Aperçu
Pour une découpe au jet d'eau abrasif réussie, plusieurs facteurs au niveau de la tête de coupe déterminent la précision et la qualité du jet d'eau et affecteront la qualité de la pièce que vous pouvez couper avec un jet d'eau abrasif. Des facteurs supplémentaires nécessaires à la découpe d'une pièce précise et précise (conception de la machine, commandes, logiciels et pompe haute pression) sont abordés tout au long des pages de ressources. La qualité de découpe au jet d'eau se concentre sur la tête de coupe et le jet d'eau lors de son interaction avec la pièce à travailler.
Facteurs affectant la précision et la qualité
1 - Longueur du tube de mélange abrasif
Un tube de mélange d'abrasif plus long (alias buse abrasive) produit un jet d'eau plus cohérent. La longueur optimale du tube de mélange est de 3" à 4" (75 mm à 100 mm).
2 - Alignement des composants
L'orifice, la chambre de mélange et la buse abrasive doivent être usinés avec précision et s'emboîter parfaitement pour éviter d'endommager les consommables par le jet d'eau.
3 - Orifice précis
L'intérieur de la buse abrasive doit être usiné pour assurer un alignement parfait avec le jet d'eau. La page Sélection de l'orifice contient des informations détaillées sur le débit (gpm) et les spécifications de la pompe .
4 - Diamètre du ruisseau
Un jet d'eau de petit diamètre, produit par un orifice de 0,010" (0,25 mm), produit un jet efficace et de haute qualité. En contrepartie, les vitesses de coupe sont plus lentes que lors de l'utilisation d'un orifice de 0,014" (0,36 mm) ou plus. , car moins d'eau et d'abrasif sont utilisés.
5 - Distance de travail faible et contrôlée
Maintenir une distance étroite entre la buse et la pièce à usiner, entre 0,040" et 0,060" (1,0 - 1,5 mm), est essentiel pour produire des pièces précises tout en obtenant une efficacité maximale du jet d'eau. Couper plus près du matériau limite la quantité d'atmosphère que le jet doit traverser avant d'atteindre la pièce à travailler. Cela limite l'expansion du jet d'eau, car à mesure que le jet se dilate, la puissance effective du jet est réduite. Les vitesses de coupe devront être réduites pour compenser. Si la distance entre la buse et la pièce à travailler est augmentée de ¼", les vitesses de coupe doivent être réduites d'environ 20 % pour obtenir des résultats similaires en termes de tolérance et de qualité des bords. La coupe sous l'eau avec contrôle de hauteur CNC permettra un contrôle ultime de le jet d’eau.
Effet de la vitesse sur l'angle de saignée
ALUMINIUM 3/4" (20 mm) AVEC 3 VITESSES DE COUPE DIFFÉRENTES
Haute vitesse, trait de scie le plus large en haut, le plus étroit en bas
Vitesse moyenne, largeur de saignée plus large en haut qu'en bas
Vitesse plus lente, largeur de trait de scie similaire en haut et en bas
L'angle de saignée, ou biseau, fait référence à la différence dimensionnelle entre le haut et le bas de la section transversale coupée. Une coupe trop rapide entraînera une largeur de saignée plus large en haut de la section transversale coupée et une largeur de saignée plus étroite au bas de la zone. Dans la figure ci-dessus, de gauche à droite, les coupes ont été effectuées à 26 pouces par minute (ipm), 14 ipm et 9,7 ipm (660 millimètres par minute [mm/min], 355 mm/min et 246 mm/min). Tous les autres paramètres sont restés constants (pression 60 kpsi, distance d'écartement de 0,060", 1,3 lb/min d'abrasif [4 134 bar, 1,5 mm et 600 grammes/min]). Au sommet de la coupe, la largeur de saignée était similaire, autour de 0,044". (1,12 mm). La différence entre le haut et le bas de gauche à droite était de 0,017", 0,013" et 0,011" (0,43 mm, 0,33 mm et 0,28 mm). Cela montre la diminution de l'angularité à mesure que la vitesse diminue.
