超高压水切割机的问世,创造了一个冷切割的新工艺。水切割机的压力一般在250~400MPa,机组功率30~55kW;更大功率的机组则置有多个切割头同步作业。机组包括增压器(或超高压泵)、切割头、安全阔、控制阀、切割平台、磨料系统、微机控制系统、接收器和稳压容器等(见图3-2),与高压清洗机相比,其特点是超高压、小流量、细射流。压力的升高,带来了诸多材料、工艺与设计的问题,因此它的商品化矛盾集中反映在可靠性、安全性和造价方面。近年来,机器人水切割机的同世,解决了三维空间水切割工艺难题(见图3-3)。
  水切割机的高压水发生设备多采用增压器。增压器是通过活塞面积的变化使驱动液体所施加的压力倍增的设备,其驱动液体通常是机械油。
  与泵相比，增压器的显著优点是能以驱动端油压(低压)的变化控制液力端水压(超高压),这样的控制容易实现,且安全可靠。但由于增压器往复次数比超高压泵低得多(多在100r/min以内),它的出口压力脉动大,必须增设稳压容器。当然,与泵相比,它的造价也较高。

  由于磨料的介入能大幅度降低工作压力,因此切割头大都设计成导流管、水喷嘴、磨料喷嘴依次排列的结构。由它产生的超高压细射流又称“水刀”。
  切割平台呈x-y两坐标平面运动,专门为板材切割而设计。微机控制系统的软件指令或者操纵切割头相对于静止的平台x-y主梁运动,或者操纵平台x-y主梁相对于静止的切割头运动。平台还能控制切割头z坐标,以调节靶距。
  水切割机磨料系统的特点是更精确、更均匀。其磨料不同于高压清洗机采用石英砂即可,通常采用刚玉、石榴石或金刚砂。不同的磨料对磨料喷嘴的磨损也有所不同。保证均匀供料的砂阀也要考虑调节开度和压差。
  接收器的作用是降噪和接收切割后的浆料。水切割的噪声多在90dB(A)左右,这样接收器的降噪作用就十分明显,当然要求接收器要与切割头保持同步。

  稳压容器实际上是一个超高压容器,连接在增压器(或泵)与切割头之间,作用是将几乎是单脉冲的超高压水流变成基本无脉冲,为切割头形成连续稳定的超高压细射流创造良好工况。因此,对低速超高压泵最好也配置稳压容器。
  除此之外,水切割机在连接软管、硬管、接头以及螺纹连接等细节方面都很讲究,在后续章节将详细讨论。
  水切割是高压水射流技术水平的一个标志,它的技术密集程度、技术附加值以及市场占有量等诸多因素使其一直成为国内外水射流行业的研究热点,这一点在近年的国际水射流技术会议上尤为突出,并不因为水切割机已经商品化而降温,就是说在这一新技术应用领域还有许多待研究的问题。
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