特种加工技术水刀原理简介

　　“水刀”正因为它不是刀，才开拓了广阔的用武之地。对复合材料的切割是加工中的棘手问题。如采用传统的加工方法，会出现分层和撕扯现象，而“水刀”正是解决这个问题的理想工具。用“水刀”来清除部件的陶资涂层，效果优于机械方法和化学方法。水刀”可用于冲孔，粉碎资料。船体及螺旋桨表面的附着物，化工管道中的积垢，用“水刀”来清洗也很方便。

　　水刀的喷嘴是用硬质合金、蓝宝石等材料做成的喷口直径仅0.05毫米，而且孔内壁光滑平整，能承受1700兆帕的压力，所以喷出来的高压水能像刀一样切割材料。有些水还加入了一些长链聚合物，如聚乙烯氧化物，增加水的黏度”使喷出的水犹如一条“细线”

　　普通水经过一个超高压加压器，将水加压至4,000bar60,000psi然后通过一个细小的喷嘴其直径为0.004英寸至0.016英寸可产生一道每秒达915公尺约音速的三倍水箭，此道水箭可做各种外表处置及切割各种非金属物质如纸类、纸尿裤、玻璃、纤维、海绵等。

　　加工精度高，切割宽度只有0.10.8毫米，可以加工型面复杂的零部件。加工后的零部件切口光滑整齐，无须修整。尤其对易热变形材料的加工，水刀”更具独特优越性。

　　不像刀具那样存在磨损问题，掺入水喷流中的磨料和废水可回收使用，设备又较为简单，加工利息低廉。加工过程中引起的振动和噪声都很小，切屑量仅是机械加工的15%20%并且碎屑随水流走，不会飞扬伤及操作者。

　　水刀”还可以用于外科手术。〔东京大学医学院用压强0.7兆帕的水刀”家兔身上做试验，标明它可用于肝、肾等脏器的手术，不会损伤周围组织，也不易引起感染。〕

　　高压水的发生-发生高压水-发生高压水增压泵高压管道

　　基本技术既简单又复杂。最基本的情况下，水从泵流过，经过管道，然后从切割刀头流出。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资料技术和设计。为了生成和控制60000psi水压，需要书本上没有的科学技术。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。幸运的水刀制造商采用了复杂的资料技术和先进工程设计。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水水刀、只能使用加砂水刀、或二者均可。无论何种形式，必需首先对水加压。

　　泵

　　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

　　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。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，这些泵得到水刀工业的认可。直接驱动泵能够提供的最大连续工作压力比增压泵低10％25％（直接驱动泵为20K50K增压泵为40K60K

　　直接驱动泵也是一种相对新型的高压泵

　　尽管直接驱动泵被用于某些工业应用，目前绝大多数用于水刀的超高压泵还是增压泵。

　　普通增压泵中有两种流体管路，水管和液压管。

　　水管管路包括入口水过滤器、升压泵、增压器和减震器。用入口水过滤系统过滤普通自来水－通常包括一个1微米滤筒和一个0.45微米滤筒。然后把过滤后的水输送给升压泵，入口水压在此大约是90psi保证增压器一定不能缺水。之后把过滤后的水输送给增压泵，压力升高至60000psi水离开泵并通过管道输送给切割刀头之前，会首先流经减震器。这个大容器缓冲了压力动摇，确保输送给切割刀头的水稳定、连贯。如果没有减震器，将能够看到并听到水流脉动，被切割材料上留下印记。

　　液压管路包括电机（25200HP液压泵、油箱、歧管以及活塞/柱塞。由电机驱动液压泵。液压泵从油箱吸油，并把压力升高至3000psi高压油被输送给歧管，由歧管阀门产生增压器的冲程动作（通过把液压油输送给柱塞/活塞组件的一侧或另一侧）增压泵是一种往复式帮浦，即柱塞/活塞组件来回往复运动，当低压水充满一侧时，增压泵的另外一侧输出高压水。液压油在返回油箱的过程中得到冷却。

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