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水切割的原理及应用
水切割的原理及应用
科目:先进制造系统导论
专业:机械设计制造及其自动化
学号:110606423
姓名:XXX
和机械部济南铸造锻压机械研究所、机械部通用机械研究所、航空工艺研究所等研究机构,先后开展了水射流加工技术的研究。通过全国性学术交流和许多学者的努力,我国的水射流理论水平也不断提高。
我国的水射流技术起步于上世纪50年代,主要用于采矿业。到1980年以后,
开始引进超高压水射流设备,进行仿制和自主的研究开发,用于航空复合材料的切割。同时,在船舶工业,水射流主要用于清洗、除锈。1993年我国正式推出第一台国产高压(最大压力392MPa)磨料水射流切割设备。自上世纪90年代开始,我国的高压水射流设备发展很快,从小功率到大功率、从单机到成套设备、从高压到超高压,从通用设备到专用设备,新产品不断开发,促进了高压水射流技术在国内的应用。
水射流技术的应用范围和领域十分广泛。一般包括工业切割、挖掘、开采和钻探、岩石切割和掘进、表面清洗、材料破碎等。
水射流技术在切割方面的应用
水射流应用于造纸业、橡胶业,而加砂水刀则可应用于石材业、陶瓷业、航空航天业、汽车制造业、金属加工业。尤其值得一提的汽车制造业,随着近几年中国汽车业的迅猛发展,国内外各大汽车生产厂商产值的扩大,车型的不断更新,生产周期的缩短,对配套的汽车内饰件(如汽车地毯、仪表板、顶蓬等)厂家来说,早期手工加工汽车内饰件的切边及打孔的方法、由于效率低下、产品精度差、劳动强度大,显然已不能满足当前汽车业发展的需求。此时,与机器人相结合的的水射流设备脱颖而出。高压水管以螺旋形绕在机器人手臂上,利用机器人手臂和手腕可使水射流头的喷嘴快速沿直线或弧线运行,达到3维加工内饰件的目的。
水射流技术在工业清洗方面的应用
水射流技术可应用于汽车业喷漆房清洗、石化业热交换器内外管清洗、飞机跑道的橡胶清洗、工业上除锈防蚀工程表面处理、航天工业引擎零件清洗、核能发电厂清除辐射污染等。近几年,国外已有公司通过超高压技术,将其应用于食品杀毒达到食品保鲜的目的,并成功打入食品保鲜行业(如美国著名的HEMELL公司已使用超高压设备进行食品保鲜),取得了良好的口碑。水射流可用来清洗汽车、高层建筑物、飞机场跑道、化工厂换热器等,近年来这类业务发展迅速。各种清洗机和清洗设施相继问世,并大量投放市场,各种清洗公司和服务公司也相继成立,为用户提供服务。
美国密苏里?罗拉大学的最新研究表明,高压水射流在使用上还有很大潜力,它可将煤粉碎成细小颗粒,以便进行清洗和生产清洁的燃料,还可用水力制浆法分离木纤维。
2002年,美国FLOW公司将超高压技术带入了一个革命性的阶段,发布了最高压可达87000mpa的超高压水射流设备,在大大提高了生产效率的同时,使用成本也较之以前下降40%。随着对水射流技术不断研发、提升、应用,其发展和使用前景将无可限量。
参考文献:
戴庆辉主编.先进制造系统机械工业出版社,2006
王润孝主编.先进制造系统西北工业大学出版社,2001
王细洋主编.现代制造技术国防工业出版社,2010
美国卓越制造协会主编.绿色制造人民邮电出版社,2010
刘光复主编.绿色设计与制造机械工业出版社,2010
沈向东主编.柔性制造技术机械工业出版社,2013
朱晓春主编.数控技术机械工业出版社,2006
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