機(jī)床與液壓bookmark0數(shù)控超高壓水射流切割技術(shù)的特點(diǎn)及其應(yīng)用陳光明（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇南京210031）性新技術(shù)、新工藝。超高壓水射流切割是一種非傳統(tǒng)的冷切割方法，具有傳統(tǒng)的切割方式難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。本文論述了數(shù)控超高壓水射流切割機(jī)的基本工作原理、水射流切割的加工形式和水射流切割機(jī)床的組成闡述了數(shù)控超高壓水射流切割機(jī)的加工特點(diǎn)及其應(yīng)用領(lǐng)域并對(duì)超高壓水射流切割技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

　　前言近幾十年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)現(xiàn)，人們給液滴賦予了比自由落體運(yùn)動(dòng)大得多的打擊能量，使漫長(zhǎng)的滴水穿石現(xiàn)象在瞬間便可完成，這就是水射流。

　　為了提高效率，人們將水加以高壓，并使之以直徑較小的噴嘴中噴出，形成一束高速、連續(xù)或間斷的水流束，這便是高壓水射流。水射流加工（WateretCut ting）又稱水噴射加工，是利用高壓高速水流對(duì)工件的沖擊作用來(lái)去除材料的，俗稱“水刀加工”即是利用超高壓（達(dá)數(shù)百M(fèi)Pa）水射流對(duì)各種材料進(jìn)行切割、穿孔和工件表層材料去除等加工。

　　使用水射流技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種加工，例如切割、脫膠、清潔、鉆孔、修邊、開(kāi)槽以及工件表層材料的去除。工業(yè)的發(fā)展以及新材料的不斷涌現(xiàn)對(duì)加工過(guò)程提出了新的要求。例如，在航空制造業(yè)中使用了一些特種材料，如鈦合金、碳纖維復(fù)合材料、增強(qiáng)塑料玻璃等，這些材料用其它方法難以進(jìn)行切割或存在加工質(zhì)量問(wèn)題。與激光切割、等離子切割和電火花線切割有所不同，高壓水射流切割由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)這些用其它方法難以切割的航空材料，是非常理想或唯一的加工手段。高壓水射流切割是一種非傳統(tǒng)的冷切割方法，具有傳統(tǒng)的切割方式難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。

　　本文將介紹工業(yè)中所使用的超高壓水射流切割技術(shù)，具體說(shuō)明超高壓水射流切割機(jī)的加工特點(diǎn)和發(fā)展方向。

　　1超高壓水射流切割機(jī)工作原理高壓水射流加工技術(shù)的基本工作原理是運(yùn)用液體增壓原理，通過(guò)特定的轉(zhuǎn)能裝置（增壓器或高壓泵），將動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成水的壓力能，具有巨大壓力能的水在通過(guò)小孔噴嘴后，再將壓力能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，從而形成高速水射流，噴射到工件表面，當(dāng)水射流沖擊被切工件時(shí)，動(dòng)能又重新轉(zhuǎn)變成作用于材料上的壓力能，若壓力能超過(guò)材料的破壞強(qiáng)度時(shí)，即可切斷材料，達(dá)到去除材料的加工目的。因而高壓水射流又常被稱為高速水射流。

　　割機(jī)的具體工作原理是將普通的水經(jīng)過(guò)過(guò)濾，然后通過(guò)一個(gè)超高壓增壓器逐級(jí)增壓，將水流加壓至200~40CMPa然后再通過(guò)一個(gè)直徑為數(shù)控超高壓水射流0.1~0.3mm的噴嘴切割機(jī)床原理圖（一般由藍(lán)寶石制成）形成一束射流速度可達(dá)1（約為音速的3倍）、具有極大動(dòng)能的水線，這一水束就像一把切削加工的刀具，在數(shù)控系統(tǒng)的控制下對(duì)所需要加工的工件進(jìn)行切割加工成型。數(shù)控超高壓水射流切割機(jī)床原理所示。由可以知道，首先通過(guò)磨料供給裝置把磨料送人混合器，水箱水經(jīng)過(guò)超高壓水射流發(fā)生器后成為高壓水，并在混合器中將磨料與高壓水混勻。然后，通過(guò)水刀切割頭裝置的噴嘴以每秒數(shù)百米的高速度噴向切割工件。同時(shí)，水刀切割頭裝置在數(shù)控系統(tǒng)控制下，按照用戶加工程序要求的軌跡進(jìn)行平面移動(dòng)最終切割出用戶所要求的工件。目前水射流切割機(jī)床采用工業(yè)計(jì)算機(jī)為硬件平臺(tái)，以Window98的操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)，該系統(tǒng)具有自動(dòng)編程、加工軌跡圖示仿真、人機(jī)界面友好和網(wǎng)絡(luò)通信功能。

