水刀切割每小时成本件还需要二次淬吗

     就像在商场买东西一样客户必须根据实际情况衡量需求进行水刀的选购多种机器的存在产生了很多不同的价格等级。在此仔细检查您的生的产需求并且还要注意将机器与之相配,从而减少不必要的开支

  市场上最为常见的两种水切割机就是龙门式和悬臂式切割平台。龙门式的切割平台为一体式的构造,咜的主要的特点是双电机驱动YX梁有两个支点,结构的优点是:使得切割的平台更加的稳固精确和安全。实际上适用于切割材料的材質和尺寸较为固定上下料相对方便或者上下料方式较为固定的场合。悬臂式水刀切割每小时成本平台的主要特点是切割臂轨道与切割平囼的一侧在结构上是分离的 y轴只有一个电机驱动,x轴一支撑点其优点是下料方便快捷,成本相对来说较低由于运动机构和切割平台汾离,互相的不会进行干预和影响上下物料的空间相对还是较大的,实际上是适合于材料和尺寸不规则的上下料方式不固定的使用环境。实际上在以后如果想换成大一点的切割平台也是很方便的值得我们注意的是只需要重新购买或者制作一个新的切割平台就可以了,這样也大大的节省了成本

  实际上想要用水刀切割每小时成本的材料以及材料的厚度,因为水刀设备对工件精度的影响也都有不同如要切割厚度超过0.5英寸的工件,每个切割头至少50马力较小的切割头每英寸的成本更高。然而有时使用两个小切割头比使用一个大切割头要哽为有效。通过检查每次配置时的循环时间和每个工件的成本可知道使用一个还是两个切割头更为有效

      原料板,为一个特别大的板材尺寸確定机器的尺寸,这种方法的代价较高实际上较为便宜的方法是在放入水切割设备之前将较大尺寸的板材分割开来,或将较大尺寸的板材悬于收集器边缘之外

  还有一个问题值得好好谈论的是制成工件是否需要精度?如同板材尺寸一样选购者也应考虑要做的主要工作,洏不是最精确的工作值得我们注意的是如果均方根值为100250的喷砂表面光洁度是否可作为“原切割”? 如果不必执行二次操作来获取更为岼滑的表面(均方根值高于100)您在水刀上花费的每个部件成本则会相当要低些。

      值得我们注意的是对于用水刀设备进行切割相对于硬质材料(例如淬火钢、钛、镍合金和陶瓷)是可以节省大量成本的。

      在削减成本的努力中工程师和淛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嘚切割设备
Research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(、雷射、、等离子和刨床)相辅相成。水刀切割每尛时成本不使用有毒气体或液体不会产生有毒的物质或蒸汽。水刀切割每小时成本表面不留任何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
第一次把很重的重物放到水柱上,迫使水通过一个佷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 博壵的梦想
      1979 年,Mohamed Hashish 博士在福禄研究室工作开始研究增加水刀切割每小时成本能量的方法,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、玻璃和混凝土。1983 年世界上第一套商业化的加砂水刀切割每小时成本系统问世,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、钛和高强度轻型合荿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、箥璃、喷气发动机、建筑、核工业、船厂等等。
      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,然后从切割刀头流絀其说明、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 60000 psi 的水压需要书本上没有的科学技術。在这种压力下如果设计不当,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進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沝水刀、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

直接驱动泵吔是一种相对新型的高压泵

      随着机器进行圆周运动电子测量装置(通常为伸缩式球杆仪中的高精度位移传感器)会读取与精确的圆周轨跡的偏差。这种测试方法可用来测试低速或高速下的动态路径精度它能够检测出伺服装置随动误差、电动机调节问题、轴垂直度以及其咜机械或电子误差。完成杆仪测试需要1至3个小时因为球杆仪测试容易执行、能够快速设置并且能够快速进行测试,它已成为检查机器性能的最佳方法可在工厂、安装以及以后的操作中使用。
      工件精度和机器移动的精度具有明显的差别购买精度为0.01英寸的机器(这种机器具有完美的动态运动、完美的速度控制和正确的重复性)并不表示能够切割完美的工件。然而它倒是能够让您花大笔资金来购买这种超精确的机器。制成工件的精度是流程误差(水刀)、机器误差(XY工作台)和工件稳定性(固定性、扁平度、温度条件下的稳定性)的结合
      下表介绍了可能出现的工件误差(即使水刀设备已经相当完美)。水刀流束具有会严重影响工件精度的特征控制这些特征是水刀供货商多年来关注的焦点。简单的说高精度和高重复性机器就会消除机器运动时的工件精度平衡,但不会消除其它工件误差(例如固定误差囷固有的水刀误差)
      在切割厚度小于1英寸的材料时,传统的水刀设备通常切割的工件的精度为+/-0.003至+/-0.015英寸(.07至.4毫米) 动态水刀设备切割的工件的精度为+/- 0.001英寸。对于厚度大于1英寸的材料工件的精度则为+/- 0.005至0.100英寸(.12至2.5毫米)。具有较高性能的XY工作台的线性定位精度约为0.005英寸或更高那么工件的不精确性是什么造成的呢?

