專利名稱：高壓水射流切割機用磨料噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高壓水射流切割技術(shù)，特別是高壓水射流切割機用磨料噴嘴。
背景技術(shù)：
高壓水射流切割技術(shù)是將普通壓力水經(jīng)增壓器加至150～380MPa的高壓再從噴嘴中噴射出去，依靠高速水射流的動能進行切割的技術(shù)。它具有切縫窄、無毛刺、無熱應(yīng)力、無粉塵、易實現(xiàn)異形切割等優(yōu)點，對于用傳統(tǒng)切割方法無法或難以加工的材料，如復(fù)合材料、石材、特種玻璃、高硬度材料等，高壓水射流切割幾乎是唯一經(jīng)濟可行的方法。為增強水射流的切割能力，往往在水噴嘴之后加入磨料，該磨料被高速水射流吸卷，并在磨料噴嘴中和水形成混合體，被加速后從磨料噴嘴中噴射出去形成磨料射流，它的切割能力是純水射流的幾倍至幾十倍，因此廣泛應(yīng)用到航空、軍工、有色冶金、石化、機械、建材及輕工等領(lǐng)域。眾所周知，要將磨料有效地加速形成磨料射流，關(guān)鍵是要保證磨料噴嘴和水噴嘴內(nèi)孔的同心度，若不同心將導(dǎo)致高速水射流噴射到磨料噴嘴的內(nèi)壁上而大大減低磨料的切割能力，這一點通常采用確保磨料噴嘴和水噴嘴安裝孔的加工精度來實現(xiàn)；此外，還要求磨料噴嘴內(nèi)孔和外圓的同心度偏差小于0.01mm，內(nèi)孔中心軸線的直線度偏差小于0.05mm。目前使用的高壓水射流切割機磨料噴嘴6多為耐磨性能好的單一粉末冶金燒結(jié)材料，如硬質(zhì)合金制成(如圖3所示)，其加工工藝為模壓成型、燒結(jié)、修內(nèi)孔、精磨外圓。但是磨料噴嘴的內(nèi)孔直徑只有0.7～1.2mm左右，長徑比為40～80，在模壓成型工藝中噴嘴的內(nèi)孔成型是采用中央芯棒，由于裝料外力的作用，其螺旋狀彎曲變形是難免的。燒結(jié)完成后，消除這種變形往往要采用激光、電火花等高成本加工手段。同時，由于燒結(jié)不可避免地產(chǎn)生變形，噴嘴的內(nèi)孔和外圓同心度誤差較大(甚至能達到0.3mm)，必須以內(nèi)孔定位對外圓進行磨削加工。由于噴嘴內(nèi)孔小，定位夾緊力也較小，硬質(zhì)合金的磨削力卻較大，只能以微量進給進行磨削，從而導(dǎo)致加工周期長，成本高。目前，單個磨料噴嘴的市場銷售價國產(chǎn)的約為200～300元，進口的約為500～1300元。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺陷，在不改變磨料噴嘴耐磨面材料的前提下，提供一種新結(jié)構(gòu)的磨料噴嘴，解決磨料噴嘴的高成本問題。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是將磨料噴嘴設(shè)計成內(nèi)管和外套的鑲套結(jié)構(gòu)，它是由粉末冶金燒結(jié)材料制作的用作磨料噴射通道的內(nèi)管和鑲套固接于內(nèi)管外壁上再精加工成的外套構(gòu)成。
本實用新型的內(nèi)管以采用經(jīng)空心模拉制而成的硬質(zhì)合金內(nèi)管為佳，可保證噴嘴的高耐磨性和內(nèi)孔的精度，并降低加工成本。
本實用新型的外套最好采用塑料，或尼龍，或鋼，或銅制作的外套，以降低加工難度，節(jié)約成本。
本實用新型的優(yōu)點在于磨料噴嘴的內(nèi)孔和外圓的同心度高，偏差僅為0.005mm；噴嘴內(nèi)孔的表面光潔度Ra小于1.6，內(nèi)孔中心軸線的直線度高，偏差小于0.02mm；耐磨性能好，造價低廉，價格僅為同類產(chǎn)品的0.05～0.2倍。


