Vatnsþotuskurður getur verið einfaldari vinnsluaðferð, en hún er búin öflugum kýla og krefst þess að rekstraraðilinn sé meðvitaður um slit og nákvæmni margra hluta.
Einfaldasta vatnsþotaskurðurinn er ferlið við að skera háþrýstivatnsstróka í efni. Þessi tækni er venjulega viðbót við aðra vinnslutækni, svo sem mölun, leysir, EDM og plasma. Í vatnsstraumsferlinu myndast engin skaðleg efni eða gufa og ekkert hitaáhrifasvæði eða vélræn streita myndast. Vatnsstrókar geta skorið ofurþunn smáatriði á steini, gleri og málmi; bora fljótt göt í títan; skera mat; og jafnvel drepa sýkla í drykkjum og ídýfum.
Allar vatnsdæluvélar eru með dælu sem getur þrýst á vatnið til afhendingar í skurðhausinn þar sem því er breytt í yfirhljóðsrennsli. Það eru tvær megingerðir dælna: dælur sem byggjast á beinum drifum og dælur sem byggjast á örvun.
Hlutverk beindrifsdælunnar er svipað og háþrýstihreinsitækis og þriggja strokka dælan knýr þrjá stimpla beint frá rafmótornum. Hámarks samfelldur vinnuþrýstingur er 10% til 25% lægri en svipaðar örvunardælur, en þetta heldur þeim samt á milli 20.000 og 50.000 psi.
Dælur sem eru byggðar á forsterkara eru meirihluti ofurháþrýstingsdælna (þ.e. dælur yfir 30.000 psi). Þessar dælur innihalda tvær vökvarásir, önnur fyrir vatn og hin fyrir vökvakerfi. Vatnsinntakssían fer fyrst í gegnum 1 míkron skothylkisíu og síðan 0,45 míkron síu til að soga inn venjulegt kranavatn. Þetta vatn fer inn í örvunardæluna. Áður en það fer inn í örvunardæluna er þrýstingi örvunardælunnar haldið í um 90 psi. Hér er þrýstingurinn aukinn í 60.000 psi. Áður en vatnið loksins fer úr dælusettinu og nær skurðhausnum í gegnum leiðsluna, fer vatnið í gegnum höggdeyfann. Tækið getur bælt þrýstingssveiflur til að bæta samkvæmni og útrýma púlsum sem skilja eftir merki á vinnustykkinu.
Í vökvarásinni dregur rafmótorinn á milli rafmótora olíu úr olíutankinum og þrýstir á hann. Þrýstiolían rennur til greinarinnar og loki greinarinnar dælir til skiptis vökvaolíu á báðum hliðum kex- og stimpilsamstæðunnar til að framkalla höggvirkni örvunartækisins. Þar sem yfirborð stimpilsins er minna en á kexinu „eykur“ olíuþrýstingurinn vatnsþrýstinginn.
Booster er fram og aftur dæla, sem þýðir að kex- og stimpilsamstæðan skilar háþrýstivatni frá annarri hlið örvunar en lágþrýstivatn fyllir hinni hliðinni. Endurhringrás gerir einnig vökvaolíuna kleift að kólna þegar hún fer aftur í tankinn. Afturlokinn tryggir að lágþrýstings- og háþrýstivatn geti aðeins flætt í eina átt. Háþrýstihylkarnir og endalokin sem umlykja stimpilinn og kexhlutana verða að uppfylla sérstakar kröfur til að standast krafta ferlisins og stöðuga þrýstingslotu. Allt kerfið er hannað til að bila smám saman og leki mun renna til sérstakra „afrennslisgata“ sem rekstraraðili getur fylgst með til að skipuleggja reglulegt viðhald betur.
