[发明专利]磨料水射流切割喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及切割技术领域，特别涉及一种磨料水射流切割喷嘴。

背景技术

随着航空航天工业的发展，为了改进飞机、航天运载器和航天器的使用性能，提高经济效益，正在不断扩大各种先进复合材料的应用。复合材料加工性能差，导致新工艺的开发应用受限。

进代迅速发展起来的高压水射流加工技术解决了先进复合材料加工难的问题。它以最小的损耗廉价地切割各种复合材料，并能将复合材料加工成各种形状的产品。由高压水射流加工后的产品表面粗糙度低，不需要精加工，特别适宜于产生航空航天产品用的各种零部件。

纯水射流切割技术通常适用范围于柔性材料的加工，薄的AFRP和CFRP可用高压纯水切割系统加工，厚度较大的复合材料采用此加工方法加工精度不能满足使用要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种适合加工各种复合材料的磨料水射流切割喷嘴，以方便实现磨料水射流切割技术，以提高复合材料的切割质量。

本发明的目的是这样实现的，一种磨料水射流切割喷嘴，包括混合腔体，所述混合腔体的进口端设有高压水射流喷嘴，混合腔的侧壁旁通设有磨料添加口，所述混合腔的出口端设有磨料喷射口。

为防止高压水的能量在混合腔内损失，所述磨料添加口的料流方向与高压水的射流方向成30°～45°角。

本发明的磨料水射切割喷嘴使用中，高压水射流喷嘴与高压水供给系统连接，磨料添加口磨料供应装置连接，通过控制高压水来供给压力和流量及磨料的供给量，使高能量流的高压磨料水在混合腔内混合后从磨料喷射口射流喷出并将高压水的能量通过喷射出的磨料水流集中到被加工部件的部位进行切割和钻孔，利用高速水流对材料产生的剪切作用，通过内应力波的反射和干扰，使切割范围内的颗粒剥落。磨料水在复合材料的裂纹中渗透，使材料颗粒从表面散裂，散裂的颗粒不断被水冲走，显露出新的表面，使渗透继续沿设定的轨迹进行，从而实现切割和钻孔。采用本发明的装置，切割复合材料时切缝小，不产生热量，粉尘，工件与切割喷嘴不接触，工作好定位，加工后工件不变形，而且适用结构复杂的复合材料的切割工艺，并且采用本发明装置的切割方法，比纯压高水射流切割的高速侵蚀速度快，切割质量更好。

附图说明

图1为本发明的磨料水射流喷嘴的示意图。

其中，1混合腔；2高压水射流喷嘴；3磨料添加口；4磨料喷射口。

具体实施方式

如图1，为本发明的磨料水射流切割喷嘴，包括混合腔体1，混合腔1体的进口端设有高压水射流喷嘴2，混合腔1的侧壁旁通设有磨料添加口4，混合腔1的出口端设有磨料喷射口3。

为防止高压水的能量在混合腔内损失，磨料添加口4的料流方向与高压水的射流方向成30°～45°角。

本发明的磨料水射切割喷嘴使用中，高压水射流喷嘴2与高压水供给系统连接，磨料添加口3磨料供应装置连接，通过控制高压水来供给压力和流量及磨料的供给量，使高能量流的高压磨料水在混合腔内混合后从磨料喷射口4射流喷出并将高压水的能量通过喷射出的磨料水流集中到被加工部件的部位进行切割和钻孔，利用高速水流对材料产生的剪切作用，通过内应力波的反射和干扰，使切割范围内的颗粒剥落。磨料水在复合材料的裂纹中渗透，使材料颗粒从表面散裂，散裂的颗粒不断被水冲走，显露出新的表面，使渗透继续沿设定的轨迹进行，从而实现切割和钻孔。本发明的方法，切割复合材料时切缝小，不产生热量，粉尘，工件与切割喷嘴不接触，工作好定位，加工后工件不变形，而且适用结构复杂的复合材料的切割工艺，并且本发明加工方法，比纯压高水射流切割的高速侵蚀速度快，切割质量更好。