應用水切割解決厚金屬板切割下料難題

鐘勝賢

摘 要：一般下料方法能下的板料都不能太厚，而水切割作為一種新的下料方法能下較厚的板材，且切割面質(zhì)量好、精度高，能作為其他下料方法一種很好的補充，應用水切割很好的解決了厚金屬板的切割下料問題。

關鍵詞：切割厚度；切割質(zhì)量；切割速度

中圖分類號：TG48 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0043-01

以前我公司金屬板材一般有4種下料切割方法，剪板下料、激光切割、數(shù)控沖和數(shù)控火焰、等離子切割，剪板下料只能下13mm以下的金屬板材，激光切割可割的厚度也不高，數(shù)控沖只能沖6mm以下板材，公司厚金屬板下料主要依靠數(shù)控火焰、等離子切割，而數(shù)控火焰、等離子切割能切割的厚度也有很大限制，碳鋼板只能切割35mm厚左右，鋁板只能切割40mm厚左右。后來根據(jù)需要引進了水切割機。

1 水切割和其他切割方法的比較

普通水經(jīng)過一個超高壓加壓器，將水加壓至380Mpa（55000psi）或更高，然后通過一個細小的噴嘴（其直徑為0.1mm至0.4mm），可產(chǎn)生一道速度為每秒915米（約3倍音速）的水箭，此水箭可切割各種金屬和非金屬材料，如紙類、玻璃、海綿等，在切割較硬材料時，可將砂料與水箭混流以增強其切割能力，此種高速度的加砂水刀幾乎可以切割任何材質(zhì)。水切割與數(shù)控火焰、等離子切割、激光切割相比存在許多優(yōu)點，水切割在切割精度上具有明顯優(yōu)勢，目前數(shù)控切割精度多在±0.5-1.0MM范圍，除激光外，沒有任何切割機和其媲美。切割材質(zhì)更廣，目前數(shù)控等離子切割還只能以金屬材料加工為主，針對如玻璃、陶瓷、復合材料、反光材料、化纖、熱敏感材料還顯得力不從心，水切割是一些復合材料、易碎瓷材料復雜加工的唯一手段，這也是導致目前水切割還有一定的市場的主要原因。水切割屬于冷切割，產(chǎn)品無熱變形或者熱效應，而等離子切割有明顯熱效應，精度低，不利于二次加工，水切割切口光滑、無熔渣，勿需二次加工。水切割可一次完成鉆孔、切割、成型工作。激光切割速度快、精度高，但激光切割在切割處有弧痕并產(chǎn)生熱效應，對鋁、銅的切割不理想，厚金屬板切割表面質(zhì)量差，甚至無法切割。水切割不像數(shù)控沖需要專用的模具，可自由切割任意形狀，切割過程不產(chǎn)生污染物，利于環(huán)保。切割面質(zhì)量好，沒有毛刺、掛渣等缺陷。

2 水切割工藝實驗

公司有一種長3.7米寬1.4米厚70mm的墻板零件，材料是鋁合金，里面有多個方孔和圓孔，以前用等離子切割無法加工，只能在加工中心上加工，由于切割余量大，加工相當費時。在引進水切割后，決定用水切割下料切出毛坯，再在加工中心上精加工。

第一步編程，首先看清加工工藝要求，整理好dxf圖形文檔，單邊放4mm余量，再利用編程軟件導入dxf圖形，設置好起割點和止割點，設置好切割順序，設置切割速度為40%，生成切割圖形文件，如圖1所示：第二步選好噴嘴和砂導管，設置好各種切割參數(shù)，噴嘴為0.011英寸，砂導管為0.04英寸，水壓力為75000PSI，設置切割材料為鋁合金，切割厚度為70mm。輔助砂料選用80目石榴砂。第三步試切割，將70mm厚鋁板在水刀工作臺上放好，設置好起割原點，打開動態(tài)水刀功能，進行試切割。觀察切割面比較平整，波紋少，切割面與板面垂直，切割線相交的地方有波紋，屬正常情況。調(diào)整切割速度為60%進行切割實驗，切割面波紋增多，明顯變毛糙。切割速度慢則切割面比較平整，速度快則波紋增多。

后來又進行了不同厚度的鋼板、銅板和鋁板的切割實驗，通過實驗，得出不同板材的切割速度，當水壓力為75000PSI時，切割速度（單位mm/min）如表1所示。

由表可以看出，厚度對切割速度影響很大，在保證切割質(zhì)量的前提下應盡可能增快切割速度。

3 結語

水切割具有其他切割方法不可比擬的優(yōu)勢，切口整齊沒有熱效應，且沒有毛刺，最主要的是切割厚度厚，在實際工作中切割過200厚的鋁板，很好的解決了厚板切割的難題。水切割也存在一定的缺點，主要是設備維護成本和使用成本較高，切割速度沒有激光切割快，在切割薄金屬板時可采用激光切割，在切割厚金屬板時可采用水切割。水切割作為一種補充的切割方法可以很好的解決厚金屬板的切割難題。