ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОАБРАЗИВНОЙ РЕЗКИ МАТЕРИАЛОВ С
ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММЫ УЧЕТА ДИНАМИКИ СТРУИ

Метод гидроабразивной резки нашел успешное применение во многих областях металлообработки. Отсутствие термического изменения свойств обрабатываемого материала и коробления протяженных деталей, возможность резки любых металлов толщиной до 200…300 мм, высокая точность и качество резания, позволяющего получать готовые детали без последующей механической обработки, а также высокая экономическая эффективность сделали недавних скептиков горячими сторонниками этого прогрессивного метода.

Однако для обеспечения точности и качества резания существуют разные подходы. Известно, что после разрезания материала гидроабразивной струей, поверхность реза имеет некоторую конусность. На протяжении последних нескольких лет много было сказано о преимуществах компенсирующего влияния резки качающимся соплом по сравнению с традиционной двухосевой обработкой. В отношении "простого" двухкоординатного управления эти утверждения могли быть частично верны. Однако последние усовершенствования программного обеспечения, учитывающие динамику водоабразивной струи, показывают их совершенную необоснованность.

Для того чтобы проверить эти утверждения, компания KMT Waterjet Systems (США) попросила ряд опытных и независимых фирм провести серию тестов по разрезанию материалов различной толщины с заданной шероховатостью поверхности. При сравнительном анализе оценивался обобщенный фактор, включающий инвестирование в оборудование, его ремонт, а также затраты на выполнение операции и другие расходы.

В результате проведенных тестов компания KMT Waterjet Systems пришла к заключению, что двухкоординатная гидроабразивная резка с правильно выбранной программой превосходит по своим характеристикам метод обработки качающимся соплом.

Возникновение конусности и "борозд" зависит от скорости движения сопла. Вследствие эрозионной природы процесса, чем дольше струя находится в контакте с материалом, тем больше конусность будет проявлять тенденцию сходства с формой струи. Вместе с тем, при снижении скорости движения сопла уменьшается шероховатость обработанной поверхности.
Вывод: для водоструйных технологий обработки существует оптимальная скорость резания, обеспечивающая отсутствие или минимальное значение конусности и наилучшее качество поверхности.

Исследования окончательно обработанной поверхности показывают, что изгибы дрейфующей струи образуют борозды. При этом не хватает времени для равномерной эрозии материала. При увеличении скорости резания поверхность становится грубее вследствие формирования все более глубоких борозд.

Среди прочих факторов качество поверхности при гидроабразивной обработке напрямую зависит от размера абразивных частиц и времени контакта материала со струей. Чем дольше материал подвергается абразивному воздействию струи (чем ниже скорость движения сопла), тем сильнее эффект полирования поверхности реза и наоборот. Таким образом, эффективность сопла определяется количеством материала, удаляемого за единицу времени.

Независимые испытания абразивных головок шести ведущих производителей, проведенные в 2003 году университетом Миссури, США, показали, что самой эффективной является шведская головка AutolineTM. Эта головка способна удалять на 400 % больше материала по сравнению с любыми другими головками. При этом стоимость резания снижается более чем наполовину.
Использование двухкоординатной X-Y системы и эффективного абразивного сопла позволяет получить наилучшую шероховатость поверхности и исключить необходимость последующих операций.

Вывод: только эффективность сопла определяет скорость резания, при которой начинает формироваться бороздчатость. Чем эффективнее сопло, тем быстрее оно может резать, не образуя борозды. Компенсирующий поворот сопла не влияет на шероховатость поверхности, вызванной скоростным образованием борозд.

Если у Вас возникли вопросы, касающиеся гидроабразивной резки,
Вы можете обратиться к специалистам компании "Росмарк-Сталь" по адресу:

Санкт-Петербург, ул. Челиева, 13.
Тел.: (812) 336-2727, факс: (812) 336-2714.