Технология гидроабразивной резки. Недостатки и достоинства
Гидроабразивная резка – это способ обработки материала резанием, при котором в качестве режущего инструмента используется струя водной суспензии абразивного материала, испускаемая под высоким давлением и с большой скоростью.
В основе технологии гидроабразивной резки лежит принцип эрозионного воздействия смеси высокоскоростной струи воды и твердых абразивных частиц на обрабатываемый материал. Сущность заключается в отрыве и уносе из полости реза частиц материала скоростным потоком твердофазных частиц. Эффективность воздействия и устойчивость истечения двухфазной струи обеспечиваются за счет оптимального выбора таких параметров резки как давление и расход воды, расход и размер частиц абразивного материала. К достоинствам гидроабразивной резки относятся:
- Отсутствие термического воздействия на материал.
- Отсутствие выгорания легирующих элементов.
- Отсутствие пригорания и оплавления материала на кромках обработанных деталей.
- Полная взрыво- и пожаробезопасность процесса.
- Значительно меньшие потери материала.
- Широкий спектр разрезаемых материалов и толщин.
- Высокая эффективность при резке листовых материалов.
- Возможность резки тонколистовых материалов в пакете из нескольких слоев.
- Высокое качество реза.
- Экологическая чистота и полное отсутствие вредных выделений газа.
К недостаткам такой технологии относятся:
- Коррозия металла.
- Относительно невысокая скорость реза тонколистовой стали.
- Высокая стоимость расходных материалов - абразива.
- Ограниченный ресурс отдельных комплектующих и режущей головки.
Система гидроабразивной резки
Гидроабразивная резка осуществляется при помощи станков гидроабразивной резки. Вода, которая сжимается одним из основных компонентов системы - насосом высокого давления (4000 ба и более), проходит через водяное сопло, которое образует струю воды диаметром от 0,2 до 0,35 миллиметров, попадает в смесительную камеру. В данной камере происходит смешивание воды с абразивом, после чего она проходит через второе сопло (алмазное или твердосплавное) с внутренним диаметром от 0,6 до 1,2 миллиметров. Из второго сопла вода выходит со скоростью около 1000 метров в секунду и попадает на поверхность разрезаемого материала.
Гидроабразивные станки способны резать нержавеющую сталь толщиной до 200 миллиметров. Небольшой размер струи позволяет производить четко очерченные углы с низким доступом. Станки высокой производительности могут обрабатывать искусственный и натуральный камень. Также гидроабразивные станки очень эффективны при резке стекла, они способны обрабатывать тонкое хрустальное стекло и прочное пуленепробиваемое стекло с точностью до микрон. К элементам конструкции гидроабразивного станка относятся:
- Рабочая ванна станка. Напорные опоры станка делаются из нержавеющей стали и легко заменяются при износе. Чтобы поддерживать обрабатываемый материал на опоры устанавливаются быстросменные ребра. Чтобы защитить рабочую зону от шума и вибраций, ванна станка оснащается системой быстрого подъема и спуска воды. Пыль, которая образуется в процессе обработки, остается в воде, а уровень шума не превышает 65 децибел.
- Система перемещения. У станка консольная конструкция с ременным приводом. Такой привод прост в эксплуатации и легко заменяется при износе. Чтобы увеличить точность позиционирования на станок устанавливаются индуктивные датчики, которые позволяют добиться точности 0,025 миллиметров. Перемещение осей осуществляется по линейным направляющим, благодаря чему обеспечивается высокая точность позиционирования, плавность хода и скорость перемещения.
- Насос высокого давления - самая важная составляющая станка для гидроабразивной резки.
- Система числового программного управления.
- Выносной бак с маховичком, которые позволяют максимально быстро выполнять настройку и привязку.
- Бак для абразива. Конструкция этого бака выполнена таким образом, что имеется возможность пополнения запасов абразива во время работы установки. На бак устанавливаются датчики контроля уровня.
- Система поддержания постоянного зазора, которая представляет собой специальный контактный механизм, поддерживающий оптимальный зазор между фокусирующей трубкой и материалом.
- Датчик сканирования материала, который сканирует материал до обработки с заданным интервалом времени, что позволяет во время обработки поддерживать зазор и обеспечивать максимальную точность обработки.
- Датчик контроля подачи абразива, который выполняет проверку количества подаваемого абразива.
- Система удаления абразива, которая состоит из насоса и бака-отстойника.