　　2水射流切割的形式和水射流切割機(jī)床的構(gòu)成1水射流切割的形式水射流切割的形式從水質(zhì)上分，有純水切割和加磨料切割；從加壓方式上分，有液壓加壓和機(jī)械加壓；從機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)上分，有龍門式結(jié)構(gòu)和懸臂式結(jié)構(gòu)；從驅(qū)動(dòng)方式上分，有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

　　從水質(zhì)上分，目前工業(yè)中使用的超高壓水射流切割有2種形式，一是純水切割，可方便地切割任意形狀的軟質(zhì)材料，其割縫為0.1~1.1mm（如進(jìn)行食品加工）當(dāng)水壓在10（MPa以上時(shí)，食品、海綿、橡膠、皮革、纖維、塑料、紙張類和紡織品等軟材料可以被切割；其二是加磨料（常用60~100目的石英砂和氧化鋁等）切割，其割縫為0.8~1.8mm（如進(jìn)行鋼板切割）磨料的加入使得水射流具有了鋸條的特性，增加其切割力，水射流的力量被大大加強(qiáng)了，磨料水射流切割幾乎可以切割任何硬質(zhì)材料，如金屬、復(fù)合材料、石料、陶瓷、玻璃等。

　　數(shù)控軸的龍門式結(jié)構(gòu)和懸臂式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)多用于切割板材；5―6個(gè)數(shù)控軸的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)多用于切割汽車內(nèi)飾件和轎車的內(nèi)襯等。

　　最簡(jiǎn)單的超高壓水切割機(jī)具備2個(gè)數(shù)控軸，由CNC控制X-軸數(shù)控移動(dòng)，并能實(shí)現(xiàn)CAD /CAM直接轉(zhuǎn)換，真正做到免鍵盤輸入，無(wú)圖加工，只要在CAD畫出的任意復(fù)雜曲線，都可以直接切割成形。

　　2.2水射'/流切割機(jī)床的構(gòu)成一臺(tái)數(shù)控超高壓水射流切割機(jī)床由超高壓水射流發(fā)生器系統(tǒng)、水刀切割頭裝置、數(shù)控切割平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)及其輔助裝置等部分組成。高壓部分是水射流切割機(jī)床的心臟，數(shù)控部分是水射流切割機(jī)床的大腦。

　　為龍門式數(shù)控超高壓水射流切割機(jī)床結(jié)構(gòu)圖。其中數(shù)控切割平臺(tái)采用獨(dú)特的龍門架雙驅(qū)動(dòng)設(shè)龍門式數(shù)控超高壓水射流切割機(jī)床結(jié)構(gòu)圖高速運(yùn)行狀態(tài)也不會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)和變形；機(jī)床采用交流伺服電機(jī)、高精度的滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌保證零件加工的高精度；采用高性能的水切割專用數(shù)控系統(tǒng)（如所示）不僅功能完備，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)控制，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，菜單式操作簡(jiǎn)單易學(xué)，而且保證設(shè)備具有極高的可靠性，在PC機(jī)Windows環(huán)境下控制機(jī)器及高壓泵；完善的防護(hù)系統(tǒng)能有效地防水防砂，使機(jī)器經(jīng)久耐用；集中自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，使設(shè)備的維護(hù)簡(jiǎn)單方便。

