效應(yīng)，采購(gòu)原材料規(guī)模大，能保證原材料的質(zhì)量。
水刀是加工工具，好工具的標(biāo)準(zhǔn)就是：一要效率高，二要耐用即故障率低，三要費(fèi)用低。
第一步：看切割效率高低。
切割效率包括切口質(zhì)量和切割速度。水刀切割的一個(gè)特點(diǎn)是：切割速度越低，切口質(zhì)量越高。拿同一塊材料到幾個(gè)水刀廠家去試切割，然后再比較：相同切口質(zhì)量下，誰(shuí)的切割速度快;相同切割速度下，誰(shuí)的切口質(zhì)量高。切割的最低要求，是切斷材料。切斷速度是一個(gè)很可靠的比較指標(biāo)。
第二步：比較耐用性。
水刀的故障主要出在高壓系統(tǒng)。各水刀廠家產(chǎn)品性能高低由此涇渭分明。高壓缸、蓄能器、高壓柱塞、單向閥體堵頭、高壓密封、單向閥等部件品質(zhì)好壞，直接決定了水刀的故障率高低。這些部件的使用壽命越長(zhǎng)越好。
跟廠家簽合同的時(shí)候，最好要明確主要部件的使用壽命，簽訂明確的壽命保用合同。
第三步：比較維修、維護(hù)費(fèi)用高低。
目前水刀沒有一個(gè)通行的標(biāo)準(zhǔn)，零部件互換性比較低。而且，水刀的高壓部件又是有限使用壽命。因此，購(gòu)買水刀時(shí)不僅要看整機(jī)價(jià)格，更要看配件價(jià)格。
不僅要看單價(jià)，更要結(jié)合使用壽命仔細(xì)算綜合使用成本。簡(jiǎn)而言之，用戶可以不必理會(huì)壓力、流量、精度這些指標(biāo)，只管親眼所見和親耳所聞如何在合同里得到保證。
*數(shù)控水刀使用成本多少?
*數(shù)控水刀有哪些常見故障以及如何排除?
2.油壓系統(tǒng)故障及排除
排查順序?yàn)椋河捅秒姍C(jī)組—換向霍爾開關(guān)—換向閥—溢流閥—油缸密封
(一)檢查油泵電機(jī)組
啟動(dòng)電機(jī)油泵，查看柱塞泵的吸油管是否進(jìn)油 不進(jìn)油ó
1、三相供電相位變了(電機(jī)反轉(zhuǎn));
2.油泵電機(jī)組異常
解決方法：
1、將斷路器任意兩根進(jìn)線(或出線)互換位置;
2.修理或更換油泵電機(jī)。
進(jìn)油ó油泵電機(jī)組正常，進(jìn)行第二步檢查。
(二)檢查換向霍爾開關(guān)
打開電源，不要啟動(dòng)電機(jī)油泵，取出換向霍爾開關(guān)，將霍爾開關(guān)依次接近磁鐵(注意極性，用磁鐵的兩端分別試)，霍爾開關(guān)指示燈是否對(duì)應(yīng)地亮/滅。
同時(shí)，觀察與霍爾開關(guān)相連的繼電器是否有動(dòng)作。不能對(duì)應(yīng)地亮/滅ó霍爾開關(guān)損壞。
解決方法：更換新的霍爾開關(guān)
繼電器無(wú)動(dòng)作ó繼電器損壞
解決方法：更換新的繼電器 能對(duì)應(yīng)地亮/滅、繼電器動(dòng)作ó霍爾開關(guān)沒有損壞/繼電器正常，進(jìn)行下一步檢查
(三)檢查換向閥
打開電源，不要啟動(dòng)電機(jī)油泵，將霍爾開關(guān)依次接近磁鐵，同時(shí)用手去感應(yīng)換向閥的電磁閥閥桿是否移動(dòng)。
可重復(fù)多次，以確定其穩(wěn)定性。閥桿不移動(dòng)ó換向閥工作異常
解決方法：1.清洗閥芯及閥腔;2.更換新閥。
閥桿移動(dòng)ó換向閥正常，進(jìn)行下一步檢查
(四)檢查溢流閥
打開電源，不要啟動(dòng)電機(jī)油泵，按下高壓?jiǎn)?dòng)按鈕，用手去感應(yīng)溢流閥的電磁閥閥桿是否移動(dòng)。
可重復(fù)多次，以確定其穩(wěn)定性。閥桿不移動(dòng)ó溢流閥工作異常
解決方案：1.清洗閥芯及閥腔;2.更換新閥。
閥桿移動(dòng)ó溢流閥正常，進(jìn)行下一步檢查。
(五)檢查油缸密封
開啟油泵電機(jī)(注意：不要開啟高壓)，將兩只換向霍爾開關(guān)拿在手上，分別接近磁鐵，同時(shí)注意聽油缸內(nèi)的動(dòng)靜，并注意察看兩塊擋板后窺孔有無(wú)漏油現(xiàn)象。