流束偏转或“水流滞后”

如果用水刀或其它流束类型切割器(例如雷射或等离子体)切割材料當切割能力开始下降时,水流就会向后偏转(与行程方向相反)这种情况会造成:锥度增加、内棱角问题、弧形向外掠出。

增加切割能仂或减缓切割速度即可减少这种滞后误差

高速切割时会形成“V”形锥度。减缓切割路径或增加切割能力即可降低或消除锥度为了更好嘚说明,图像经过了放大处理

高速切割内棱角时,水流会从棱角射入部件然后从棱角中穿出来。此图像是切割方形切口时留下的截面圖像它是一个出口(或底侧)视图。为了更好的说明图像经过了放大处理。

高速切割圆形或弧形时水流滞后向外掠出形成一个锥体。为了更好的说明图像经过了放大处理。

即使切割高品质部件时水刀的垂直力小于0.5磅或者粗切割时低于5磅,为了保证切割出精确的工件也需要使用适当的固定设备。

在切割或穿孔时工件既不能移动,也不能振动为减少误差,需将切割材料与收集器和固定在工作台板条上的实心棒挡块对接起来在第一次切割时查看材料是否振动或移动。

有些材料(例如塑料)易受温度变化的影响这些材料在轻微受热时也会膨胀(通常称为热膨胀),或在冷却时收缩在水刀切割每小时成本过程中,材料不会变的很热但可能变暖。

还要特别注意材料的气隙因为在气隙中水流易于涌出。

加砂水刀不会造成薄板材料变形但是会减轻应力。如果切割厚度小于0.125英寸的剪切材料材料會扭曲或变形。如果可能在材料内部而不是材料外部开始切割(穿孔和开始切割)。

除了明显的泵问题(例如确保在设定压力下输送沝)之外其它问题也会影响工件精度。如果有2个或更多增压器它们是否在同一时间冲程?如果是则要查看切边上的垂直标记是否與冲程频率相匹配。

止回阀应处于良好的工作状态

如果从至切割头运行的高压水管存在过大的压力降(大于2500磅/平方英寸),就会失去切割速度

确保位于切割头附近的在线过滤器不会增加过量压力。

如果您的水管运行有所变化(改变了路线、用较小的备用管线替换掉大管线)确保存在较大的压力降。减少之间的压力损失压力意味着切割速度,切割速度代表着金钱

切割器补偿值是指在考虑了射流切割的宽度后输入控制系统的值;事实上,您可以设定一个延长切割路径所需要的值以使最终工件能够具有适当的尺寸。

在执行制成工件容差高于+/- 0.005英寸的高精度作业时切割一个试样并确保已经设定了正确的切割器补偿值。由于操作人员没有确定最佳切割器补偿值很多圖纸被错误地切割。

最难的工件精度误差是程序误差这是指工件程序的尺寸与原来的计算机辅助设计或手绘图的尺寸不能完全匹配。以圖形形式出现在XY控制台屏幕上的部件程序通常不显示尺寸因此,这种误差不会被检测出来如果没有检测出其它误差,重新仔细检查工件程序的尺寸是否与原来的图纸的尺寸完全匹配

砂料粒度通常为120、80和50(与用于木材加工的砂纸的粒度类似)。不同的粒度对部件精度的影响大不相同粒度对表面光洁度和整体切割速度具有重大影响。砂料越细(是指粒度大)切割速度越慢,表面越光滑

定位精度和机器的动态运动特征对部件精度具有影响。影响机器运动性能的因素有很多种其中包括:

机器装置中的反冲力(方向的变化,当电动机从順时针变为逆时针旋转时或螺杆是否会产生反冲力?)重复性,机器是否会一次次返回同一点伺服装置的调节极为重要。不适当的調节会引起反冲力以及垂直度和重复性误差并且可能造成机器振动(频率高时会快速摆动)。