Sérstakt háþrýstirör flytur vatnið að skurðarhausnum. Pípan getur einnig veitt hreyfifrelsi fyrir skurðhausinn, allt eftir stærð pípunnar. Ryðfrítt stál er valið efni fyrir þessar rör og það eru þrjár algengar stærðir. Stálrör með 1/4 tommu í þvermál eru nógu sveigjanleg til að tengjast íþróttabúnaði, en ekki er mælt með því fyrir langa flutninga á háþrýstivatni. Þar sem auðvelt er að beygja þetta rör, jafnvel í rúllu, getur lengd 10 til 20 fet náð X, Y og Z hreyfingu. Stærri 3/8 tommu pípur 3/8 tommur flytja venjulega vatn frá dælunni til botns flutningsbúnaðarins. Þó að það sé hægt að beygja það, er það almennt ekki hentugur fyrir leiðslubúnað. Stærsta rörið, sem er 9/16 tommur, er best til að flytja háþrýstivatn um langar vegalengdir. Stærra þvermál hjálpar til við að draga úr þrýstingstapi. Rör af þessari stærð eru mjög samhæf við stórar dælur, því mikið magn af háþrýstivatni hefur einnig meiri hættu á hugsanlegu þrýstingstapi. Hins vegar er ekki hægt að beygja rör af þessari stærð og setja þarf festingar á hornum.
Hreint vatnsþotuskurðarvélin er elsta vatnsþotaskurðarvélin og má rekja sögu hennar aftur til snemma á áttunda áratugnum. Í samanburði við snertingu eða innöndun efna mynda þau minna vatn á efnin, þannig að þau henta til framleiðslu á vörum eins og bílainnréttingum og einnota bleyjum. Vökvinn er mjög þunnur - 0,004 tommur til 0,010 tommur í þvermál - og gefur mjög nákvæma rúmfræði með mjög litlu efnistapi. Skurkrafturinn er mjög lítill og festingin er venjulega einföld. Þessar vélar henta best fyrir 24 tíma notkun.
Þegar hugað er að skurðarhaus fyrir hreina vatnsþotuvél er mikilvægt að muna að flæðishraðinn er smásæir brot eða agnir rífaefnisins, ekki þrýstingurinn. Til að ná þessum háa hraða rennur vatn undir þrýstingi í gegnum lítið gat í gimsteini (venjulega safír, rúbín eða demantur) sem er fest við enda stútsins. Dæmigert skurður notar 0,004 tommu til 0,010 tommu þvermál ops, en sérstök forrit (svo sem úðuð steinsteypa) geta notað stærðir allt að 0,10 tommur. Við 40.000 psi fer flæðið frá opinu á um það bil Mach 2 hraða og við 60.000 psi fer flæðið yfir Mach 3.
Mismunandi skartgripir hafa mismunandi sérfræðiþekkingu í skurði með vatni. Safír er algengasta almenna efnið. Þeir endast í um það bil 50 til 100 klukkustundir af skurðartíma, þó að slípiefnisvatnsgeislunin helmingi þessa tíma. Rúbínar henta ekki til hreins vatnsstraumskurðar, en vatnsrennslið sem þeir framleiða hentar mjög vel til slípiefnisskurðar. Í slípiefnisskurðarferlinu er skurðtími rúbína um 50 til 100 klukkustundir. Demantar eru mun dýrari en safírar og rúbínar, en skurðartíminn er á bilinu 800 til 2.000 klukkustundir. Þetta gerir demantinn sérstaklega hentugan fyrir sólarhringsrekstur. Í sumum tilfellum er einnig hægt að hreinsa demantaopið með ómhljóði og endurnýta það.
Í slípiefnisvatnsþotunni er vélbúnaðurinn við að fjarlægja efni ekki vatnsflæðið sjálft. Aftur á móti flýtir flæðið fyrir slípiefni til að tæra efnið. Þessar vélar eru þúsund sinnum öflugri en hreinar vatnsstraumskurðarvélar og geta skorið hörð efni eins og málm, stein, samsett efni og keramik.