圖1為本實用新型磨料噴嘴結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實用新型磨料噴嘴和水噴嘴的安裝位置示意圖。
圖3為已有技術(shù)磨料噴嘴的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明。
本實用新型的磨料噴嘴由內(nèi)管1和外套2組成。內(nèi)管1采用粉末冶金燒結(jié)材料制作，比如硬質(zhì)合金，以保證其高耐磨性能。內(nèi)管1可以采用現(xiàn)有技術(shù)的模壓后燒結(jié)技術(shù)制作，但需對內(nèi)孔進行光整加工。為避免在模壓成型工藝中內(nèi)孔中央芯棒的變形所帶來的內(nèi)孔彎曲，內(nèi)管1選用硬質(zhì)合金制作時最好采用空心模拉制工藝制作，燒結(jié)后，內(nèi)孔中心軸線的直線度偏差小于0.02mm，內(nèi)孔表面光潔度Ra小于1.6，完全能滿足使用要求，內(nèi)孔不須進行再加工，但內(nèi)管用作磨料噴射通道的內(nèi)孔和外圓的同心度誤差仍然較大。為保證磨料噴嘴成品的內(nèi)孔和外圓的同心度要求，將外套2鑲套在內(nèi)管1上后再加工，即不直接對內(nèi)管1進行任何除去材料的加工，而是緊固地鑲套好外套2后，再以內(nèi)管1的內(nèi)孔為基準(zhǔn)對外套2進行加工。外套2的材料可采用塑料、尼龍等非金屬材料和鋼、銅等金屬材料，由于外套2不是硬質(zhì)合金這樣的高硬度粉末冶金燒結(jié)材料，因此其加工簡單，成本低廉，成品率高。本實用新型最好的加工順序是空心模拉制、燒結(jié)后鑲外套、精車外圓。本實用新型的安裝情況如圖2所示，高壓水3通過水噴嘴4高速噴出，在水噴嘴4和磨料噴嘴之間的間隙區(qū)形成局部真空，將磨料從磨料進口5中吸卷進來并與水混合，然后水和磨料在磨料噴嘴的內(nèi)管1中進一步混合流化后從噴嘴口高速噴出，進行切割。
權(quán)利要求1.一種高壓水射流切割機用磨料噴嘴，其特征在于它是由用作磨料噴射通道的內(nèi)管(1)和鑲套固接于內(nèi)管(1)外壁上的外套(2)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水射流切割機用磨料噴嘴，其特征在于內(nèi)管(1)是經(jīng)空心模拉制而成的硬質(zhì)合金內(nèi)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水射流切割機用磨料噴嘴，其特征在于外套(2)是塑料，或尼龍，或鋼，或銅制作的外套。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓水射流切割機用磨料噴嘴，它是由粉末冶金燒結(jié)材料制作的內(nèi)管和鑲套在內(nèi)管上再加工而成的外套構(gòu)成。內(nèi)管最好是經(jīng)空心模拉制而成的硬質(zhì)合金內(nèi)管，外套最好是塑料、尼龍等非金屬材料或鋼、銅等金屬材料制作的外套。本實用新型的磨料噴嘴的噴嘴內(nèi)孔表面光潔度Ra小于1.6，內(nèi)孔和外圓的同心度偏差僅為0.005mm，內(nèi)孔圓中心軸線的直線度偏差小于0.02mm，耐磨性能好，造價低廉，價格僅為同類產(chǎn)品的0.05～0.2倍。
文檔編號B24C5/04GK2712548SQ20042006821
公開日2005年7月27日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者廖興斌, 祝爽, 張建彬, 曾汀 申請人:長沙礦山研究院