Понимание керфа водоструйной резки: Определение, влияние и точный расчет

Водоструйные резаки набирают популярность благодаря преимуществам над другими промышленными процессами резки. Поэтому всё больше профессионалов хотят понять технологию за процессом.

Керф водоструйной резки — понятие, с которым сталкиваемся часто. Если вы хотите создавать точные детали любым методом резки, керф процесса нужно учитывать.

Статья подробно разберет всё о керфе водоструйной резки. После прочтения вы сможете рассчитать керф самостоятельно и узнаете, как он соотносится с керфом других методов.

Что такое керф при водоструйной резке?

Керф — количество материала, удаляемого с заготовки водоструйным потоком при резке.

Для понимания: плотник пилит дерево пилой. При резке часть древесины в точке контакта превращается в опилки. Это и есть керф пильного процесса.

При водоструйной резке то же самое. Когда высоконапорная вода ударяет в заготовку, материал в точке удара разрушается, а объем удаленного материала пропорционален толщине водяной струи.

Почему керф важен?

Керф — важный фактор для любого процесса резки. Если керф выше допустимого — много материала уходит в отходы.

Кроме того, после резки габариты детали могут отличаться от заданных. Для применений, чувствительных к микронным изменениям размеров, это критично.

Поэтому учет керфа важен не только для водоструйной, но и для любой другой технологии резки.

Когда высокая точность не нужна и погрешность в дюйм не критична — керф можно не учитывать или компенсировать примерно.

Но в точном машиностроении расчет керфа незаменим.

Какова средняя ширина керфа при водоструйной резке?

Обычно керф водоструйной резки составляет 0,03–0,04 дюйма. Это значительно меньше других методов, так как водоструйная использует очень тонкую струю воды под давлением.

Как рассчитать керф для вашего водоструйного станка?

Расчет керфа — простой процесс:

1. Нужен небольшой образец известных размеров, например, стальной квадрат 1 дюйм.
2. Пропилите его пополам водоструйным резаком и измерьте суммарную длину получившихся кусков. Сумма будет меньше 1 дюйма — разница и есть значение керфа.

Например, если куски по 0,49 дюйма, сумма = 0,98 дюйма. Керф = 0,02 дюйма.

Зная керф, скорректируйте размер заготовки для получения нужного результата. Нужен два куска по 1 дюйму — добавьте 0,02 дюйма к исходной заготовке.

Хорошая новость: большинство контроллеров водоструйных станков автоматически компенсируют ширину керфа!

Математическое выражение

Пусть длина исходной заготовки — X. После резки длины конечных кусков — Y и Z. Керф (K) будет:

K = X − (Y + Z)

Т.е. керф = начальная длина минус суммарная конечная длина. Так как суммарная конечная длина всегда меньше начальной (материал уходит в отходы), керф всегда положителен.

Какие факторы влияют на керф при водоструйной резке?

На керф влияют несколько факторов:

1. Материал заготовки — разные материалы имеют разную прочность и свойства. При смене материала рассчитывайте керф заранее описанным способом.
2. Режущая головка (сопло) — определяет ширину водяной струи. Тонкое сопло = ниже керф. Изношенное сопло дает больший керф, чем новое.
3. Дизайн реза — при прямолинейном резе керф меньше, чем при углах или круговых контурах. На углах станок снижает скорость, керф растет. На прямых — скорость выше, керф ниже.
4. Абразив — мнение, что чистая вода дает меньший керф, ошибочно. Абразивная резка дает меньший керф, так как развивает большую силу более тонкой струей. Качественные абразивы снижают керф еще сильнее.
5. Давление воды — выше давление = тоньше струя для того же режущего действия = меньше керф.

Как керф водоструйной резки сравнивается с другими методами?

Водоструйная резка — механическая технология, в отличие от термических: лазерной, плазменной, ЭРО, газорезки. Термические методы плавят материал в точке удара.

Плавление происходит не только в точке контакта, но и в смежных зонах за счет теплопроводности материала.

Водоструйная резка — холодный процесс, керф ограничен только точкой удара. Поэтому керф водоструйной резки всегда ниже термических методов.

Таблица типичной ширины керфа для разных процессов:

Ширина керфа (дюймы)

• Водоструйная резка: ~0,035
• Плазменная резка: ~0,150
• Газорезка: ~0,045
• Лазерная резка: ~0,030

Заключение

Водоструйный резак — оптимальный выбор для производителя, желающего точные резы с сохранением целостности материала.

Для точности всегда нужно учитывать керф. Компенсируя его, получаете детали по заданным габаритам.

Керф есть при любом методе. Преимущество водоструйной — он ниже, чем у других процессов.

Если рассматриваете водоструйные резаки для бизнеса, рекомендуем линейку TechniWaterjet. Надежные, профессиональные станки, способные на любую задачу.