Slípiefnisstraumurinn er stærri en hreinn vatnsstraumur, með þvermál á milli 0,020 tommur og 0,050 tommur. Þeir geta skorið stafla og efni allt að 10 tommu þykkt án þess að búa til hitaáhrifasvæði eða vélrænt álag. Þrátt fyrir að styrkur þeirra hafi aukist er skurðkraftur slípiefnisstraumsins enn minna en eitt pund. Næstum allar slípiefnisúðunaraðgerðir nota sprautubúnað og getur auðveldlega skipt úr notkun með einum haus yfir í notkun með mörgum hausum og jafnvel er hægt að breyta slípivatnsstróknum í hreinan vatnsstrók.
Slípiefnið er hart, sérvalið og stórt sandur - oftast granat. Mismunandi riststærðir henta fyrir mismunandi störf. Hægt er að fá slétt yfirborð með 120 möskva slípiefni, en 80 möskva slípiefni hafa reynst hentugri til almennra nota. 50 möskva slípiefni skurðarhraði er hraðari, en yfirborðið er aðeins grófara.
Þó að vatnsstrókar séu auðveldari í notkun en margar aðrar vélar, krefst blöndunarrörsins athygli stjórnanda. Hröðunarmöguleiki þessa rörs er eins og riffilhlaup, með mismunandi stærðum og mismunandi líftíma. Langvarandi blöndunarrörið er byltingarkennd nýjung í slípandi vatnsstraumsskurði, en rörið er samt mjög viðkvæmt - ef skurðarhausinn kemst í snertingu við festingu, þungan hlut eða markefnið getur rörið bremsað. Ekki er hægt að gera við skemmd rör, þannig að til að halda kostnaði niðri þarf að lágmarka endurnýjun. Nútímavélar hafa venjulega sjálfvirka árekstraskynjunaraðgerð til að koma í veg fyrir árekstra við blöndunarrörið.
Aðskilnaðarfjarlægðin milli blöndunarrörsins og markefnisins er venjulega 0,010 tommur til 0,200 tommur, en rekstraraðilinn verður að hafa í huga að aðskilnaður sem er meiri en 0,080 tommur mun valda frosti ofan á skurðbrún hlutans. Neðansjávarskurður og aðrar aðferðir geta dregið úr eða útrýmt þessu frosti.
Upphaflega var blöndunarrörið úr wolframkarbíði og hafði aðeins endingartíma upp á fjórar til sex skurðtíma. Lággjalda samsett rör í dag geta náð 35 til 60 klukkustunda skurðarlífi og er mælt með því fyrir grófa klippingu eða þjálfun nýrra rekstraraðila. Samsett karbíðrörið lengir endingartíma þess í 80 til 90 skurðtíma. Hágæða samsett karbíðrör hefur 100 til 150 klst endingartíma, er hentugur fyrir nákvæmni og daglega vinnu og sýnir mest fyrirsjáanlega sammiðja slit.
Auk þess að veita hreyfingu verða vatnsþotuvélar einnig að innihalda aðferð til að festa vinnustykkið og kerfi til að safna og safna vatni og rusli frá vinnsluaðgerðum.
Kyrrstæðar og einvíddar vélar eru einföldustu vatnsþoturnar. Kyrrstæðir vatnsstrókar eru almennt notaðir í geimferðum til að snyrta samsett efni. Rekstraraðili setur efnið inn í lækinn eins og bandsög, en griparinn safnar læknum og rusli. Flestir kyrrstæðir vatnsstraumar eru hreinir vatnsstraumar, en ekki allir. Slitvélin er afbrigði af kyrrstöðu vélinni, þar sem vörur eins og pappír eru færðar í gegnum vélina og vatnsstrókurinn sker vöruna í ákveðna breidd. Þverskurðarvél er vél sem hreyfist eftir ás. Þeir vinna oft með skurðarvélum til að gera rist-lík mynstur á vörur eins og sjálfsala eins og brownies. Skurðarvélin sker vöruna í ákveðna breidd en krossskurðarvélin þverskurðar vöruna sem er fóðruð fyrir neðan hana.