　　數(shù)控水射流切割專用數(shù)控系統(tǒng)3超高壓水射流切割機(jī)加工特點(diǎn)水射流切割與激光切割、等離子切割、線切割等傳統(tǒng)的切割方法相比，具有如下加工特點(diǎn)：計(jì)一的通用性，祜艮好的1」即使在秘隙很窄的材料。切縫窄e（0eS758mm）wS斗bookmark3切割品質(zhì)優(yōu)異，加工質(zhì)量高。水射流切割是一種先進(jìn)的“冷態(tài)切割”加工新工藝技術(shù)。水刀切割加工時(shí)幾乎不產(chǎn)生熱量，對(duì)工件材料無(wú)熱影響，因而工件不會(huì)產(chǎn)生熱影響區(qū)和熱變形、不會(huì)造成材料的組織結(jié)構(gòu)變化或變質(zhì)，這對(duì)加工熱敏感材料如鈦合金尤為有利；水切割時(shí)不會(huì)產(chǎn)生裂痕，它可以切割間利用率，一般而言，純水切割其切口為0.1 ~1.1mm加砂切割其切口在0.8 ~1.8mm之間，隨著砂噴嘴內(nèi)孔直徑擴(kuò)大其切口也就愈大。且切口質(zhì)量好，幾乎無(wú)飛邊、毛刺，切割面垂直，切口光滑、平整，無(wú)裂縫、無(wú)浮渣；切割力小，水刀在工件上所產(chǎn)生的橫向及縱向的作用力極小，對(duì)材料不產(chǎn)生直接的表面壓力，幾乎不存在機(jī)械應(yīng)力與應(yīng)變，工件變形小，加工精度較高。

　　生產(chǎn)效率高。水刀加工切割速度快，效率高，加工成本低；由于高壓水經(jīng)過(guò)小直徑的噴嘴以后可以產(chǎn)生極高的能量，所以高壓水射流技術(shù)的效率非常高，能夠在很小的區(qū)域內(nèi)集中極大的能量。

　　工件材料的廣泛適應(yīng)性。由于超高壓水射流切割幾乎“無(wú)堅(jiān)不摧”幾乎沒(méi)有材料和切割尺寸的限制，被譽(yù)為“萬(wàn)能切割機(jī)”?？捎糜诟鞣N軟質(zhì)與硬質(zhì)材料、導(dǎo)電與非導(dǎo)電材料、金屬與非金屬材料、塑性與脆性材料、復(fù)合材料等切割加工；可以輕松地切割鋼板或堅(jiān)硬的大理石、花崗巖等，對(duì)那些因其它方法難以切割的材料如鈦合金及各種復(fù)合材料更是非常理想或唯一的加工手段。

　　高度彈性化?？汕懈钊我廨喞腥朦c(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)可選在工件表面的任意一點(diǎn)，可作全方位的切割，可從任何一點(diǎn)開(kāi)始，無(wú)切割方向的限制，可切割出任何復(fù)雜的圖形，可完成各種異形加工，包括各種形狀、角度或斜度，且程序的編輯也容易。

　　工作環(huán)境好、操作安全可靠。水刀是安全的，水刀噴嘴離被切割材料的距離為2~3mm，一般人的手很難伸到下面去。因其工作介質(zhì)是水，在切割加工過(guò)程中無(wú)塵埃、無(wú)環(huán)境污染、無(wú)噪聲、無(wú)公害，切割過(guò)程中清潔、無(wú)飛塵，有降溫、滅塵、潤(rùn)滑等作用，能夠減少大量的粉塵對(duì)于環(huán)境的污染，也不會(huì)損害人體健康；改善工作環(huán)境，操作環(huán)境整潔，符合環(huán)保要求，提高了操作人員的安全性；切割時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花和有毒氣體，可以有效地避免火災(zāi)的產(chǎn)生，同時(shí)由于水的冷卻作用，工件溫度較低，非常適合對(duì)易燃易爆物件如木材、紙張等的加工，這對(duì)于安全工程特別是煤礦生產(chǎn)非常重要。

　　加工成本低。不需要進(jìn)行磨邊等二次加工，不需要冷卻液，可節(jié)省時(shí)間及降低制造成本；加工“刀具”為高速高壓水流，水刀不磨損，加工過(guò)程中不會(huì)變鈍，既減少了刀具準(zhǔn)備、刃磨等時(shí)間，同時(shí)切割質(zhì)量好而穩(wěn)定，工藝一致性好，效率高。除此之外，水刀所產(chǎn)生的廢料通常也是比較有價(jià)值的，因?yàn)樗钦问蕉撬樾迹梢栽僖淮卫谩?/p>

　　具有綠色制造工藝特點(diǎn)。切割用水及磨料來(lái)源充足。高壓水射流的工作介質(zhì)是水，不但豐富易取而且便宜。人們知道水資源是一種可再生、無(wú)污染的資源，開(kāi)發(fā)水能對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染等方面具有積極的作用。

