[发明专利]磨料水射流镜像切割实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及切割实验装置技术领域，尤其是一种磨料水射流镜像切割实验装置，通过该装置实现对硬脆材料进行高效精密切割加工，并保证一定的切割断面质量。

背景技术

磨料水射流加工作为一种新型的特种加工技术，近年来得到了迅速发展。相对于其他的传统加工技术而言，它具有无热影响区、无工具磨损、反作用力小、加工范围广、加工柔性高、绿色环保以及操作简单等优点。磨料水射流加工也渐渐地被应用在切割、车削、铣削和抛光等机械加工领域。在精密、微细加工领域，磨料水射流加工技术对高硬度、高脆性等难加工材料加工的精度不断提高，拥有广阔的应用前景。

硬脆材料的高硬度、高脆性及低断裂韧性等固有特性，其加工工艺性比其他材料差很多，而且在磨料水射流切割工件过程中，由于射流能量随着切深的增加而逐渐衰减，使得工件上下表面的切缝是上宽下窄的，切割断面就呈一定锥度，同时由于射流断面动能的分布不均和射流的偏转滞后造成了磨料水射流切割断面存在明显的粗糙的条纹，以上缺陷严重降低了切割断面的表面质量，限制了磨料水射流的应用和发展。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的磨料水射流镜像切割实验装置，从而通过一定空间方位的对称倾角补偿既可以保证在加工完成后切割断面无明显的锥度，无明显的斜条纹，而且通过射流的叠加可以大大加强其切割能力。通过镜像布置高压喷嘴于切割前进方向两侧，既抵消了镜像布置高压喷嘴对工件切缝面的部分垂直切削力，又加强了工件深度方向和射流前进方向上的切削作用力，从而通过磨料水射流镜像切割实验装置，可以对硬脆材料进行精密切削加工，不仅提高了磨料水射流切割断面的表面质量，还可以降低切削加工时间，提高磨料水射流的切削加工效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种磨料水射流镜像切割实验装置，包括机架，所述机架的中部通过定位装置安装工件，所述机架上通过支撑杆安装有顶架，所述顶架上设置有横向导轨，所述横向导轨上安装沿其滑动的喷头升降机构，所述喷头升降机构上固定有支撑架，所述支撑架成倒“Y”字形结构，所述支撑架上对称相对安装有高压水喷嘴，所述支撑架的两端分别安装有电动机，所述高压水喷嘴的头部安装有红外线传感器，两个高压水喷嘴的输出口同时对准工件的切割位置，所述高压水喷嘴的中部通过进砂管连接磨料罐，所述磨料罐位于机架的外侧。

作为上述技术方案的进一步改进：

两个高压水喷嘴之间的夹角成15°-30°；

喷头升降机构的结构为：包括固定板，所述固定板的背部与横向导轨配合连接，所述固定板的正面设置有竖向导轨，所述竖向导轨上安装有沿其上下移动的滑块，所述滑块上固定支撑架；

所述机架的底部安装有可调节垫脚。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，运用该磨料水射流镜像切割实验装置，利用镜像布置（一定的空间方位）的双高压磨料水喷嘴喷射出的高速射流对工件进行切割，在切割过程中，射流束三个方向的分解，通过对称地倾角补偿射流冲击工件断面，可以有效地减小因射流能量衰减造成的切面锥度问题，通过沿切割前进方向上的一定倾角补偿切割工件，可以有效地改善因射流的动能分布不均和射流偏转滞后造成的明显粗糙条纹缺陷问题，通过射流束在垂直工件方向的叠加，可以大大地增强磨料射流的切割能力。因此，本发明装置大大地改善了磨料水射流切割断面的表面质量，提高了切割效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明镜像布置的喷嘴空间方位示意图。

其中：1、可调节垫脚；2、机架；3、工件；4、红外线传感器；5、进砂管；6、高压水喷嘴；7、电动机；8、支撑架；9、磨料罐；10、喷头升降机构；11、横向导轨；12、顶架；601、喷嘴空间方位；602、射流能量沿垂直于工件方向的分解；603、射流能量沿切割前进方向的分解；604、射流能量沿切割断面方向的分解；605、切割前进方向。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。