Rekstraraðilar ættu ekki að nota handvirkt þessa tegund slípiefnisvatnsstraums. Erfitt er að færa skurðarhlutinn á ákveðnum og jöfnum hraða og það er mjög hættulegt. Margir framleiðendur munu ekki einu sinni vitna í vélar fyrir þessar stillingar.
XY borðið, einnig kallað flatbed skurðarvél, er algengasta tvívíddar vatnsstraumskurðarvélin. Hreinir vatnsstrókar skera þéttingar, plast, gúmmí og froðu, en slípiefnislíkön skera málma, samsett efni, gler, stein og keramik. Vinnubekkurinn getur verið eins lítill og 2 × 4 fet eða eins stór og 30 × 100 fet. Venjulega er stjórnun þessara véla meðhöndluð af CNC eða PC. Servó mótorar, venjulega með lokuðu endurgjöf, tryggja heilleika stöðu og hraða. Grunneiningin inniheldur línulegar stýringar, leguhús og kúluskrúfudrif, en brúareiningin inniheldur einnig þessa tækni og söfnunartankurinn inniheldur efnisstuðning.
XY vinnubekkir koma venjulega í tveimur gerðum: vinnubekkurinn fyrir miðbrautarbrún inniheldur tvær grunnstýringar og brú, en burðarbekkurinn notar grunn og stífa brú. Báðar vélagerðirnar eru með einhvers konar höfuðhæðarstillingu. Þessi Z-ás stillanleiki getur verið í formi handvirkrar sveifs, rafmagnsskrúfu eða fullkomlega forritanlegrar servóskrúfu.
Botninn á XY vinnubekknum er venjulega vatnsgeymir fylltur með vatni, sem er búinn grillum eða rimlum til að styðja við vinnustykkið. Skurðarferlið eyðir þessum stoðum hægt. Hægt er að þrífa gildruna sjálfkrafa, úrgangurinn er geymdur í ílátinu eða hann getur verið handvirkur og rekstraraðilinn skóflar dósinni reglulega.
Þar sem hlutfall hlutanna sem eru með nánast enga flata fleti eykst, eru fimm ása (eða fleiri) möguleikar nauðsynlegir fyrir nútíma vatnsstraumskurð. Sem betur fer veitir léttur skurðarhausinn og lítill hrökkkraftur meðan á skurði stendur hönnunarverkfræðingum frelsi sem háhlaða fræsun hefur ekki. Fimm ása vatnsstraumskurður notaði upphaflega sniðmátkerfi, en notendur sneru sér fljótlega að forritanlegum fimm ásum til að losna við kostnaðinn við sniðmát.
Hins vegar, jafnvel með sérstökum hugbúnaði, er þrívíddarskurður flóknari en tvívíddarskurður. Samsettur skotthluti Boeing 777 er öfgafullt dæmi. Fyrst hleður rekstraraðilinn upp forritinu og forritar sveigjanlega „pogostick“ starfsfólkið. Loftkraninn flytur efni hlutanna og gormstöngin er skrúfuð af í viðeigandi hæð og hlutarnir festir. Sérstakur óskerandi Z-ásinn notar snertiskynjara til að staðsetja hlutann nákvæmlega í rýminu og sýnapunkta til að fá rétta hæð og stefnu hlutans. Eftir það er forritinu vísað á raunverulega stöðu hlutans; rannsakarinn dregst inn til að gera pláss fyrir Z-ás skurðarhaussins; forritið keyrir til að stjórna öllum fimm ásunum til að halda skurðarhausnum hornrétt á yfirborðið sem á að klippa og til að starfa eftir þörfum. Farðu á nákvæmum hraða.
