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超高壓水切割的水平標志

閱讀：64發(fā)布時間：2024-11-7

為應(yīng)對國內(nèi)需求和國際競爭，筆者承擔了2015 年國家 863 計劃：復(fù)合及特種耐高溫材料超高壓水射流加工裝備與工藝，表 1 列出了本課題樣機與國外同類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)對比，由此可見，特大型、曲面加工、參數(shù)、五軸聯(lián)動、加工 - 測量 - 調(diào)控一體化自動化控制、高精度、速度要求和工藝數(shù)字模型等構(gòu)成了超高壓水切割技術(shù)的水平標志。

圖 1 所示為特大型水切割專用加工機床的總成，其試驗數(shù)據(jù)為：磨料：石英砂 120 目，工作壓力 385 MPa，切割速度 435 mm/min，磨料耗量 400g/min，噴嘴直徑：寶石水噴嘴 0.25 mm，磨料噴嘴0.76 mm，靶距 3 mm。成套裝備的構(gòu)成如下［5］：

（1）超高壓增壓器系統(tǒng)。采用對置式雙缸 2臺增壓器并聯(lián)方式，工作壓力 450 MPa，單臺流量 3L/min，缸體采用雙層嵌套，承壓材料為 15-5HP，柱塞直徑 22 mm，行程 100 mm，往復(fù)次數(shù) 70 min-1。
（2）龍 門 式 切 割 平 臺。 工 作 尺 寸15000mm×5000 mm，采用齒輪齒條傳動，Z 軸運動尺寸1200 mm，采用伺服電機控制器和軟件控制各運動件，采用光柵隨機測量主梁行走位置。

（3）點陣浮動托架。采用標準的立柱點托架，以 120個點構(gòu)成對特大型曲面工件的附合支撐和定位，每個支點會 3D 旋轉(zhuǎn)真空杯構(gòu)造實現(xiàn)柔性支撐，自帶動力用以調(diào)節(jié)其高度和轉(zhuǎn)角，點陣升幅為 600 mm。

（4）磨料射流五軸聯(lián)動切割頭系統(tǒng)。包括磨料射流切割頭，固定在電主軸（Z 軸）上的五軸聯(lián)動總成部件，C 型杯總成部件，置于橫梁上的真空泵和磨料收集器及管路總成。作業(yè)時，五軸聯(lián)動部件帶動切割頭做 3D 動作并沿 Z 軸升降，工件
夾在C型杯間做切邊工作，磨料廢液由C型杯（內(nèi)置消音鋼珠）接取并經(jīng)真空泵抽吸至集液器進行固液分離。
（5）3D 水切割運行軟件。該軟件的核心是將五軸聯(lián)動與點陣托架動作同步控制調(diào)節(jié)，亦即它將識別曲面、調(diào)節(jié)點陣附合曲面且控制切割頭沿曲面邊緣切割作業(yè)，因為增加了點陣托架的同步動作，使得運行軟件成為技術(shù)關(guān)鍵。
（6）在線測量系統(tǒng)。在橫梁上設(shè)置 2 個立軸，一個為水刀 Z 軸，另一個裝機械刀具備用和在線測量探針，通過其反饋實現(xiàn)“加工、測量和調(diào)控"一體化自動控制全加工過程。


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