Гидроабразивная обработка:работа, детали, преимущества и области применения с PDF

Сегодня в The Mechanical post мы рассмотрим тип передового производственного процесса под названием «Гидроабразивная обработка» и «Водоструйная обработка», а также различия между ними.

Давайте начнем с понимания того, что такое гидроабразивная обработка и как она работает? а после этого мы обсудим его преимущества, недостатки и области применения.

Получите копию PDF-документа по гидроабразивной обработке в конце этой статьи. Итак, без лишних слов начнем!

Что такое гидроабразивная обработка?

Гидроабразивная обработка (WJM) — это передовой производственный нетрадиционный процесс обработки, при котором высокоскоростная струя воды ударяет по заготовке и вызывает ее механическую обработку за счет эрозии материала заготовки.

В процессе WJM давление воды, выходящей из сопла, находится в диапазоне 60 000 фунтов на кв. дюйм или 4136,85 бар.

Это означает, что давление почти в 4000 раз превышает нормальное атмосферное давление (1 бар).

Простой процесс гидроабразивной обработки не позволяет обрабатывать твердые материалы. Его можно использовать только для более мягких материалов, таких как резина, АБС-пластик, кожа, дерево, пластик и т. д.  

Таким образом, для обработки твердых материалов, таких как алюминий, сталь, гранит, чугун и т. д., абразивные частицы смешиваются со струей воды, чтобы повысить производительность процесса гидроабразивной обработки.

Этот процесс аналогичен ультразвуковой обработке и абразивно-струйной обработке, которые вызывают механическую обработку заготовки. Этот процесс обработки сочетается с станком с ЧПУ для точного и автоматизированного управления.

Принцип работы WJM

Процесс гидроабразивной обработки основан на том, что когда высокоскоростная струя воды попадает на заготовку, обработка заготовки происходит за счет эрозии материала заготовки.

Конструкция и работа простого водоструйного станка почти аналогичны его абразивному аналогу. Итак, давайте посмотрим на конструкцию и работу абразивно-струйного станка.

Строительство водоструйной машины

Ниже приведены основные части процесса гидроабразивной обработки:

• Резервуар для воды
• Гидравлический насос
• Гидравлический усилитель
• Накопитель
• Клапан управления направлением
• Клапан управления потоком
• Смесительная камера
• Сопло
• Подача абразивных частиц
• Ловец

Резервуар для воды

Резервуар для воды используется для хранения воды, которая будет использоваться в процессе гидроабразивной обработки.

Гидравлический насос

Насос отвечает за циркуляцию воды и используется для повышения давления воды с атмосферного до примерно 5 бар перед подачей в гидроусилитель.

Гидравлический усилитель 

Это устройство отвечает за создание огромного давления, которое может прорезать металлы. Гидравлический усилитель получает воду под давлением от насоса под давлением около 5 бар и увеличивает его до примерно 4000 бар или примерно 60 000 фунтов на квадратный дюйм.

Накопитель

Вода высокого давления накапливается в аккумуляторе и при необходимости подается к форсунке. Аккумулятор также предотвращает колебания подачи воды во время процесса. Аккумулятор гидроабразивной обработки основан на свойстве «сжимаемость воды. ”, чтобы поддерживать равномерное давление нагнетания.

Клапан управления направлением

Как следует из названия, клапан управления направлением используется для управления направлением воды и, следовательно, управления процессом гидроабразивной обработки.

Клапан управления потоком

После клапана управления направлением размещается клапан управления потоком, который используется для управления потоком или скоростью воды, выходящей из сопла.

Смесительная камера

Это место, где абразивные частицы смешиваются с потоком воды.

Сопло

Форсунка представляет собой устройство редукционного сечения, функцией которого является увеличение кинетической энергии воды за счет преобразования энергии давления в ней в кинетическую энергию.

Насадка увеличивает скорость движения воды до сверхзвуковых скоростей. Твердые материалы, такие как алмаз или карбид вольфрама, чтобы предотвратить эрозию самого сопла струей воды.

Это подробный рисунок сопла, который показывает смешивание абразивных частиц со струей воды. Здесь на рисунке показаны следующие части: 

• 1:Струя воды под высоким давлением.
• 2:Твердый материал (рубин или алмаз).
• 3:Абразивная частица (гранат).
• 4:Смесительная трубка.
• 5:Охранник.
• 6:Режущая струя воды.
• 7:Заготовка  

Подача абразивных частиц

Это бункер, из которого подаются абразивные частицы. Питатель абразивных частиц обеспечивает непрерывную подачу абразивных частиц в струю воды.