　　便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，操作簡(jiǎn)便。高壓水射流的工作機(jī)構(gòu)具有噴頭體積很小、移動(dòng)方便，便于實(shí)現(xiàn)數(shù)控控制，操作方便，所有操作均可使用軟件控制，易懂易學(xué)，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　總之，高壓水射流技術(shù)符合綠色制造概念的要求，數(shù)控水射流切割平臺(tái)與超高壓水射流發(fā)生器組合而成的數(shù)控水射流切割機(jī)，作為一種通用切割機(jī)械適用于對(duì)各種材料：如陶瓷、石材、玻璃、化纖、復(fù)合材料、合金材料等作任意圖形的平面切割。尤其是適合建筑裝潢石材拼花、服裝業(yè)（切割皮革、布料）、汽車工業(yè)、食品加工業(yè)。如為超高壓水射流切割機(jī)的切割樣品。與傳統(tǒng)的切割工藝相比，水射流切割更具有切縫窄、切口光滑平整、無(wú)熱變形、無(wú)邊縫毛剌、切割速度快、效率高、無(wú)污染、操作安全方便和成本低等特點(diǎn)。

　　超高壓水射流切割機(jī)的切割樣品4超高壓水射流切割技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域水射流加工技術(shù)應(yīng)用于切割，從某種意義上來(lái)說(shuō)是切割領(lǐng)域的一次革命。隨著水射流技術(shù)的成熟及某些局限的克服，水射流切割是對(duì)于其它切割工藝的一種完善的補(bǔ)充，有著十分廣泛的應(yīng)用前景。

　　水射流切割所加工的材料品種很多，主要是一般切割方法不易加工或不能加工的非金屬或金屬材料，特別是一些新型和合成材料。目前，超高壓水射流切割的技術(shù)廣泛地應(yīng)用于如陶瓷、石材、水泥制成品、紙張類、食物、塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡膠、玻璃、化纖、金屬類、硬質(zhì)合金、模具鋼、鈦合金、鎢鉬鈷合金、復(fù)合材料（如以金屬為基體的纖維增強(qiáng)金屬、纖維增強(qiáng)橡膠等）、不銹鋼、鋁合金、高娃鑄鐵及可鍛鑄鐵等等各種材料作任意圖形的平面切割。由于超高壓水射流切割幾乎“無(wú)堅(jiān)不摧”對(duì)那些因其它方法難以切割的材料，如鈦合金及各種復(fù)合材料是非常理想或唯一的加工手段。技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域i超高壓水射流切割幾乎適用于所有工業(yè)領(lǐng)域，如機(jī)器制造業(yè)、模具制造業(yè)、金屬加工業(yè)、航空制造業(yè)、飛機(jī)制造業(yè)、汽車制造業(yè)、石材加工和建筑業(yè)、陶瓷業(yè)、輕工業(yè)、造紙業(yè)、橡膠業(yè)、紡織和皮革工業(yè)、電子工業(yè)、食品工業(yè)等行業(yè)中。用水射流切割碳纖維復(fù)合材料，各種堅(jiān)硬的金屬及非金屬材料，或帶有蜂窩結(jié)構(gòu)的材料等。以汽車制造業(yè)為例，其中汽車內(nèi)部裝飾材料（如汽車地毯、儀表板、頂蓬等）的加工占水射流加工的40%，此外，還用于汽車后架、車輪罩和隔熱材料等的切割。由于數(shù)控技術(shù)發(fā)展，因此，水射流切割很容易通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而可切割各種曲線形狀的工件。目前，國(guó)內(nèi)外已安裝了數(shù)千條水射流自動(dòng)切割生產(chǎn)線。

　　高壓水射流技術(shù)廣泛應(yīng)用于橋梁、水電工程等大量使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的部門，特別在煤炭、石油、化工、軍工、核工業(yè)等自然條件惡劣、工作危險(xiǎn)的部門應(yīng)用，能高效作業(yè)，大大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)環(huán)境、降低和防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。在地震搶險(xiǎn)和災(zāi)后重建工作中，高壓水射流噴霧降塵和切割混凝土結(jié)構(gòu)等能夠發(fā)揮重要作用。

　　建筑物的切割或破碎高壓水射流可以按人們的意愿，在各種建筑物上切割、開(kāi)孔、破碎。因此，可用于拆除舊建筑物，維修橋梁，開(kāi)挖鋪設(shè)電纜或煤氣管道的溝槽，破碎馬路等等。