Slípiefni eru nauðsynleg til að skera samsett efni eða hvaða málm sem er stærri en 0,05 tommur, sem þýðir að koma þarf í veg fyrir að útkastarinn klippi gormstöngina og verkfærabekkinn eftir klippingu. Sérstök punktfanga er besta leiðin til að ná fimm ása vatnsstraumskurði. Prófanir hafa sýnt að þessi tækni getur stöðvað 50 hestafla þotuflugvél undir 6 tommum. C-laga ramminn tengir gripinn við Z-ás úlnliðinn til að grípa boltann rétt þegar höfuðið klippir allt ummál hlutans. Punktafangarinn stöðvar einnig núningi og eyðir stálkúlum á hraðanum um 0,5 til 1 pund á klukkustund. Í þessu kerfi er þotan stöðvuð með dreifingu hreyfiorkunnar: eftir að þotan fer í gildruna rekst hann á stálkúluna sem er í henni og stálkúlan snýst til að eyða orku þotunnar. Jafnvel þegar hann er láréttur og (í sumum tilfellum) á hvolfi getur blettfangarinn virkað.
Ekki eru allir fimm ása hlutar jafn flóknir. Eftir því sem stærð hlutans eykst verður aðlögun forrita og sannprófun á hlutastöðu og skurðarnákvæmni flóknari. Margar verslanir nota 3D vélar fyrir einfalda 2D klippingu og flókna 3D klippingu á hverjum degi.
Rekstraraðilar ættu að vera meðvitaðir um að það er mikill munur á nákvæmni hluta og nákvæmni vélhreyfinga. Jafnvel vél með næstum fullkominni nákvæmni, kraftmikilli hreyfingu, hraðastýringu og framúrskarandi endurtekningarhæfni gæti ekki framleitt „fullkomna“ hluta. Nákvæmni fullunnar hluta er sambland af vinnsluvillu, vélvillu (XY-frammistöðu) og stöðugleika vinnustykkisins (festing, flatleiki og hitastöðugleiki).
Þegar skorið er á efni með þykkt minni en 1 tommu er nákvæmni vatnsstraumsins venjulega á milli ±0,003 til 0,015 tommur (0,07 til 0,4 mm). Nákvæmni efna sem eru meira en 1 tommu þykk er innan ±0,005 til 0,100 tommur (0,12 til 2,5 mm). Hágæða XY borðið er hannað fyrir línulega staðsetningarnákvæmni upp á 0,005 tommur eða hærri.
Hugsanlegar villur sem hafa áhrif á nákvæmni eru villur í verkfærum, forritunarvillur og vélhreyfingar. Verkfærajöfnun er virðisinntakið inn í stjórnkerfið til að taka tillit til skurðarbreiddar þotunnar, það er magn skurðarbrautarinnar sem þarf að stækka til að lokahlutinn fái rétta stærð. Til að koma í veg fyrir hugsanlegar villur í vinnu með mikilli nákvæmni, ættu rekstraraðilar að framkvæma prufuskurð og skilja að tólabætur verða að vera stilltar til að passa við tíðni slits á blöndunarrörum.
Forritunarvillur eiga sér oftast stað vegna þess að sumar XY stýringar sýna ekki mál á hlutaforritinu, sem gerir það erfitt að greina skort á víddarsamsvörun milli hlutaforritsins og CAD teikningarinnar. Mikilvægir þættir vélahreyfingar sem geta valdið villum eru bilið og endurtekningarnákvæmni í vélrænni einingunni. Servóstilling er einnig mikilvæg, vegna þess að óviðeigandi servóstilling getur valdið villum í bilum, endurtekningarhæfni, lóðréttleika og þvaður. Litlir hlutar með lengd og breidd minna en 12 tommur þurfa ekki eins mörg XY borð og stórir hlutar, þannig að möguleikinn á vélhreyfingarvillum er minni.
Slípiefni eru tveir þriðju hlutar rekstrarkostnaðar vatnsstraumkerfa. Aðrir eru afl, vatn, loft, þéttingar, afturlokar, op, blöndunarrör, vatnsinntakssíur og varahlutir fyrir vökvadælur og háþrýstidæla.