L'image ci-dessous montre une coupe supplémentaire qui a été réalisée extrêmement lentement (1 ipm ou 25,4 mm/min) pour démontrer que lorsque la vitesse est suffisamment réduite, la largeur de saignée en bas de la pièce sera plus grande qu'en haut. Dans cet exemple, la largeur de saignée en bas était 0,014" (0,36 mm) plus grande qu'en haut.
Vitesse très lente, largeur de trait plus étroite en haut, plus large en bas
Traînée du jet d'eau et qualité de coupe
L'augmentation du débit d'alimentation entraîne une augmentation du retour du jet d'eau. Ce concept est illustré dans la figure 5 ci-dessous. Une qualité de bord plus rugueuse est le résultat d'une action de cisaillement plus importante par rapport à l'action d'érosion de l'abrasif à des vitesses plus lentes. Les contrôleurs modernes permettent à l'utilisateur d'ajuster la qualité de coupe en fonction des exigences des pièces. Les trous de haute précision peuvent être découpés plus lentement pour une coupe plus lisse et plus droite. Des vitesses de coupe plus rapides avec une qualité de bord plus rugueuse peuvent être utilisées sur des zones moins critiques.
Coupe de séparation
Coupe traversante
Coupe nette ± 0,010"
Bonne finition
Excellente finition ± 0,005"
Effet de la hauteur de la buse
Pour une qualité de coupe optimale, une distance optimale entre la buse et la pièce à travailler doit être maintenue. En règle générale, entre 0,0625" et 0,125" (1,5 à 3,0 mm) est la hauteur optimale pour la découpe au jet d'eau abrasif. À mesure que la distance augmente au-dessus de 0,125", le bord supérieur de la coupe sera arrondi. Cela se produit parce que le jet d'eau perd sa cohérence lorsqu'il se déplace à l'air libre. Une hauteur de buse accrue entraînera également une augmentation de l'angle de saignée. Si la distance entre les la buse et la pièce à travailler sont augmentées de ¼", les vitesses de coupe doivent être réduites d'environ 20 % pour obtenir des résultats similaires en termes de tolérance et de qualité des bords. Le contrôle automatique de la hauteur est le moyen le plus fiable et le plus précis de maintenir une distance de sécurité appropriée. La hauteur de la buse est trop élevée, le jet n'aura pas assez de puissance pour pénétrer complètement dans le matériau qu'il couperait facilement à des hauteurs beaucoup plus basses.
Figure 6 - Aluminium 3/4" avec coupes à différentes hauteurs de buse, même vitesse
Figure 7 - Augmentation de la hauteur de la buse jusqu'au point de non-pénétration du jet
Effet de la vitesse sur les virages intérieurs
Figure 8 - Vitesse de virage trop rapide
Étant donné que le jet d’eau est un outil de coupe non rigide, les coins intérieurs des pièces peuvent présenter une certaine quantité de sur-coupe sur le côté inférieur ou de sortie de la pièce. Ceci peut être réduit en décélérant dans le coin et en accélérant lentement, permettant à la partie inférieure du jet de rattraper la partie supérieure autour du coin. Le contrôle du jet d’eau doit avoir la capacité de le faire automatiquement.
Rayons serrés
Étant donné que le jet d’eau est un outil rond, d’un diamètre compris entre 0,030″ et 0,040″ (0,76 mm et 1,02 mm) pour la découpe au jet d’eau abrasif, il est impossible de créer un coin intérieur parfaitement carré. Le logiciel de FAO lit généralement les géométries et donne à l'utilisateur la possibilité de placer automatiquement un très petit rayon sur ces coins. Cela évitera d'endommager la pièce et réduira le temps de traitement, car les rayons sont plus rapides à couper que les coins carrés. Pour les angles très aigus, la pièce réellement découpée peut différer considérablement du dessin original et doit être prise en compte pour sa forme, son ajustement et sa fonction avant le traitement.