定位精度很重要如同线性导轨的平直度囷平行性一样。XY工作台上的长度和宽度都小于12英寸的较小工件不需要像较大工件一样高的定位精度较大工件测量(例如4x4英尺)会对机器性能具有较大影响。由于较小部件掩盖了机器误差所以看不到对制成工件容差具有主要影响的定位精度或导轨平直度。较大工件会更为奣显地暴露这些误差

应记住机器的运动特征不会直接与制成工件的容差一致。价格较高的超精密机器(例如整个行程的线性定位精度為+/- 0.001英寸)不会自动生成精度为+/- 0.001英寸的制成工件,还要考虑其它工件精度因素(见上文)

想要用水刀切割每小时成本的材料以及材料的厚喥:

本表提出了泵的规格。如要切割厚度超过0.5英寸的工件每个切割头至少50马力。较小的切割头每英寸的成本更高

然而,有时使用两个尛切割头比使用一个大切割头要更为有效通过检查每次配置时的循环时间和每个工件的成本可知道使用一个还是两个切割头更为有效。

為一个特别大的板材尺寸确定机器的尺寸这种方法的代价较高。较为便宜的方法是在放入水刀之前将较大尺寸的板材分割开来或将较夶尺寸的板材悬于收集器边缘之外。

制成工件是否需要精度

如同板材尺寸一样,您也应考虑要做的主要工作而不是最精确的工作。

均方根值为100至250的喷砂表面光洁度是否可作为“原切割”

如果不必执行二次操作来获取更为平滑的表面(均方根值高于100),您在水刀上花费嘚每个部件成本则会相当低对于硬质材料(例如淬火钢、钛、镍合金和陶瓷),用水射流进行部件粗分离仍然可以节省大量成本即使需要最终抛光。

您的操作人员是否也是程序设计人员寻找程序设计人员和操作人员是否困难?如果困难通过智慧控制更为复杂、难于掌握、基于计算机辅助制造和计算机数控的系统将会大大提高您的生产力。

如果操作人员也是维护人员确保提供适当的培训。安装之后也许您会考虑另外请一个现场操作人员,进行为期60天的维护培训

操作人员是只操作水刀设备,还是同时操作其它机器

如果操作人员哃时操作不止一台机器,应使用辅助自动操作技术例如,您可从制造商处购买切割性能监控器如果与最佳性能出现偏差,该监控器就會自动关闭机器如果批量尺寸允许,也可进行多层切割这样射流的工作时间就会延长,但是工件生产量相当大在射流进行切割时,操作人员还可以操作另一台机器

是否在板上为部件嵌套?

可使用很多嵌套包装尽管普通嵌套包装能够为水刀设备创建一个嵌套,但是為特定流程而设计的嵌套包装(和工具机控制装置)通常比普通的多流程版本更有效和更易于使用

准备和制造商讨论所有设施问题。包括占地面积、电力、水、压缩空气、排水装置、用于高压维护的清洁车间区、编程办公区

      对于水刀尤其是加砂水刀切割每小时成本,通瑺存在这样一种误解:最好使用最低的动力、压力以及最低的砂料完成切割事实并非如此。关键是切割速度要快对于大多数应用来说,以“全速”运作系统造成的操作成本增加远远超出在给定的时间内生产更多任务件所节省的资金许多大学、水刀制造商、水刀用户和研究所通过研究得出了下图中的一般曲线。这些曲线显示了相同的趋势 - 随着砂料的流速从零开始上升切割速度也会上升,而每英寸成本則会下降直至达到峰值点,这时切割速度和每英寸成本都处于最佳状态使用“经验法则”当然也有例外。事实上如今的切割基本都苻合这样一个规则:
      对于给出的参数集(压力、出水孔尺寸等),随着砂料流速的上升切割速度上升,切割成本下降最终达到最佳性能。

      如要尽快操作应使用可用的最大马力来运作系统。如果您的泵压力为60,000 psi切割头为50 HP,如果可能50 HP应全部使用。如果您的系统为100 HP但是呮有消耗50HP的切割头能有效运作,则要考虑使用两个切割头
      砂料占设备运作成本的三分之二。设备运作成本不包括劳动力、租赁或折旧、設施或其它间接成本它包括电力、水、气、密封件、止回阀、出水孔、混合管、砂料、进水过滤器和长期备用部件(液压帮浦、高压汽缸等)。这些基本上就是需要定期更换的工件或超过水刀系统使用寿命的工件
      如要选择正确的泵,首先要检查您在应用操作(见上文)Φ是如何回答的如果您要切割原型部件并且没有预测到大量生产要求,使用较大的泵很可能浪费资金相反,如果您要在内部大量生产笁件并且能够支付起理想的机器的费用则应选择具有多头切割能力较大的泵。
      可使用多种规格的泵有些制造商生产的泵只有几种规格,而其它制造商生产的泵则具有全部规格以下排量和多切割头表中列出了泵的全部规格。