　　雖然理論上說(shuō)超高壓水切割可以切割任何材料，但在應(yīng)用上還是有所側(cè)重的。超高壓水切割的用途主要有3個(gè)：一是切割非可燃性材料，如大理石、瓷磚、玻璃、水泥制品等材料，這是熱切割無(wú)法加工的材料；二是切割可燃性材料，如鋼板、塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡膠等，以往的熱切割也可以加工這些材料，但容易產(chǎn)生燃燒區(qū)和毛刺，而水切割加工不會(huì)產(chǎn)生燃燒區(qū)和毛刺，被切割材料的物理、機(jī)械性能不發(fā)生改變，這也是水切割的一大優(yōu)點(diǎn)；三是切割易燃易爆材料，如彈藥和易燃易爆環(huán)境內(nèi)的切割，這是其它加工方法無(wú)法取代的。

　　一般情況下，能夠利用激光、等離子、火焰、線切割、鋸、銑削等加工方法基本滿足加工工藝要求時(shí)，則不宜采用水切割加工，畢竟水切割的運(yùn)行成本較高，噴嘴、導(dǎo)流套、高壓密封件等都是進(jìn)口的耗材，價(jià)格較貴。但當(dāng)您感到激光和等離子所能切割的厚度太薄，所產(chǎn)生的毛刺太大，所產(chǎn)生的熱影響區(qū)不利時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到火焰切割的毛刺太大、粗糙度太差、熱影響區(qū)太大時(shí)，您可以考能切割非導(dǎo)電材料時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到銑削的方法產(chǎn)生了許多廢屑，造成了很大的浪費(fèi)時(shí)，您也可以考慮選用水切割；當(dāng)您感到使用圓鋸和帶鋸太慢，而又不能進(jìn)行非直線切割時(shí)，您可以考慮選用水切割；當(dāng)您切割易燃易爆材料或在易燃易爆的環(huán)境下切割時(shí)，則必須考慮選用水切割；當(dāng)您切割時(shí)不想產(chǎn)生毒副氣體、不需二次加工、不想產(chǎn)生熱效應(yīng)或變形或微裂縫、又想產(chǎn)生良好的切邊品質(zhì)并能同時(shí)切割細(xì)小的孔時(shí)，您更要考慮選用水切割?？傊?，水切割是一種萬(wàn)能的切割方式，但某些場(chǎng)合下的使用并不是最佳的，所以選擇時(shí)要做具體分析。

　　5超高壓水射流切割技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望顯而易見(jiàn)，超高壓水切割有許多優(yōu)點(diǎn)，水射流切割工藝幾乎可以切割各種材料，但也從技術(shù)角度提出更高的要求，如數(shù)控技術(shù)、水射流的壓力、切割的速度（割槍的移動(dòng)速度）、噴嘴的形狀和出口直徑以及噴嘴材料的耐磨性、超高壓的密封問(wèn)題、超高壓的壓力容器安全問(wèn)題、超高壓的可靠性、增壓器設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、磨料的種類選用、噴射技術(shù)、超高壓水射流切割的工藝技術(shù)等發(fā)展都是同行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　超高壓水射流切割技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可以概括為以下幾個(gè)方面：主機(jī)設(shè)計(jì)日趨完善。如主機(jī)的超高壓、大功率化，目前水射流的壓力已超過(guò)50（MPa主機(jī)的超高壓、大功率化等研究與開(kāi)發(fā)十分活躍，設(shè)計(jì)工作壓力更高的、更加穩(wěn)定的高壓系統(tǒng)是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。如國(guó)外的高壓部分設(shè)計(jì)有2個(gè)高壓發(fā)生器，其中一個(gè)高壓發(fā)生器工作，另一個(gè)高壓發(fā)生器備用，2個(gè)高壓發(fā)生器交替工作，可以保證機(jī)床連續(xù)工作；其完善的自動(dòng)診斷及保護(hù)功能使其運(yùn)行更安全、維護(hù)更加簡(jiǎn)單方便；機(jī)床定位精度高，其直線定位精度為0.076mm，重復(fù)定位精度為0.050mm；設(shè)計(jì)了自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)，能夠在切割過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整切割頭與工件之間的距離以保證優(yōu)良的切割品質(zhì)和防止砂管被撞斷；此外如發(fā)展為加裝多個(gè)切割刀頭形式，即用一臺(tái)高壓系統(tǒng)，同時(shí)帶動(dòng)3―4個(gè)噴嘴同時(shí)進(jìn)行切割；加砂切割頭帶自動(dòng)輸砂裝置；采用高度及碰撞感應(yīng)器；增加自動(dòng)化除砂系統(tǒng)等等。

