水刀效率分析

关于水切割设备效率和运行成本的分析报告按照集团公司领导对工艺所上报的“关于水切割可行性分析报告”批示，现对水切割设备运行效率和运行成本进行分析。1效率分析加工周边或加工孔时，加砂水刀比机械加工快，水刀加工的效率与所切割材料的机械性能和厚度有关，与坯料的加工余量无关。水刀切削厚度与时间的关系见表1表1切削材质切削厚度水刀走刀速度（mm/min）每米所需时间（min）钢板（中碳钢）58151.2104442.3202034.9505817.21002147.7不锈钢57601.3104142.4201895.3505418.51002050从上表可以看出，对厚度为100mm、切割长度为1000mm的中碳钢板所需时间为40～50分钟，如果采用机械加工的方法，用直径125刀盘铣削加工（毛坯余量为10mm），平均走刀速度200mm/min,所需的铣削时间加上辅助时间大约需要1.3小时以上。2运行成本分析水切割设备的运行成本主要由喷嘴的损耗、刀管的损耗、高压泵的密封损耗、砂料的消耗、水的消耗等组成。2.1喷嘴的损耗喷嘴材料一般为蓝宝石、红宝石、钻石三种，各有其独特属性。蓝宝石是现在最常用的喷嘴材料，它是人造单晶宝石，其寿命大约为50～100小时，在加砂水刀切割中，蓝宝石的寿命是纯水水刀切割的1/2。通常情况下，蓝宝石喷嘴的价格在150～300元。红宝石喷嘴的寿命同样为50～100小时，但不适合纯水切割。钻石喷嘴的寿命为800～2000小时，但价格比蓝宝石贵10～20倍2.2砂管的损耗：最高品质的陶瓷碳化物砂管可以提供150小时的切割时间，而直径只增加0.020。2.3高压泵的密封损耗：增压泵上的高压密封的寿命大约400～1200小时；直接驱动泵的密封的寿命前大约200～600小时。2.4砂料消耗：见表2表2喷嘴规格（）单位时间用砂量（Kg/分钟）0.010/0.0300.410.014/0.0400.640.018/0.0501.134砂料的成本在每千克1.4～6.0元，取决于砂料型号。2.5水的消耗（见表3）：表3喷嘴规格用水量（立方米/小时）0.0100.113550.0130.1862220.0160.2816042.6水刀切割单位时间综合运行成本（见表4）：表4喷嘴规格元/小时备注小喷嘴（0.010～0.030）135不含人工、设备折旧大喷嘴（0.016～0.040）238一般情况下加砂水刀加工厂的服务收费为：816～1650元/每小时。工艺研究所2009-7-2OMAX水刀切割设备现场考察报告时间：2009.07.04～2009.7.07地点：上海浦东金桥出口加工区优傲马水切割中心水切割设备：OMAX2626定位精度：0.08工作台尺寸：1016㎜×736㎜X－Y轴行程：609㎜×609㎜高压泵型号：P3055V高压泵功率：30hp（马力）高压泵输出压力:3800bar被切割零件：（二重提供的筒体试验件）外形尺寸：200㎜×200㎜×300㎜（毛坯）材质：18MnD5切割厚度：200第一次参数选择：可加工性：83（根据被切割材料的机械性能或牌号选取）质量系数3喷嘴直径：0.36㎜砂管直径：0.7㎜切割长度：40㎜切割速度（设备自动形成）1.68㎜/min切割后质量评定：切割深度0～90范围内光整平滑，表面粗糙度为Ra12.5～6.3，切割深度90～200范围水剑扫尾严重，表面质量随切割深度逐渐变差。第二次参数选择：可加工性：50（根据被切割材料的机械性能或牌号选取）质量系数3喷嘴直径：0.36㎜砂管直径：0.7㎜切割长度：40㎜切割速度（设备自动形成）1.64㎜/min切割后质量评定：切割深度0～120范围内光整平滑，表面粗糙度为Ra12.5～6.3，切割深度120～200范围水剑扫尾较严重，表面质量变差，最尾部位粗糙度仅为Ra50。第三次参数选择：可加工性：40（根据被切割材料的机械性能或牌号选取）质量系数3喷嘴直径：0.36㎜砂管直径：0.7㎜切割长度：40㎜切割速度（设备自动形成）1.5㎜/min切割后质量评定：切割深度0～140范围内光整平滑，表面粗糙度为Ra12.5～6.3切割深度140～200范围水剑扫尾较严重，表面质量随切割深度逐渐变差，最尾部位粗糙度仅为Ra50。OMAX2626水切割的易损件寿命及价格：。1喷嘴：寿命：100～150小时；价格：300～400元/个2砂管：寿命：120～150小时；价格：1500～1800元/个3高压泵密封：寿命：500～1000小时；价格：5000元/套（进口）4砂：混合砂（内蒙+连营港+邢义）价格：1400元/吨两种典型材料切割的运行成本：设备功率被切材料价格元/米30hpδ＝15不锈钢板9.630hpδ＝5不锈钢板2.620hpδ＝5不锈钢板3.29OMAX水刀切割设备现场考察综合评述：一.美国OMAX公司是全球水切割设备制造商，主要生产有多种规格的龙门式和悬臂式水刀切割设备。OMAX2626是规格较小的机型，将其用于厚度尺寸为200㎜的试块切割属于“小马拉大车”，在切割过程，只有通过有若干次摸索，选择适当的切割参数，最突出的是大幅度降低切割速度，从切割效果来看能满足二重试块切割的要求。二.OMAX水刀切割设备主要有以下特征：1结构紧凑，外形美观2稳定性好，故障率低3配有先进的“先算后动”控制软件，直接用户免费升级4可配置摇摆头自动调节水剑的偏转角度，实现动态切割。5有单泵（高压泵）和双泵并联两种配置，双泵并联两种的切割速度是单泵的切割速度高1.4～1.5倍如果系统升级后还可提高切割速度15%～20%。三先型建议：1用于钢板下料和δ≤300板类零件精加工，建议选用2m×6m龙门式水切割机（配摇摆头），P4055V+4055V双泵并联（可单泵独立工作）2用于压力容器筒节取试和δ≤300板类零件精加工，建议选用1.5m×3m悬臂式水切割机（配摇摆头），P4055V+4055V双泵并联（可单泵独立工作）