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ウォータージェット切断機の精度とパフォーマンスの向上

ウォータージェット切断では、精度は製造される部品の最も重要な特性の 1 つですが、ウォータージェットの精度またはさらに重要な精度の損失の原因は何ですか?精度を向上させ、さらに言えば、全体的なパフォーマンスを向上させるために何ができるでしょうか? 精密切断のウォータージェット精度について知っておくべきことというタイトルの過去の記事 精度特性を見てみました。この記事では、達成された精度に直接関係するシステムとコンポーネントを調べ、ウォータージェット切断の精度に重要なこれらのシステムを維持する方法を調べます。

数回の簡単な移動で、機械加工を正確かつ効率的に実行し続けることができ、費用対効果が向上し、より多くの利益を得ることができます。

ウォーター ジェット マシンのコンポーネント

このトピックについて詳しく説明する前に、ウォータージェット切断機の主要コンポーネントを理解することが重要です。

ウォーター ジェット ポンプ

ポンプは、通常の壁の蛇口から来る 4 ~ 50PSI から 40、50、または 90,000 PSI を超える流入水の圧力を高めるために使用されます。ウォータージェット切断に使用できるポンプには、ダイレクト ドライブとインテンシファイア スタイルの 2 つの主なスタイルがあります。これらの 2 つの設計は、水圧を上げるという同じ目的を果たします。プランジャー、シール、および高圧バルブを操作するこれらのポンプは、適切に機能し、異常な故障を防ぐために維持する必要があります。

ウォーター ジェット カッティング ヘッド

ウォータージェット切断機のもう 1 つの重要なコンポーネントは切断ヘッドです。ここで高圧水が供給され、計量され、ノズルから分配される前に研磨ガーネット材料と混合されます。カッティングヘッドは、機械が動作しているポンプの馬力と圧力に合わせて特別なサイズにする必要がある、すべての重要な宝石で飾られたオリフィスを保持しています。カッティングヘッドは、フォーカスチューブ、または砥粒混合ストリームを部品に向けるノズルも保持します。

CNC マシン

もちろん、どのようなウォータージェット切断システムも、CNC 工作機械を使用して切断ヘッドをワークピース上で正確かつスムーズに駆動しなければ完成しません。この動作システムは正確で、わずかな誤差範囲内 (ほとんどの場合、6 フィート X 12 フィートの表面で +/- 0.015 インチ) で位置決めと繰り返しができる必要があります。部品の精度は、工作機械が切削ヘッドを配置する精度に大きく依存します。

ウォーター ジェット切断の外観を改善する

ウォータージェット切断機の基本コンポーネントを理解したら、精度と性能にも影響するウォータージェット切断のいくつかの変数を調べる必要があります。

カットの種類の決定とカッティング ヘッドのセットアップ

幸いなことに、ウォータージェット切断では、さまざまな部品や厚さを切断するために切断ヘッドに必要な変更があまりありません (ストレートウォーター切断は別として)。ただし、適切なサイズのオリフィスとフォーカス チューブを確保することで、多くの切断品質の問題が解消されます。

切断速度と切断品質

ウォータージェット機は速度を利用して切断品質を決定しました。アブレシブウォータージェットプロセス自体が実際には研削作業であるため、切削速度が遅いほど、より多くの材料が研削され、切削エッジがより滑らかになります。ただし、速度は、必要に応じてパーツのエッジを滑らかにするだけでなく、エッジの品質がそれほど重要でない場合に効率と切削速度を向上させるためにも使用する必要があります。例として、ウォーター ジェットで許容範囲の広い (数千インチのサイズが許容される) いくつかの穴を切断する場合、高品質の設定でこれらを切断すると、ウォーター ジェットの動きが遅くなります。逆に、後で溶接によって結合されるエッジを切断する場合、そのエッジの品質はおそらく無関係であり、最高の切断速度を使用できます。

切断速度が部品の品質にどのように影響するかを知ることは、効率的なウォータージェット操作の非常に重要な部分です。最大のパフォーマンスと精度を維持するために異なる切断速度をいつ適用するかを知ることは、ウォータージェットの所有者によって得られ、適用される知識です.