　　切割工藝參數(shù)不斷優(yōu)化，進(jìn)一步提高效率，減少磨料消耗和降低能耗，如最佳的磨料量使用可節(jié)省成本。儲(chǔ)備了工件材料數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可根據(jù)工件材料種類、厚度和加工要求自動(dòng)變換加工參數(shù)，操作者可自行擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　慮選，切割藤感到速度太慢廿塍不昭實(shí)現(xiàn)從eT的兩軸控制系統(tǒng)發(fā)展為五軸的、i用于bookmark4控制系統(tǒng)追求智能化、數(shù)控化控制。要進(jìn)一步完善專用的水切割數(shù)控系統(tǒng)的功能，發(fā)展智能化控制，使工藝參數(shù)能在加工過(guò)程中自適應(yīng)調(diào)整。尤其1劉晉春。特種加工M.四版。北京：機(jī)械工業(yè)出2胡傳圻。特種加工手冊(cè)。北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001. 3孫大汽01先進(jìn)制1造技（術(shù)￡1（1 3D輪廓切割的控制系統(tǒng)。采用PC控制的簡(jiǎn)便的編程系統(tǒng)，帶圖形顯示界面。切割路徑模擬演示，用以檢查切割過(guò)程，計(jì)算切割路徑長(zhǎng)度、切割時(shí)間，核算加工成本。

　　進(jìn)一步擴(kuò)大超高壓水射流切割加工的應(yīng)用范圍。5個(gè)控制軸可以切割立體的輪廓并可以進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用范圍。由二維的切割和去毛刺加工發(fā)展至孔加工和三維型面的加工。與機(jī)器人相結(jié)合的水射流加工設(shè)備脫穎而出，高壓水管以螺旋形繞在機(jī)器人手臂上，利用機(jī)器人手臂和手腕可使水切割頭的噴嘴快速沿直線或弧線運(yùn)行，達(dá)到3維加工工件的目的。

　　今后需在制作材料、加工工藝，裝配工藝等方面加大研究。提高設(shè)備的可靠性和易損件等零部件壽命特別是關(guān)鍵零部件，如高壓泵、噴嘴等的壽命。由于水噴射的流速達(dá)到了2~3倍的音速，壓力高達(dá)50CMPa以上，由于強(qiáng)大的壓力，很多零配件像噴嘴、砂管、密封圈等易磨損，壽命低，不得不停機(jī)進(jìn)行調(diào)整更換，目前高壓泵和閥體的壽命可達(dá)6000h噴嘴的壽命可達(dá)2 000h但多數(shù)還達(dá)不到這個(gè)指標(biāo)。故如何通過(guò)提高材料的性能，采取一系列防磨損措施，進(jìn)而延長(zhǎng)易損件的壽命，降低水切割加工成本，是今后的研究重點(diǎn)之一。

　　我國(guó)相關(guān)工業(yè)部門已從國(guó)外引進(jìn)了多套高檔次水切割系統(tǒng)，用于切割鈦合金、鋁合金、不銹鋼、碳纖維、航空玻璃以及復(fù)合材料等。但由于存在加工速度慢、加工效率低、加工精度不理想等問(wèn)題，因此未能在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。研究高壓水射流切割的工藝技術(shù)，可以通過(guò)優(yōu)化工藝提高加工速度，改善加工精度，為高壓水射流切割的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而提高我國(guó)在材料切割特別是特種材料切割領(lǐng)域的加工水平。超高壓水射流切割技術(shù)是一種符合當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展潮流的綠色制造技術(shù)，是一種新型的冷態(tài)高能束切割技術(shù)，它是近20年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)，其應(yīng)用十分廣泛。超高壓水射流技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了綠色制造概念正逐步深入人心，越來(lái)越被人們所重視，被認(rèn)為是21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展的主流切割技術(shù)。作為21世紀(jì)的綠色切割工具，超高壓水射流切割機(jī)有著很多優(yōu)勢(shì)，而且很有應(yīng)用前景，今后正向高效、多功能、智能化、高精度化、環(huán)保化方向發(fā)展。中國(guó)作為“世界制造業(yè)中心”，應(yīng)該盡快武裝好自己的切割工具，發(fā)揮出更高的生產(chǎn)力水平。