Aperçu
Pour une découpe au jet d'eau abrasif réussie, plusieurs facteurs au niveau de la tête de coupe déterminent la précision et la qualité du jet d'eau et affecteront la qualité de la pièce que vous pouvez couper avec un jet d'eau abrasif. Des facteurs supplémentaires nécessaires à la découpe d'une pièce précise et précise (conception de la machine, commandes, logiciels et pompe haute pression) sont abordés tout au long des pages de ressources. La qualité de découpe au jet d'eau se concentre sur la tête de coupe et le jet d'eau lors de son interaction avec la pièce à travailler.
Facteurs affectant la précision et la qualité
1 - Longueur du tube de mélange abrasif
Un tube de mélange d'abrasif plus long (alias buse abrasive) produit un jet d'eau plus cohérent. La longueur optimale du tube de mélange est de 3" à 4" (75 mm à 100 mm).
2 - Alignement des composants
L'orifice, la chambre de mélange et la buse abrasive doivent être usinés avec précision et s'emboîter parfaitement pour éviter d'endommager les consommables par le jet d'eau.
3 - Orifice précis
L'intérieur de la buse abrasive doit être usiné pour assurer un alignement parfait avec le jet d'eau. La page Sélection de l'orifice contient des informations détaillées sur le débit (gpm) et les spécifications de la pompe .
4 - Diamètre du ruisseau
Un jet d'eau de petit diamètre, produit par un orifice de 0,010" (0,25 mm), produit un jet efficace et de haute qualité. En contrepartie, les vitesses de coupe sont plus lentes que lors de l'utilisation d'un orifice de 0,014" (0,36 mm) ou plus. , car moins d'eau et d'abrasif sont utilisés.
5 - Distance de travail faible et contrôlée
Maintenir une distance étroite entre la buse et la pièce à usiner, entre 0,040" et 0,060" (1,0 - 1,5 mm), est essentiel pour produire des pièces précises tout en obtenant une efficacité maximale du jet d'eau. Couper plus près du matériau limite la quantité d'atmosphère que le jet doit traverser avant d'atteindre la pièce à travailler. Cela limite l'expansion du jet d'eau, car à mesure que le jet se dilate, la puissance effective du jet est réduite. Les vitesses de coupe devront être réduites pour compenser. Si la distance entre la buse et la pièce à travailler est augmentée de ¼", les vitesses de coupe doivent être réduites d'environ 20 % pour obtenir des résultats similaires en termes de tolérance et de qualité des bords. La coupe sous l'eau avec contrôle de hauteur CNC permettra un contrôle ultime de le jet d’eau.
Effet de la vitesse sur l'angle de saignée
ALUMINIUM 3/4" (20 mm) AVEC 3 VITESSES DE COUPE DIFFÉRENTES
Haute vitesse, trait de scie le plus large en haut, le plus étroit en bas
Vitesse moyenne, largeur de saignée plus large en haut qu'en bas
Vitesse plus lente, largeur de trait de scie similaire en haut et en bas
L'angle de saignée, ou biseau, fait référence à la différence dimensionnelle entre le haut et le bas de la section transversale coupée. Une coupe trop rapide entraînera une largeur de saignée plus large en haut de la section transversale coupée et une largeur de saignée plus étroite au bas de la zone. Dans la figure ci-dessus, de gauche à droite, les coupes ont été effectuées à 26 pouces par minute (ipm), 14 ipm et 9,7 ipm (660 millimètres par minute [mm/min], 355 mm/min et 246 mm/min). Tous les autres paramètres sont restés constants (pression 60 kpsi, distance d'écartement de 0,060", 1,3 lb/min d'abrasif [4 134 bar, 1,5 mm et 600 grammes/min]). Au sommet de la coupe, la largeur de saignée était similaire, autour de 0,044". (1,12 mm). La différence entre le haut et le bas de gauche à droite était de 0,017", 0,013" et 0,011" (0,43 mm, 0,33 mm et 0,28 mm). Cela montre la diminution de l'angularité à mesure que la vitesse diminue.