ポンプ圧力が切断速度に与える影響

理論的には「圧力が高いほど、カットが速くなる」ため、ポンプ圧力はウォータージェットマシンにとって重要な側面です。ただし、「圧力が高いほど効率的にカットできる」という意味ではありません。ウォータージェット圧力は切断速度を上げることができますが、コストがかかります (最適なウォータージェット切断圧力とは? で詳しく説明しています)。圧力が増加すると、2 つの主要な効果が生じます。最初の水切断量が減少し、材料を介して研磨剤が流れるのを助けます。次に、消耗品の故障が増加し、ダウンタイムと修理費用が増加します。

ポンプのメンテナンス

ウォータージェットポンプのメンテナンスは、精度を維持しながら機械を最高のパフォーマンスで動作させるために重要です。圧力 + ボリューム + 研磨剤 + 動作速度 =必要なカット品質であるため、これらの側面のいずれかを変更すると、結果に大きな影響を与える可能性があります。ダイレクト ドライブ ポンプ システムでは、圧力は電気モーターの RPM によって制御されます。 RPM が増加すると、圧力が増加しますが、重要な内部ポンプ コンポーネントの摩耗も増加します。そのため、ほとんどのダイレクト ドライブ ポンプ システムには、オペレータの位置から見える高圧ゲージが装備されています。ポンプ モーターの RPM を増減して適切な圧力を維持することは、高品質の部品にとって重要です。

増圧ポンプシステムでは、生成される圧力は一定であり、モーターの RPM の影響を受けないため、切断品質の維持が容易になります。ただし、圧力が出力されていることと、その圧力で生成される水の量を知っていることは、オペレーターが正しいオリフィス/ノズル/研磨剤の組み合わせを持っていることを確認する上で重要です。

高速圧力、ポンプ寿命、カット精度

超高圧 (87KPSI 以上) の場合、ポンプと消耗品の寿命が著しく低下します。即時の結果として切断速度が速くなりますが、最終的には、ポンプを 50 ~ 60KPSI の範囲で動作するポンプの 2 ~ 3 倍で維持する必要がありますが、切断速度は 30 ~ 50% しか速くなりません。切断精度はポンプ圧力の影響も受けます。圧力が低下すると、部品の品質が損なわれないようにするために、オペレーターは計算された同量の減速を行う必要があります。

カッティング ヘッドのセットアップ

カッティングヘッドを正しくセットアップすると、精度とパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。

素材ごとに異なるカット ヘッドの設定

カッティング ヘッドの設定にはそれほど多くのバリエーションはありませんが (カッティング ヘッドはポンプ出力の HP、ボリューム、および圧力に一致します)、直接水 (フォーム、カーペット、ボール紙、ゴムなど) でカットする場合に重要なものがあります。 .研磨切断ヘッドを取り外し、オリフィスのみのセットアップを取り付けると、これらの柔らかい材料の品質と効率が大幅に向上します。オリフィスのサイズは大幅に (通常は 50%) 縮小されるため、ポンプは 50% で均等に生成するだけで済み、切断プロセスがより効率的になります。

単一または複数のカッティング ヘッドを使用する必要がありますか?