Full aflnotkun virtist dýrari í fyrstu, en framleiðniaukningin var meiri en kostnaðurinn. Þegar slípiefnisrennslið eykst mun skurðarhraðinn aukast og kostnaður á tommu lækkar þar til hann nær ákjósanlegasta punktinum. Til að fá hámarks framleiðni ætti stjórnandinn að keyra skurðarhausinn á hraðasta skurðarhraða og hámarks hestöfl til að nýta það sem best. Ef 100 hestafla kerfi getur aðeins keyrt 50 hestafla höfuð, þá getur það náð þessari skilvirkni með því að keyra tvo höfuð á kerfinu.
Hagræðing á slípandi vatnsstraumskurði krefst athygli á sérstökum aðstæðum sem fyrir hendi eru, en getur veitt framúrskarandi framleiðniaukningu.
Það er óskynsamlegt að skera loftbil sem er stærra en 0,020 tommur vegna þess að þotan opnast í bilinu og gróflega skera lægri stig. Að stafla efnisblöðunum þétt saman getur komið í veg fyrir þetta.
Mældu framleiðni með tilliti til kostnaðar á tommu (þ.e. fjölda hluta framleiddra af kerfinu), ekki kostnaðar á klukkustund. Raunar er hröð framleiðsla nauðsynleg til að afskrifa óbeinan kostnað.
Vatnsþotur sem oft stinga í gegnum samsett efni, gler og steina ættu að vera búnir stjórntæki sem getur dregið úr og aukið vatnsþrýsting. Tómarúmsaðstoð og önnur tækni eykur líkurnar á að hægt sé að gata brothætt eða lagskipt efni án þess að skemma markefnið.
Sjálfvirkni efnismeðferðar er aðeins skynsamleg þegar efnismeðferð stendur fyrir stórum hluta framleiðslukostnaðar hluta. Slípivatnsþotuvélar nota venjulega handvirka affermingu en plötuskurður notar aðallega sjálfvirkni.
Flest vatnsdælukerfi nota venjulegt kranavatn og 90% vatnsstrókaraðila gera ekki neina undirbúning nema að mýkja vatnið áður en vatnið er sent í inntakssíuna. Það getur verið freistandi að nota öfuga himnuflæði og afjónara til að hreinsa vatn, en með því að fjarlægja jónir auðveldar vatnið að gleypa jónir úr málmum í dælum og háþrýstirörum. Það getur lengt endingu opsins, en kostnaður við að skipta um háþrýstihylki, eftirlitsloka og endalok er mun hærri.
Neðansjávarskurður dregur úr frosti á yfirborði (einnig þekkt sem „þoka“) á efri brún slípandi vatnsstraumskurðar, en dregur einnig mjög úr hávaða frá þotum og óreiðu á vinnustað. Hins vegar dregur þetta úr sýnileika þotunnar og því er mælt með því að nota rafræna frammistöðuvöktun til að greina frávik frá toppskilyrðum og stöðva kerfið áður en íhlutir skemmast.
Fyrir kerfi sem nota mismunandi slípiefnisskjástærðir fyrir mismunandi störf, vinsamlegast notaðu viðbótargeymslu og mælingu fyrir algengar stærðir. Lítil (100 lb) eða stór (500 til 2.000 lb) magnflutnings- og tengdir mæliventlar gera kleift að skipta hratt á milli möskvastærða skjásins, draga úr niður í miðbæ og fyrirhöfn, en auka framleiðni.
Skiljan getur í raun skorið efni með þykkt minni en 0,3 tommur. Þrátt fyrir að þessir tappar geti venjulega tryggt aðra slípun á krananum, geta þeir náð hraðari efnismeðferð. Harðari efni munu hafa smærri merki.
Vél með slípandi vatnsstraumi og stjórna skurðardýptinni. Fyrir réttu hlutana getur þetta upphafsferli verið sannfærandi valkostur.
Sunlight-Tech Inc. hefur notað GF Machining Solutions 'Microlution leysir örvinnslu- og örmölunarstöðvar til að framleiða hluta með vikmörk undir 1 míkron.
Vatnsþotuskurður skipar sess á sviði efnisframleiðslu. Þessi grein lítur á hvernig vatnsþotur virka fyrir verslunina þína og skoðar ferlið.
Pósttími: 04-04-2021