一種高壓水射流切割裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明高壓水射流領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明設(shè)及高壓水射流切割裝置及控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓磨料水射流切割，也稱為水刀，是利用水射流技術(shù)和高速磨削技術(shù)發(fā)展起來 的一項新技術(shù)。其原理是：將水加壓，使水有了巨大的壓力能，送至孔徑很小的噴嘴中，W 兩倍于音速的高速度噴出，形成對可W穿透化纖、木材、皮革、橡膠等的切割作用，在高速水 流中混合一定比例的磨料，則可W穿透幾乎所有堅硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金屬、合金等 運個切割作用由=種力完成：固體磨料的沖蝕作用、帶磨料的水對工件的剪切作用、磨料對 工件表面的微加工作用。在二維數(shù)控加工平臺的引導(dǎo)下，在材料的任意位置開始加工或結(jié) 束加工，按設(shè)定的軌跡W適當(dāng)?shù)乃俣纫苿樱瑢崿F(xiàn)任意圖形的平面切割加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個目的是提供一種高壓水射流切割裝置，根據(jù)切割材料的厚度、硬度 等特性，保證穿透切割材料的情況下，將自動控制水射流的壓力為最小壓力，節(jié)約能源。
[0004] 本發(fā)明還有一個目的是提供一種高壓水射流切割裝置，能夠?qū)⑸傲吓c水均勻混 合，保證切割的均勻性。 陽〇化]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的運些目的和其它優(yōu)點，提供了一種高壓水射流切割裝置， 包括：
[0006] 移動機構(gòu)，其上龍口架結(jié)構(gòu)能夠沿第一滑槽在Y軸方向移動；其中，龍口架的橫梁 上安裝有第二滑槽，第二移動滑塊可沿第二滑槽在X軸方向移動；
[0007] 切割機構(gòu)，包括高壓水累、儲料罐及噴嘴；
[0008] 噴嘴，其與第二移動滑塊固定連接，所述噴嘴通過管道與水累連接；
[0009] 儲料罐，其上設(shè)置有水和砂料添加通路，所述儲料罐通過管道與水累連接；
[0010] 高壓水累，其能夠提供80~400MPa水壓，所述水累通過管道分別與噴嘴和儲料罐 連接；
[0011] 機架，其內(nèi)容置空間安裝有水槽，所述機架的上表面承載移動機構(gòu)；
[0012] 控制器，其與移動機構(gòu)、切割機構(gòu)連接，所述控制器控制龍口架沿X、Y軸移動并控 制水累的水壓和開啟。
[0013] 優(yōu)選的是，其中所述噴嘴采用硬質(zhì)合金、藍(lán)寶石或紅寶石材質(zhì)。
[0014] 優(yōu)選的是，其中所述噴嘴的內(nèi)徑在0. 1~0. 35mm之間。
[0015] 優(yōu)選的是，其中所述儲料罐頂部安裝攬拌獎。
[0016] 優(yōu)選的是，其中所述機架長度與龍口架的第一滑軌長度相匹配，其寬度與龍口架 第二滑軌長度相匹配。
[0017] 優(yōu)選的是，其中所述噴嘴與水累連接的管道為高壓軟管。
[001引本發(fā)明還提供一種高壓水射流切割裝置的控制方法，包括W下步驟：
[0019] 步驟一：將切割材料的厚度a、硬度H、砂料粒徑d通過輸入界面輸入控制器；
[0020] 步驟二：控制器根據(jù)材料的厚度a調(diào)整砂料與水的質(zhì)量比mym;
[OOW 步驟二：控制器根據(jù)利用如下公式計算水壓力P:
[0023] 其中，P為噴嘴噴出的水壓力，單位為MPa;d為砂料的粒徑，單位為mm;a為切割材 料的厚度，單位為mm;H為切割材料的洛氏硬度；mym為砂料與水的質(zhì)量比，m,為砂料的質(zhì) 量，m為水的質(zhì)量，單位為kg;A為常數(shù)，其取值為1. 233MPa;
[0024] 步驟=:根據(jù)砂料的粒徑d選擇噴嘴的內(nèi)徑；
[00巧]步驟四：開啟水累，控制器控制水累的輸出的水壓P，并開啟攬拌獎攬拌將砂料與 水混合均勻后開始切割；
[00%] 步驟五：控制器控制噴嘴根據(jù)切割材料的形狀沿X、Y軸移動進(jìn)行切割。
[0027] 優(yōu)選的是，其中所述噴嘴的內(nèi)徑為粒徑d的2-5倍。
[0028] 優(yōu)選的是，其中所述噴嘴的內(nèi)徑為粒徑d的3倍。
[0029] 本發(fā)明至少包括W下有益效果：1、高壓水射流切割裝置根據(jù)切割材料的厚度、硬 度等特性，保證穿透切割材料的情況下，將自動控制水射流的壓力為最小壓力，節(jié)約能源。 2、通過攬拌獎將砂料與水均勻混合，保證切割的均勻性。3、切割噴頭可沿二維方向自由移 動，可很好的沿平面切割材料。
[0030] 本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本 發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的一種高壓水射流切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖.
