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高压磨料水射流切割技术在石材加工上的应用
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高压磨料水射流切割，也称为水刀，是利用水射流技术和高速磨削技术发展起来的一项新技术。其原理是：将水加压至200～400MPa的压力，使水有了巨大的压力能，送至孔径很小的喷嘴中，这时加入磨料，水与磨料经混合后，以两倍于音速的高速度喷出，形成对石材工件的切割作用，这个切割作用由三种力完成：固体磨料的冲蚀作用、带磨料的水对工件的剪切作用、磨料对工件表面的微加工作用。
石材的拼花是由多种图形组成的，在一些精细曲线的加工上，传统的带锯、线锯、手工已经很难完成较复杂的图案，即使加工出，曲线之间的吻合度也差，利用高压磨料水射流切割技术加工石材异型件，可以很好地解决这类难题。高压磨料水射流切割机的主要技术参数（不同设计有不同的参数）见表1。石材的拼花或异型图案通过AUTOCAD软件制成后，由扫描仪输入计算机，经过计算机编排后，输给高压磨料水射流切割机进行工作。因切割的石材品种不同，需要对数据进行调整，表2是加工几个石材品种的主要参考数据。
性能指标 参 数 性能指标 参 数
切割精度/mm
切割压力范围/MPa
最大水流量/（L/min）
喷砂管内孔直径/mm
三相电机功率/kW
三相电机额定转速/
（r/min）
水泵电机功率/kW ±0.25
100～400
2～4
0.4～0.8
15
700～730
0.335 步进电机额定转矩
/N·m
空气压缩机压力/MPa
磨料品种
磨料粒度/目
计算机
12
0.6～0.8
石榴石、金刚砂、
氧化铝、碳化硅、
金刚石
60～120
奔腾3以上
表2 国产高压磨料水射流切割机切割几种石材的主要参数
石材品种 厚度/mm 水压力/MPa 切割速度/(mm/min) 切割质量
金花米黄
大花白
幻彩红
印度红
大花绿 20
16
20
20
15
230
180
200
225
230 100
80
70
80
105 切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
切口光滑、吻合度好
高压水射流切割机目前已有几十种规格，但主要区分在磨料水的混合上，有前混合式，即磨料水没有进入喷前就已混合好，经过压力后喷出；后混合式，即水与磨料在喷嘴中混合后立即喷出。两种混合方式的不同使机器设计时就造成了系统设计的不同。高压磨料水射流切割技术在石材加工上的应用 |
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