Такие материалы, как карбид кремния, песок, оксид алюминия и т. д., используются в качестве абразивов при гидроабразивной обработке.

Ловец

Струя воды после использования собирается уловителем, откуда она может быть повторно использована после надлежащей фильтрации и обработки.

Работа водоструйной обработки

Гидравлический насос получает воду из резервуара при атмосферном давлении и увеличивает его примерно до 4-5 бар.

Затем эта вода направляется в гидроусилитель, который значительно увеличивает давление воды до 4000 бар.

Затем вода под давлением направляется в аккумулятор, а часть ее подается к форсунке через регулирующие клапаны.

Аккумулятор хранит воду и подает ее по мере необходимости.

Клапан управления потоком используется для контроля количества воды, достигающей форсунки.

Затем эта вода проходит через сопло и камеру смешения, где создается сверхзвуковая струя воды вместе с абразивными частицами.

Затем эта струя воды попадает на заготовку, и благодаря абразивному действию и высокоскоростной струе заготовка обрабатывается.

Затем вода собирается улавливателем, откуда ее можно снова использовать или безопасно утилизировать. Вот как работает процесс гидроабразивной обработки.

Материалы, которые можно обрабатывать с помощью гидроабразивной обработки

• Алюминий
• Стали
• Чугун
• Бетон
• Камни
• Гранит
• Металлические сплавы
• Дерево
• Кожа
• Керамика
• Пластик
• Резина 
• Стекло
• Композиты и т. д.

Применение гидроабразивной обработки

Применение гидроабразивной обработки включает:

• Водоструйная обработка используется при производстве компонентов аэрокосмической техники.
• Производство компонентов двигателя.
• Применяется для обработки толстых листов стали, алюминия и т. д.
• Используется для операций сверления и резки.
• Материалы, которые трудно обрабатывать с помощью обычных процессов.

Преимущества гидроабразивной обработки

• Высокая точность может быть достигнута при гидроабразивной обработке.
• Во время обработки нет необходимости в охлаждающей жидкости.
• Возможно изготовление сложных форм и вырезов.
• Может быть получена хорошая отделка поверхности.
• Обработанные детали не содержат пыли, поскольку омываются струей воды.
• Он экологически безопасен, так как не производит вредных побочных продуктов.
• У него низкие эксплуатационные расходы по сравнению с другими нетрадиционными процессами.
• Поскольку для обработки заготовки используется вода, выделяется незначительное количество тепла.

Недостатки гидроабразивной обработки

• Очень толстые материалы нельзя обрабатывать гидроабразивной обработкой.
• Требуются большие первоначальные инвестиции.
• Требуется намного больше времени по сравнению с традиционными процессами.

Посмотрите это видео канала «Водоструйная резка», в котором наковальня из чугуна разрезается на 2 части. Их канал полностью основан на гидроабразивной обработке, и вы можете посмотреть, как они режут различные продукты с помощью WJM на их канале YouTube.

Часто задаваемые вопросы по гидроабразивной обработке

Какова полная форма WJM в передовых процессах обработки?

WJM означает гидроабразивную обработку в передовых процессах обработки.

Какие свойства реактивной жидкости в WJM влияют на MRR?

Вязкость, расход и скорость являются свойствами, влияющими на скорость съема металла.

Что является ключевым элементом гидроабразивной обработки для удаления материала?

Струя воды является ключевым элементом для удаления материала.

Как удаляется материал при гидроабразивной обработке?

Материал удаляется за счет эрозии, вызванной абразивными частицами и струей воды.

В чем разница между гидроабразивной обработкой (WJM) и гидроабразивной обработкой (AWJM)?

Водоструйная обработка	Гидроабразивная обработка
При гидроабразивной обработке удаление материала осуществляется только водяной струей.	В процессе гидроабразивной обработки удаление материала достигается струей воды, а также абразивными частицами.
Смесительная камера не требуется.	Для смешивания воды с абразивными частицами требуется смесительная камера.
Процесс WJM позволяет обрабатывать мягкие материалы, такие как кожа, дерево, пластик и т. д.	Процесс AWJM позволяет обрабатывать более твердые материалы, такие как сталь, керамика, алюминий и т. д.
Этот процесс сравнительно дешевле.	Поскольку используются абразивные частицы, стоимость процесса увеличивается по сравнению с WJM.

---

Это обзор гидроабразивной обработки. Если вы считаете эту статью полезной, сообщите нам об этом в комментариях.

Нравится читать Механический пост? присоединяйтесь к нашему каналу в телеграмме @themechanicalpost

Мы вернемся снова с еще одной интересной статьей, а пока продолжайте учиться!