兩個(gè)方向都沒有動(dòng)作或其中一個(gè)方向沒有動(dòng)作ó活塞上密封失效
解決方法：拆開油缸，取出活塞，更換新的密封件。
同時(shí)，更換有漏油現(xiàn)象的一端擋板內(nèi)的油封。(注意：拆油活塞時(shí)，須特別要保護(hù)好與之聯(lián)結(jié)的高壓柱塞桿，防止表面劃傷或折斷。) 兩個(gè)方向都有動(dòng)作ó活塞密封正常，檢查其它原因。
3.數(shù)控操作系統(tǒng)故障及排除
液壓系統(tǒng)、增壓器常見故障及排除方法
數(shù)控系統(tǒng)常見故障及排除方法
數(shù)控水刀增壓器常見的故障及排除方法
1、水刀增壓器常見故障及排除方法
A、高壓、低壓皆無(wú)但換向正常
排除方法 ：
a.檢查自來(lái)水供水是否斷水或水壓過(guò)低;
b.檢查水泵是否正常;
c.檢查寶石噴嘴是否正常(水束明顯發(fā)散);
d.檢查擋鈑后窺孔有無(wú)漏油、漏水(有漏水，表明高壓腔動(dòng)密封損壞;有漏油，表明油缸檔板上動(dòng)密封損壞。);
e.檢查進(jìn)水單向閥是否失效(進(jìn)水管回水明顯);
f.檢查出水單向閥是否失效(單向閥處手感明顯發(fā)熱);
g.檢查高壓柱塞桿是否斷裂(拆除進(jìn)、出水管和出水單向閥，往高壓缸內(nèi)插入一根細(xì)鋼絲，探到柱塞桿，開啟電機(jī)油泵，觀察鋼絲是否頂出。不頂出或移動(dòng)距離小，則表明柱塞桿已斷裂)。
B、高壓、低壓皆無(wú)且換向時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或不換向
a.如不換向且油壓很高，用手推一下?lián)Q向閥的任一端電磁閥閥桿;
b.調(diào)整霍爾開關(guān)位置(將霍爾開關(guān)向油缸方向輕微移動(dòng))
c.檢查換向霍爾開關(guān)是否正常;(參照下節(jié)相關(guān)內(nèi)容)
d.檢查換向閥電氣部分是否正常;(參照下節(jié)相關(guān)內(nèi)容)
e.確認(rèn)是否調(diào)整過(guò)油泵流量(太小);
f.確認(rèn)是否調(diào)整過(guò)溢流閥流量(太大);
g.檢查換向閥閥芯是否堵塞或磨損;(參照下節(jié)相關(guān)內(nèi)容)
h.檢查油缸中活塞密封是否損壞。(參照下節(jié)相關(guān)內(nèi)容)
加砂水刀切割經(jīng)驗(yàn)技巧(僅供參考)
水刀切割有些則只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)獲得。希望您在閱讀這些技巧后能更加了解切割流程。有些技巧很顯而易見。>
1.若切割厚度低于0.100英寸的資料，使用中(50馬力)或大(60至80馬力)切割頭將不起作用。
使用小參數(shù)組合(25馬力)如必要，請(qǐng)考慮使用多個(gè)切割頭以提高生產(chǎn)。
2.防止通過(guò)高于0.020氣隙切割。氣隙中，水易涌出且僅切割下層。進(jìn)行多層切割時(shí)，將板壓在一起切割。
3.較小的砂料顆粒(120粒度或更小)切割速度較慢，但表面更為平滑(與80或50粒度相比)
4.生產(chǎn)力是每英寸成本，不是每小時(shí)成本。每小時(shí)花多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行加砂水刀并不重要。重要的給定的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出多少工件。
有些用戶想要通過(guò)降低砂料流速降低運(yùn)行成本，這是錯(cuò)誤的即使砂料是加砂水刀運(yùn)行成本的三分之二，也必需快速生產(chǎn)工件以消耗間接費(fèi)用(勞動(dòng)力、設(shè)施、租賃費(fèi)用)使用所有可用的馬力和最高砂料流速盡快切割。