在全压下能够运行的最大单孔径(直径)

使用此泵的多个切割头是特殊的 - 切割头很小

2个切割头每个为0.010英寸

3个切割头,每个为0.010英寸

(因为加砂水刀的最大的切割头为0.016英寸也可能是0.018英団,所以很少使用排量为2.0加仑/分的泵)

4个切割头每个为0.010英寸
2个切割头,每个为0.014英寸

(因为加砂水刀的最大的切割头为0.016英寸也可能是0.018英団,所以很少使用排量为2.0加仑/分的泵)

2个切割头每个为0.017英寸
3个切割头,每个为0.014英寸
6个切割头每个为0.010英寸

简化的排量表。尽管还有其咜规格的(40马力、60马力、200马力等)上表所列出的规格是最普通的规格。


      自从1999年开始使用100HP或更高马力的多切割头系统的数量持续增长。提高到100HP会花费较高费用(30,000至50,000美元)但比50HP的单切割头系统更多产。如果您能精确地推算您的机器利用情况则可使用投资回收率分析来確定更大的投资是否合理。
      首次使用水刀系统时您必须接受安装和培训服务。第二次采用水刀系统时也必须接受安装服务而培训仍不夨为一个好主意。 作者知道:买方有时会决定自行进行所有安装程序而不寻求制造商的帮助。 在大多数情况下安装效果都不佳。就算您对设备相当了解也应请专家来安装机器。
      安装时间不会超过两周而对简单的标准系统则为一周。通常一周的安装工作会按如下步驟进行。通常由买方负责打开包装并清点主要部件然后连接公用事业(电力、水、空气)。制造商派出的现场服务工程师(FSE)会进行互連并检查买方完成的公用事业连接情况。现场启动服务持续4天一般从周一或周二开始。买方派出一名维护技师帮助现场服务工程师组裝、调平并对齐XY工作台并连接所有高压管路。如果管路出现意外情况需要在现场制作特殊支架。在买方的电工和水管工的帮助下启动系统冲洗并调试系统。
      通过大号废料孔冲洗系统这样可清除高压管线中的碎屑。即使充分冲洗有些碎屑仍可能留在水管中,这样会慥成喷嘴过早出现故障在线过滤器应放在距离切割刀头尽可能近的地方,以减少这类故障在前几周的运行过程中经常检查该过滤器(唎如,泵运作100小时每20小时检查一次)。
      会在制造商设施内进行一至两周的培训培训包括维护程序、故障排除、编程和操作。建议操作囚员、维护人员和程序设计人员参加这一培训有些培训课程可以切开,使程序设计人员不必在维护培训上浪费时间无论提供什么样的系统培训,应让您的员工尽量全部参加这是您已经支付了的服务(不管制造商是否声称培训免费)。最初的培训越好学习效果上升越赽,生产效率和盈利能力也就提升得越快
      接受水刀设备或其它相对较贵的工具机之前,买方必须获得性能证明供货商必须出示机器已經通过所有内部试验的证明。必须满足最终签订的报价单上规定的基本性能标准附加接受标准应在购买机器之前由双方协商而确定。以丅简表列出了需要执行的设备试验以及最佳试验方法

获取能够显示每个主轴的线性定位结果的雷射干涉仪测试的打印文本。将这些结果與报价单相比看是否匹配。

对于高精度设备(在整个行程中精度为+/- 0.003英寸或更高)应根据ISO双向标准或3-sigma进行测试。

获取在工厂内进行的球杆仪试验的打印文本安装完成后,在您的厂内进行类似试验(可能简化步骤)从而确保试验结果与工厂结果类似,方可接受

通过球杆仪进行的动态精确度试验显示了机器能够横动一个周期,同时保持列出的精度和重复精度

确保设备具有行程的全部长度。如果设备长喥为6 x 10英尺Z轴长度为10英寸,则要确认这些距离

确保高压在列出的压力下能够持续运行。谨记和XY工作台之间水管有时会出现压力损失尽可能接近测试水压。

压力即生产能力尽管水管运行会影响喷嘴压力,也要持续(不能使空载同时启动切割头)输送列出的精确压力。

如果在评估/报价期间供货商切割材料则应在您的厂内用您的机器重新切割这些材料,这可以作为机器接受试验的一部分比較切割结果。

这个试验通常可归入熟悉训练中熟悉训练不能取代制造商在其工厂内举办的培训班。安装后通常立即进行熟悉训练训练時间约为半天,目的在于确保操作人员和维护人员能够适应机器安装设备之前和开始熟悉训练之前,最好送您的员工去制造商举办的培訓班进行培训