[0032] 圖2是本發(fā)明的儲水箱的攬拌獎的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文 字能夠據(jù)W實施。
[0034] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含"W及"包括"術(shù)語并不配出一個或多 個其它元件或其組合的存在或添加。
[0035] 如圖1所示，一種高壓水射流切割裝置包括機架110、移動機構(gòu)、切割機構(gòu)和控制 器 140。
[0036] 機架110包括滾柱111和水槽112,機架110為長方體架構(gòu)，其內(nèi)部容置空間安裝 水槽112,水槽的左、右側(cè)面靠近上表面安裝滾柱111，滾柱111用于承載切割材料。其中， 機架110的長度方向定義為Y軸方向，機架的寬度方向定義為X軸方向。
[0037] 移動機構(gòu)包括龍口架橫梁121、龍口架基座122、第一滑槽123、第一移動滑塊124、 第一電機125、第二滑槽126、第二移動滑塊127、第二電機128。
[0038] 龍口架橫梁121為長方體金屬材質(zhì)，其與機架110的寬邊平行設(shè)置，并且其長度與 機架110的寬邊長度相匹配；龍口架橫梁121的前面與第二滑槽126固定連接。
[0039] 龍口架基座122,其安裝在龍口架橫梁121長度方向的兩邊，起到龍口架橫梁121 的作用；龍口架基座122的底面與第一移動滑塊124連接。
[0040] 第一滑槽123為凹字形滑槽，其長度與機架110的長度相同，其底面為平面，上部 有兩個相互平行的突出部，兩個突出部中間為一定寬度的凹陷部；第一滑槽123的底面與 機架110上表面固定連接，即固定安裝在機架110上表面的長度方向的兩側(cè)，與Y軸平行。
[0041] 第一移動滑塊124底面為平面，上表面安裝有兩條相互平行的凹字形滑槽，滑槽 的凹陷部寬度與第一滑槽123的突出部相匹配。第一移動滑塊124的兩個凹字形滑槽分別 于第一滑槽123的兩個突出部相配合，實現(xiàn)第一移動滑塊124沿第一滑槽123的長度方向 滑動，第一移動滑塊124底面與龍口架基座122底面固定連接。
[0042] 第一電機125安裝在第一移動滑塊124側(cè)面，能夠驅(qū)動第一移動滑塊124沿第一 滑槽123滑動。第一電機125帶動第一移動滑塊124沿第一滑槽123在Y軸方向上滑動。
[0043] 兩套由第一滑槽123與第一移動滑塊124和第一電機125連接構(gòu)成的滑動部分別 對稱安裝在機架110上表面，第一電機125驅(qū)動第一移動滑塊124沿第一滑槽123在Y軸 方向上滑動，即帶動與第一移動滑塊124相連接的龍口架基座122移動，從而帶動與龍口架 基座122連接的龍口架橫梁121沿Y軸方向移動。
[0044] 第二滑槽126為凹字形滑槽，其長度與橫梁的長度相同，其底面為平面，上部有兩 個相互平行的突出部，兩個突出部中間為一定寬度的凹陷部；第二滑槽126的底面固定在 龍口架橫梁121的前側(cè)面。
[0045] 第二移動滑塊127底面為平面，上表面安裝有兩條相互平行的凹字形滑槽，滑槽 的凹陷部寬度與第二滑槽的突出部相匹配。第二移動滑塊127的兩個凹字形滑槽分別于第 二滑槽126的兩個突出部相契合，能夠?qū)崿F(xiàn)第二移動滑塊127沿第二滑槽126的長度方向 滑動，即第二移動滑塊127沿X軸方向移動。
[0046] 第二電機128安裝在第二移動滑塊127的側(cè)面，能夠驅(qū)動第二移動滑塊127沿第 二滑槽126滑動。第