ウォータージェット切断システムで複数の切断ヘッドを使用するかどうかは、いくつかの要因に左右されますが、それ自体で、品質を損なうことなく効率を 40% 以上向上させることができます。

考慮すべき要素は次のとおりです。

これらの質問に対する答えを知ることで、1 つまたは複数のカッティング ヘッドをマシンに追加することでパフォーマンスが向上するかどうかを理解するのに役立ちます。

オリフィスとノズル

オリフィスとノズルは、正確で高品質のジェット ストリームを生成するために結合する水/研磨システムの最後のパイントです。これらは、ウォータージェットの精度と性能の両方を確保するために非常に重要です。

オリフィスの品質はカットの品質に影響します

オリフィスは、稼働中のポンプに合わせて正確にサイズ調整された硬化宝石です。時間が経つにつれて、宝石の表面は磨耗したり、粒子によって損傷したりすることがあります。オリフィスが損傷または磨耗していると、過剰な水が通過し、水流が中心からずれて下のノズルが磨耗します。また、オリフィスのサイズが小さすぎると、マシンの速度出力が制限されるため、効率を維持するには、適切なサイズのオリフィスを使用することが重要です。大きすぎるオリフィスを使用すると、ポンプが圧力を維持できず、圧力に到達しようとするオーバーストロークによりポンプがシャットダウンするため、切断品質が低下します。

オリフィスは通常、ルビー/サファイア モデルで約 40 時間、ダイヤモンド ジュエリーで 500 ~ 100 時間持続します。

ノズルの交換時期

ノズルはオリフィスの真下に位置し、「フォーカス」チューブまたは「ミキシング」チューブとも呼ばれます。この部分を通じて研磨剤と高圧ジェット流が混合され、材料に向かって集中します。ノズルは研磨剤の摩耗に対して硬化しているため、簡単に損傷する可能性があり、非常にもろくなります。通常の状態では、これらのノズルは時間の経過とともにほぼ均等に摩耗し、10 時間使用するごとに穴の直径が約 0.001 インチ大きくなります。ノズルの直径が大きくなると、ジェット ストリームも大きくなり、部品から必要以上に多くの材料が除去されます。理想的には、ノズルは 100 時間使用した後に交換し、10 時間ごとに回転させて摩耗を均一にする必要があります。

研磨剤の消費を最小限に抑える

ウォータージェット切断効率の重要な側面の 1 つは、切断ヘッドに供給される研磨剤の量を最小限に抑えることです。研磨剤はウォータージェットの運用コストの約 70% を占めるため、品質と高速切断を維持しながら、使用量をできるだけ少なくすることが重要です。研磨剤の使用量が多すぎると、不必要に無駄になり、切断ヘッドの研磨剤混合チャンバーとノズルが過度に摩耗し、ウォーター ジェット タンクがより速く満たされ、清掃のダウンタイムが長くなります。研磨剤の使用量が少なすぎると、材料を完全に切断できなかったり、品質の悪い刃先が残ったりする可能性があります。

研磨剤は、研磨剤の正確な流れを提供するために、機械メーカーによって設計および選択されたシステムを通じて、すべての機械で計量されます。時間が経つにつれて、これらの研磨剤計量装置自体が摩耗し、増加し始めるか、または切断ヘッドの混合チャンバーに過剰な研磨剤を投棄します。研磨剤供給システムの摩耗アイテム (ホイールまたはサイズのオリフィスである場合があります) を知ることは、それらを適切に維持するために重要です。また、カップとスケールを使用して物理的に測定することにより、研磨剤供給システムの出力を確認することも、適切な調整とパフォーマンスにとって重要です.

パーツの動きをなくす

正確なウォータージェット切断のもう 1 つの重要な側面は、パーツの動きをなくすことです。小さな部品は、水しぶきで簡単に浮き上がります。大きな部品は、部品が上に上がった後、カッティング ヘッドによって動かされる場合があります。ワークピースをテーブルまたは固定具内にクランプし、必要に応じて小さなパーツ/ドロップをタブで固定して、パーツの動きをなくすことを検討してください。

いくつかの簡単な手順を利用することで、パーツの精度を高め、ウォータージェット切断システムのパフォーマンスを向上させることができます。 Southern Fabricating Machinery Sales では、ウォータージェットとウォータージェット切断を熟知しており、お客様のニーズと予算に適した機械を選択するお手伝いをします。 WWW.SOUTHERNFABSALES.COM の Web サイトにアクセスするか、813-444-4555 までお電話ください。


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