第24卷第10期岩石力学与工程学报Vol.24No.102005年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay2005数控水刀在石材切割中的应用研究1223廖勇卢义玉向文英李碧清(1.浙江大学机械与能源工程学院浙江杭州3100272.重庆大学资源及环境科学学院重庆4000443.舟山普陀海洋高科技园区浙江舟山316100)摘要数控水刀装置系统可以广泛地应用于各种金属和非金属材料的切割加工而且能够实现机械切割设备难以实现的特种曲线加工特别是其人机交互性能良好工作压力和切割比能耗较低整套系统成本低廉等优点在石材切割加工方面具有很好的应用发展前景关键词建筑材料数控水刀脉冲磨料水射流石材切割中图分类号TU521.2文献标识码A文章编号1000–6915(2005)10–1800–04APPLICATIONOFDIGITALCONTROLWATERCUTTERTOCUTTINGOFNATURALROCKMATERIALS1223LIAOYongLUYi-yuXIANGWen-yingLIBi-qing(1.CollegeofMechanicalandEnergyEngineeringZhejiangUniversityHangzhou310027China2.CollegeofResourcesandEnvironmentalScienceChongqingUniversityChongqing400044China3.PutuoMarineHi-techParkofZhoushanZhoushan316100China)AbstractTheprincipleandsystemconstitutionofmultifunctionaldigitalcontrolwatercutterareinvestigated.Experimentalstudyiscarriedoutonitsapplicationstothemachiningofnaturalrockmaterials.Thedevicecanbewidelyusedtocutvariousmetalandnonmetalmaterialsanditcanactualizespecialcurvecuttingwhichisdifficulttomachinebyothertraditionalcuttingtools.Thedeviceischaracterizedwithconvenientinteractivemanipulationlowpumppressurelowspecificenergyconsumptionandlowcostwhichwillbewidelyappliedtothecuttingofnaturalrockmaterials.Keywordsconstructionmaterialsdigitalcontrolwatercutterself-excitedoscillatingpulsedabrasivewaterjetrockmaterialcutting对操作人员素质要求较高从而限制了高压水射流1引言切割技术在我国的广泛推广应用结合国家自然科学基金重点项目经过对固体高压水射流切割装置简称水刀在我国华东磨料在振荡流中的混合机理及脉冲磨料水射流的研华南等地区利用水刀对石材进行切割比较多目前究发现磨料在脉冲状态下的能量交换和加速效果国内生产的水刀设备都采用的是后混合式磨料水明显优于一般磨料水射流从而提高了切割能力和射流形式所需工作压力一般都在300MPa以上效率本文将介绍作者研究的高压水射流切割装置喷嘴磨损也较快整套设备成本较高而且人机系统多功能数控自激振荡脉冲磨料水射流切割[14]交互性能差设备操作复杂图形处理比较困难装置系统(简称数控水刀)收稿日期2003–09–23修回日期2003–10–20作者简介廖勇(1965–)男2004年于重庆大学采矿工程专业获博士学位现在浙江舟山普陀海洋高科技园区博士后科研工作站工作主要从事流体机械方面的研究工作E-maillypy21@163.com第24卷第10期廖勇等.数控水刀在石材切割中的应用研究•1801•流2软硬件系统装置通过在适当振荡频率下进行振荡激励可有效地促进射流剪切层涡环发育长大和涡漩配对有利2.1硬件系统装置于促使磨料粒子向射流中心聚集使得磨料粒子在数控水刀系统装置如图1所示由脉冲喷嘴射流束中心呈团状分布既提高了冲蚀切割效果12切割台14数控柜13步进电机1011和高降低了泵压又减少了磨料对喷嘴的磨损延长了压磨料罐9三