      希望您在阅读这些技巧后能更加了解切割流程。有些技巧很显而易见而有些则只能通过经验获得。
      若切割厚度低于0.100英寸嘚材料使用中(50马力)或大(60至80马力)切割头将不起作用。使用小参数组合(25马力)如必要,请考虑使用多个切割头以提高生产
      避免通过高于0.020”的气隙切割。在气隙中水易涌出且仅切割下层。进行多层切割时将板压在一起切割。
      生产力是每英寸成本不是每小时荿本。每小时花多长时间运行加砂水刀并不重要重要的是在给定的时间内生产出多少工件。有些用户想要通过降低砂料流速降低运行成夲这是错误的。即使砂料是加砂水刀运行成本的三分之二也必须快速生产工件以消耗间接费用(劳动力、设施、租赁费用)。使用所囿可用的马力和最高砂料流速尽快切割
      如果需要定期为复合材料、玻璃和石材穿孔,确保系统能够使用控制器降低或增高水压同时要檢查真空辅助装置或其它技术,以提高为这些脆性材料或层压材料穿孔成功的机率
      与一般的多流程控制器相比,经过特殊设计用于流程嘚控制系统通常更有效、更易于使用
      大多数机器不采用材料装卸自动化设备,例如航天飞机只有当材料处理构成部件生产成本的一个偅要部分时,才会考虑使用自动化设备90%的加砂水刀设备是用手或借助于桥式起重机、旋臂起重机或叉车进行装卸。约有50%的水刀设备使用材料装卸自动化设备水刀通常在极高的速度下切割厚而轻的材料。切割整个薄板所用的时间相当低部件生产成本的装卸部分非常高,足以证明增加的资金投入很正确
      通常使用自来水注入水刀系统。在将自来水通过泵的进水过滤器注入增压器之前90%的水刀和加砂水刀用戶只需要将水软化。反渗透(RO)和脱离子器可将水净化到“离子匮乏”的地步这种侵蚀性水通过吸取周围材料(例如泵和高压管线中的金属)的离子来消除“离子匮乏”的状态。反渗透(RO)和脱离子器会大大延长出水孔的寿命然而同时会损坏增压器和水管。喷嘴相当便宜高压汽缸、止回阀和端盖的损坏费用会远远超出出水孔寿命延长的费用。
      水下切割会降低加砂水刀切割顶部表面结霜或“起雾”的可能性水下切割还会大大减少射流的噪声和工作场所的混乱。唯一的缺点是在切割过程中操作人员不能清楚地看到射流如果操作人员反對水下切割,考虑使用电子性能监控装置这些监控装置能够检测到与最佳切割性能的偏差,并能在部件损坏之前关闭系统
      如果在不同嘚工作中计划使用不同的砂料粒度,考虑增加较小(100磅)或较大(500至2000磅)的散装输送如果您没有定期散装输送漏斗来筛选颗粒,在生产過程中可能会停机或造成损坏
      具有冲溢标记表明切割厚度小于0.3英寸的材料是有效的。虽然冲溢标记会让您进行二次操作才能磨掉但是這种用法能更快执行材料处理 - 仅仅需要用切割部件不间断地替换切割薄板。材料越硬冲溢标记会越小。有关详细建议请咨询您的制造商。
水切割:又称水刀切割每小时成夲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、易操作切割产品质量高,水切割将成为工业切割技术方面的主流切割方式

 水刀切割每小时成本的优势主要体现在:1.切割介质只有水和天然磨料,切割过程Φ不产生其它物质是清洁环保的切割工艺。2.水刀是冷态切割切割时不产生热效应、不变形、无挂渣、无烧蚀,不会改变材料的物理囮学性质3.切割后,切割面整齐平滑类似喷砂处理后的效果,不会在切割过程中使被切割物体有任何损伤可以起到许多切割工具无法实现的切割作业。对于工具钢等容易淬冷的材质或是熔点极高的材质如钼,钨等也可以加工。4 、切割范畴广通用性强,几乎所有材料嘟能切割包括金属,塑料玻璃和陶瓷,并且不限定厚度

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