5.如果需要定期為復(fù)合材料、玻璃和石材穿孔，確保系統(tǒng)能夠使用控制器降低或增高水壓。同時(shí)要檢查真空輔助裝置或其它技術(shù)，以提高為這些脆性資料或?qū)訅翰牧洗┛壮晒Φ臋C(jī)率。
6.與一般的多流程控制器相比，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)用于流程的控制系統(tǒng)通常更有效、更易于使用。
7.大多數(shù)機(jī)器不采用資料裝卸自動(dòng)化設(shè)備，例如航天飛機(jī)。只有當(dāng)資料處置構(gòu)成部件生產(chǎn)本錢的一個(gè)重要部分時(shí)，才會(huì)考慮使用自動(dòng)化設(shè)備。
90%加砂水刀設(shè)備是用手或借助于橋式起重機(jī)、旋臂起重機(jī)或叉車進(jìn)行裝卸。約有50%水刀設(shè)備使用資料裝卸自動(dòng)化設(shè)備。水刀通常在極高的速度下切割厚而輕的資料。
切割整個(gè)薄板所用的時(shí)間相當(dāng)?shù)?，部件生產(chǎn)本錢的裝卸局部非常高，足以證明增加的資金投入很正確。
8.通常使用自來(lái)水注入水刀系統(tǒng)。將自來(lái)水通過(guò)泵的進(jìn)水過(guò)濾器注入增壓器之前，90%水刀和加砂水刀用戶只需要將水軟化。
反滲透(RO和脫離子器可將水凈化到離子匱乏地步。這種侵蝕性水通過(guò)吸取周圍材料(例如泵和高壓管線中的金屬)離子來(lái)消除離子匱乏狀態(tài)。反滲透(RO和脫離子器會(huì)大大延長(zhǎng)出水孔的壽命，然而同時(shí)會(huì)損壞增壓器和水管。噴嘴相當(dāng)廉價(jià)。
高壓汽缸、止回閥和端蓋的損壞費(fèi)用會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出出水孔壽命延長(zhǎng)的費(fèi)用。
9.水下切割會(huì)降低加砂水刀切割頂部表面結(jié)霜或起霧可能性。水下切割還會(huì)大大減少射流的噪聲和工作場(chǎng)所的混亂。
唯一的缺點(diǎn)是切割過(guò)程中操作人員不能清楚地看到射流。如果操作人員反對(duì)水下切割，考慮使用電子性能監(jiān)控裝置。
這些監(jiān)控裝置能夠檢測(cè)到與最佳切割性能的偏差，并能在部件損壞之前關(guān)閉系統(tǒng)。
10.如果在不同的工作中計(jì)劃使用不同的砂料粒度，考慮增加較小(100磅)或較大(500至2000磅)散裝輸送。如果您沒有定期散裝輸送漏斗來(lái)篩選顆粒，生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)停機(jī)或造成損壞。
11.具有沖溢標(biāo)記表明切割厚度小于0.3英寸的資料是有效的雖然沖溢標(biāo)志會(huì)讓您進(jìn)行二次操作才能磨掉，但是這種用法能更快執(zhí)行材料處理-僅僅需要用切割部件不間斷地替換切割薄板。
資料越硬，沖溢標(biāo)記會(huì)越小。有關(guān)詳細(xì)建議，請(qǐng)咨詢?cè)O(shè)備廠家。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于數(shù)控水刀的知識(shí)技巧了，學(xué)習(xí)以上的石材加工機(jī)械：為大家解析一下什么是數(shù)控水刀？水刀的選型以及使用常見故障問題處理知識(shí)，對(duì)于數(shù)控水刀的幫助都是非常大的，這也是新手學(xué)習(xí)數(shù)控專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點(diǎn)擊右側(cè)人工服務(wù)，我們會(huì)有專業(yè)的人士來(lái)為您解答。
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