Phương pháp gia công mới
PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIA NƯỚC
(Water Jet Cutting – WJC)
Gia công bằng tia nước – tia nước có hạt mài Page 1
Phương pháp gia công mới
PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIA NƯỚC
(Water Jet Cutting – WJC)
GIA CÔNG TIA NƯỚC CÓ HẠT MÀI
(Abrasive Water Jet Cutting – AWJC)
Mục tiêu : sau khi đọc xong người đọc có thể biết rõ những điều sau
• Hiểu được khái niệm gia công bằng tia nước và tia nước có hạt mài
• Hiểu, biết được nguyên lý gia công tia nước và tia nước có hạt mài
• Biết rõ ràng về thiết bị và dụng cụ
• Biết tường tận về các thông số công nghệ
• Ưu điểm và phạm vi ứng dụng
1) GIỚI THIỆU
- Ngày nay, lĩnh vực gia công cắt gọt đang phát triển rất mạnh mẽ trên thế giới. Đặc
biệt là trong lĩnh vực gia công cắt gọt kim loại với nhiều loại máy hiện đại như
trung tâm gia công CNC, máy gia công bằng tia lửa điện, máy cắt dây, máy gia công
bằng tia laser, máy cắt plasma, . . ..Việc ra đời của công nghệ gia công vật liệu bằng
tia nước đã mở ra hướng phát triển mới cho lĩnh vực cắt gọt vật liệu.
- Năm 1950, tiến sĩ Norman Franz đã thử dùng máy cắt tia nước để cắt gỗ. Tuy nhiên
kỹ thuật này đã không được phát triển cho đến tận những năm 1970 khi tiến sĩ
Mohamed Hashish đã tạo ra một phương pháp kỹ thuật đó là thêm vào dòng tia
nước có áp suất cao và tốc độ lớn các hạt mài để tăng khả năng cắt.[1] Ngày nay
việc cắt bằng tia nước đã được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực. Môt số loại tia nước hay
được dùng gồm: tia nước không có hạt mài, tia nước có trộn hạt mài, tia nước va
đập.
2) KHÁI NIỆM :
1) Gia công bằng tia nước (hay còn gọi gia công cắt bằng tia nước : Water Jet
Cutting-WJC) là một quá trình sử dụng tia nước ở áp suất cao (từ 2.10

từ 400 - 1000m/s. Với áp suất này, khi tia nước chạm vào bề mặt vật liệu gia công
nó tạo nên áp lực lớn hơn độ bền nén của vật liệu, bề mặt vật liệu bị nát ra và tia
nước xuyên qua tạo thành vết cắt, cắt chi tiết gia công. Vậy tia nước tạo đóng vai trò
như một cái cưa cắt một vết hẹp trên vật liệu.
- Bộ điều khiển này gọi là bộ tăng áp, nó biến đổi năng lượng từ dòng có áp suất thấp
thanh dòng có áp suất cao. Hệ thống thủy lực cung cấp năng lượng chất lỏng đến
một piston chuyển động qua lại trong một đoạn trung tâm của máy tăng cường. Có
một công tắc giới hạn đặt ở cuối hành trình của piston để báo hiệu dòng điện điều
khiển van đảo chiều và thay đổi chiều chuyển động của piston. Việc lắp ráp bộ tăng
áp với một bơm piston ở hai bên piston sẽ tạo ra áp suất cả hai phía. Khi một phía
của bộ tăng áp đang ở thì hút thì phía đối diện sẽ tạo ra một dòng áp suất cao ở ngõ
ra. Trong khi ngõ vào của bơm hút nước đã được lọc đi vào xylanh cao áp thông
Gia công bằng tia nước – tia nước có hạt mài Page 4
Phương pháp gia công mới
qua van một chiều. Sau khi bơm piston đảo chiều thì nước sẽ được nén và thoát ra
dưới dạng nước chịu áp suất cao.
- Máy gia công bằng tia nước có hai phần thiết yếu là bàn XYZ và đầu cắt. bàn XYZ
có thể chuyển đầu cắt trên vật liệu và một máy bơm công suất công suất cao
( 55.000 psi). Ờ áp suất này tia nước có thể cắt nhựa, gỗ, vật liệu lót sàn đàn hồi,
cao su và các vật liệu khác. Đầu cắt là một vòi có kích thước 6.35mm (1/4”) bằng
tinh thể sapphire mà nước có thể chịu được một áp lực bằng ba lần vận tốc âm
thanh do máy bơm áp suất cao tạo thành. Sự di chuyển của đầu vòi chịu ảnh hưởng
bởi chương trình cài đặt máy tính.
2) Gia công bằng tia nước có hạt mài:
- Áp suất nước trong gia công bằng tia nước có hạt mài giống trong gia công bằng tia
nước, nhưng khoảng cách cho phép phải ít hơn để giảm đến mức tối thiểu hiệu quả
phân tán của chất lỏng cắt mà hiện giờ có chứa những hạt mài. Khoảng cách cho
phép điển hình là khoảng ¼ hay ½ khoảng cách trong gia công tia nước.
- Khi gia công tia nước có hạt mài thì hạt mài được trộn với nước trong ống trộn
trước khi được phun ra ngoài. Vận tốc của dòng nước rất cao sẽ tạo ra vùng chân