磨料水射流按磨料與水的混合方式分為兩類，即為后混合式與前混合式。后混合磨料射流主要指以水為工作介質(zhì)的引射式磨料射流，或稱為磨料水射流（AWJ），是目前應(yīng)用最廣泛的一種磨料射流。 高壓磨料水射流加工技術(shù)是以高速水流為載體帶動磨料高速沖擊被加工材料的表面，實(shí)現(xiàn)對材料進(jìn)行破碎去除的技術(shù)。
后混合式磨料水射流工作原理，如圖 1.1 所示，利用液壓系統(tǒng)把水壓增加到 200MPa-400MPa，使高壓水通過一個水噴嘴(直徑為 0.076mm- 0.6mm)，形成 2-3 倍音速的高速水射流，使水壓能轉(zhuǎn)變?yōu)樯淞鲃幽埽?dāng)水射流以超音速的速度經(jīng)過混砂室時，導(dǎo)致混合室內(nèi)形成局部真空，磨料在大氣壓和重力作用下由進(jìn)砂口進(jìn)入混砂室，磨料與水射流混合進(jìn)入混砂管形成磨料水射流。在高壓磨料水射流中水作為載體使磨料粒子加速，由于磨料粒子比重大，硬度高，較之純水射流具有更強(qiáng)的沖蝕去除材料的能力。前混合式磨料水射流的工作原理如圖 1.2 所示[5]。
磨料箱放置在高壓泵與噴嘴的中間管段。高壓水經(jīng)閥門一部分輸送至磨料箱的頂部和底部，磨料與水在磨料箱內(nèi)進(jìn)行初步混合使磨料在磨料箱內(nèi)處于流化狀態(tài)。流態(tài)化的磨料經(jīng)磨料閥進(jìn)入混合腔與高壓水均勻混合，在高壓管線中得到第一次加速并達(dá)到速度平衡。液固兩相懸浮體到達(dá)噴嘴后，在噴嘴幾何結(jié)構(gòu)的作用下，兩相得到第二次加速，從噴嘴噴出形成前混式磨料水射流。
目前市場上磨料水切割機(jī)主要為后混合式磨料水射流形式。根據(jù)高壓水發(fā)生裝置不同可分為增壓缸式和三柱塞自驅(qū)泵式。增壓缸式水切割機(jī)系統(tǒng)如圖 1.3 所示。
典型的磨料水射流系統(tǒng)包括以下幾個主要模塊:增壓系統(tǒng)及高壓水路、磨料供給系統(tǒng) 、噴射系統(tǒng)、運(yùn)動及其控制系統(tǒng)、工作臺和收集器等[6]。增壓系統(tǒng)為磨料水射流提供高壓力水，其核心部件是增壓器，一般采用油水往復(fù)式增壓泵，增壓比通常選用 10:1 -20:1。增壓器的輸出水壓可由液壓系統(tǒng)的油壓來調(diào)節(jié)。通過增壓泵的增壓，可使水的壓力增至 100-400MPa，甚至高達(dá) 690MPa。高壓水路將增壓系統(tǒng)與噴射系統(tǒng)連接，為了輸送高壓水和適應(yīng)噴射系統(tǒng)快速靈活運(yùn)動的要求，高壓水管道通常采用具有撓性的耐超高壓不銹鋼管，并由若干個旋轉(zhuǎn)管接頭組成。磨料供給系統(tǒng)為磨料水射流供給磨料，它的基本構(gòu)成包括料倉、磨料流量閥和輸料管。磨料水射流噴射系統(tǒng)包括高壓水開關(guān)閥、寶石水噴嘴和使水射流與磨料混合的混砂管及混砂管外保護(hù)套。磨料水射流的運(yùn)動系統(tǒng)分為移動式和多關(guān)節(jié)機(jī)器人兩種類型 ，大多數(shù)加工系統(tǒng)采用移動式運(yùn)動系統(tǒng)。噴射系統(tǒng)運(yùn)動的控制方式一般采用 CNC 控制方式。工作臺用于裝夾和固定工件。接收裝置位于工件下方，用來收集切割剩余的射流，具有消耗剩余的能量、降低噪聲、防止飛濺和安全等功能。
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