L'image ci-dessous montre une coupe supplémentaire qui a été réalisée extrêmement lentement (1 ipm ou 25,4 mm/min) pour démontrer que lorsque la vitesse est suffisamment réduite, la largeur de saignée en bas de la pièce sera plus grande qu'en haut. Dans cet exemple, la largeur de saignée en bas était 0,014" (0,36 mm) plus grande qu'en haut.
Vitesse très lente, largeur de trait plus étroite en haut, plus large en bas
Traînée du jet d'eau et qualité de coupe
L'augmentation du débit d'alimentation entraîne une augmentation du retour du jet d'eau. Ce concept est illustré dans la figure 5 ci-dessous. Une qualité de bord plus rugueuse est le résultat d'une action de cisaillement plus importante par rapport à l'action d'érosion de l'abrasif à des vitesses plus lentes. Les contrôleurs modernes permettent à l'utilisateur d'ajuster la qualité de coupe en fonction des exigences des pièces. Les trous de haute précision peuvent être découpés plus lentement pour une coupe plus lisse et plus droite. Des vitesses de coupe plus rapides avec une qualité de bord plus rugueuse peuvent être utilisées sur des zones moins critiques.
Coupe de séparation
Coupe traversante
Coupe nette ± 0,010"
Bonne finition
Excellente finition ± 0,005"
Effet de la hauteur de la buse
Pour une qualité de coupe optimale, une distance optimale entre la buse et la pièce à travailler doit être maintenue. En règle générale, entre 0,0625" et 0,125" (1,5 à 3,0 mm) est la hauteur optimale pour la découpe au jet d'eau abrasif. À mesure que la distance augmente au-dessus de 0,125", le bord supérieur de la coupe sera arrondi. Cela se produit parce que le jet d'eau perd sa cohérence lorsqu'il se déplace à l'air libre. Une hauteur de buse accrue entraînera également une augmentation de l'angle de saignée. Si la distance entre les la buse et la pièce à travailler sont augmentées de ¼", les vitesses de coupe doivent être réduites d'environ 20 % pour obtenir des résultats similaires en termes de tolérance et de qualité des bords. Le contrôle automatique de la hauteur est le moyen le plus fiable et le plus précis de maintenir une distance de sécurité appropriée. La hauteur de la buse est trop élevée, le jet n'aura pas assez de puissance pour pénétrer complètement dans le matériau qu'il couperait facilement à des hauteurs beaucoup plus basses.
Figure 6 - Aluminium 3/4" avec coupes à différentes hauteurs de buse, même vitesse
Figure 7 - Augmentation de la hauteur de la buse jusqu'au point de non-pénétration du jet
Effet de la vitesse sur les virages intérieurs
Figure 8 - Vitesse de virage trop rapide
Étant donné que le jet d’eau est un outil de coupe non rigide, les coins intérieurs des pièces peuvent présenter une certaine quantité de sur-coupe sur le côté inférieur ou de sortie de la pièce. Ceci peut être réduit en décélérant dans le coin et en accélérant lentement, permettant à la partie inférieure du jet de rattraper la partie supérieure autour du coin. Le contrôle du jet d’eau doit avoir la capacité de le faire automatiquement.
Rayons serrés
Étant donné que le jet d’eau est un outil rond, d’un diamètre compris entre 0,030″ et 0,040″ (0,76 mm et 1,02 mm) pour la découpe au jet d’eau abrasif, il est impossible de créer un coin intérieur parfaitement carré. Le logiciel de FAO lit généralement les géométries et donne à l'utilisateur la possibilité de placer automatiquement un très petit rayon sur ces coins. Cela évitera d'endommager la pièce et réduira le temps de traitement, car les rayons sont plus rapides à couper que les coins carrés. Pour les angles très aigus, la pièce réellement découpée peut différer considérablement du dessin original et doit être prise en compte pour sa forme, son ajustement et sa fonction avant le traitement.
