Descripción general
Para un corte exitoso con chorro de agua abrasivo, existen varios factores en el cabezal de corte que determinan la precisión y la calidad del chorro de agua y afectarán la calidad de la pieza que puede cortar con un chorro de agua abrasivo. En las páginas de recursos se analizan factores adicionales que intervienen en el corte de una pieza precisa y exacta (diseño de la máquina, controles, software y bomba de alta presión). La calidad del corte por chorro de agua se centra en el cabezal de corte y el chorro de agua cuando interactúa con la pieza de trabajo.
Factores que afectan la precisión y la calidad
1 - Longitud del tubo de mezcla abrasivo
Un tubo mezclador de abrasivo más largo (también conocido como boquilla abrasiva) produce un chorro de agua más coherente. La longitud óptima del tubo de mezcla es de 3" - 4" (75 mm - 100 mm).
2 - Alineación de componentes
El orificio, la cámara de mezcla y la boquilla abrasiva deben mecanizarse con precisión y encajar perfectamente para evitar daños a los consumibles por el chorro de agua.
3 - Orificio preciso
El interior de la boquilla abrasiva debe mecanizarse para garantizar una perfecta alineación con el chorro de agua. La página de selección de orificios contiene información detallada sobre el caudal (gpm) y las especificaciones de la bomba .
4 - Diámetro del chorro
Una corriente de chorro de agua de diámetro pequeño, producida por un orificio de 0,010" (0,25 mm), produce una corriente eficiente y de alta calidad. Como compensación, las velocidades de corte son más lentas que cuando se utiliza un orificio de 0,014" (0,36 mm) o mayor. , ya que se utiliza menos agua y abrasivo.
5 - Separación baja y controlada del trabajo
Mantener una distancia cercana entre la boquilla y la pieza de trabajo, entre 0,040" y 0,060" (1,0 - 1,5 mm), es fundamental para producir piezas precisas y al mismo tiempo obtener la máxima eficiencia del chorro de agua. Cortar más cerca del material limita la cantidad de atmósfera que debe atravesar el chorro antes de llegar a la pieza de trabajo. Esto limita la expansión de la corriente del chorro de agua, ya que a medida que el chorro se expande, se reduce la potencia efectiva del chorro. Será necesario reducir las velocidades de corte para compensar. Si la distancia entre la boquilla y la pieza de trabajo aumenta en ¼", las velocidades de corte deben reducirse en aproximadamente un 20% para lograr resultados similares con respecto a la tolerancia y la calidad del borde. Cortar bajo el agua con control de altura CNC permitirá un control máximo de la corriente de chorro de agua.
Efecto de la velocidad sobre el ángulo de corte
ALUMINIO DE 3/4" (20 mm) CON 3 VELOCIDADES DE CORTE DIFERENTES
Alta velocidad, corte más ancho en la parte superior y más estrecho en la parte inferior
Velocidad media, ancho de ranura más amplio en la parte superior que en la inferior
Velocidad más lenta, corte de ancho similar en la parte superior e inferior
El ángulo de corte, o bisel, se refiere a la diferencia dimensional entre la parte superior e inferior de la sección transversal cortada. Cortar demasiado rápido dará como resultado un ancho de corte más amplio en la parte superior de la sección transversal cortada y un ancho de corte más estrecho en la parte inferior de la zona. En la figura anterior, de izquierda a derecha, los cortes se realizaron a 26 pulgadas por minuto (ipm), 14 ipm y 9,7 ipm (660 milímetros por minuto [mm/min], 355 mm/min y 246 mm/min). Todos los demás parámetros se mantuvieron constantes (presión 60 kpsi, distancia de separación de 0,060", abrasivo de 1,3 lb/min [4134 bar, 1,5 mm y 600 gramos/min]). En la parte superior del corte, el ancho de la ranura fue similar, alrededor de 0,044" (1,12 milímetros). La diferencia entre la parte superior e inferior de izquierda a derecha fue de 0,017", 0,013" y 0,011" (0,43 mm, 0,33 mm y 0,28 mm). Esto muestra la disminución de la angularidad a medida que disminuye la velocidad.
La siguiente imagen muestra un corte adicional que se realizó extremadamente lentamente (1 ipm o 25,4 mm/min) para demostrar que cuando la velocidad se reduce lo suficiente, el ancho de la ranura en la parte inferior de la pieza será mayor que en la parte superior. En este ejemplo, el ancho de corte en la parte inferior fue 0,014" (0,36 mm) mayor que en la parte superior.
Velocidad muy lenta, ancho de corte más estrecho en la parte superior, más ancho en la parte inferior
Arrastre del chorro de agua y calidad de corte
El aumento de la velocidad de alimentación da como resultado un mayor recorrido de retorno de la corriente del chorro de agua. Este concepto se muestra en la Figura 5 a continuación. La calidad de los bordes más rugosos es el resultado de una mayor acción de corte versus la acción de erosión del abrasivo a velocidades más lentas. Los controladores modernos permiten al usuario ajustar la calidad del corte según los requisitos de la pieza. Los orificios de alta precisión se pueden cortar más lentamente para lograr un corte más suave y recto. Se pueden utilizar velocidades de corte más rápidas con una calidad de borde más rugosa en áreas menos críticas.
Corte de separación
A través del corte
Corte limpio ± 0,010"
Buen acabado
Excelente acabado ± 0.005"
Efecto de la altura de la boquilla
Para obtener la mejor calidad de corte, se debe mantener una distancia óptima entre la boquilla y la pieza de trabajo. Normalmente, entre 0,0625" y 0,125" (1,5 – 3,0 mm) es la altura óptima para el corte con chorro de agua abrasivo. A medida que la distancia aumenta por encima de 0,125", se producirá un redondeo en el borde superior del corte. Esto ocurre porque la corriente del chorro de agua pierde coherencia a medida que viaja a través del aire. Una mayor altura de la boquilla también dará como resultado un mayor ángulo de corte. Si la distancia entre los boquilla y la pieza de trabajo se incrementa en ¼", las velocidades de corte deben reducirse en aproximadamente un 20% para lograr resultados similares con respecto a la tolerancia y la calidad del borde. El control automático de altura es la forma más confiable y precisa de mantener una distancia de separación adecuada. Si se aumenta demasiado la altura de la boquilla, el chorro no tendrá suficiente potencia para penetrar completamente el material que fácilmente cortaría a alturas mucho más bajas.
Figura 6: Aluminio de 3/4" con cortes a varias alturas de boquilla, misma velocidad
Figura 7: Aumento de la altura de la boquilla hasta el punto donde no hay penetración del chorro
Efecto de la velocidad en las curvas interiores.
Figura 8: Velocidad en las curvas demasiado rápida
Dado que el chorro de agua es una herramienta de corte no rígida, las esquinas interiores de las piezas pueden presentar una cierta cantidad de sobrecorte en el lado inferior o de salida de la pieza. Esto se puede reducir desacelerando hacia la esquina y acelerando lentamente, permitiendo que la parte inferior del chorro alcance a la parte superior a la vuelta de la esquina. El control del chorro de agua debe tener la capacidad de hacerlo automáticamente.
Radios apretados
Dado que la corriente de chorro de agua es una herramienta redonda, con un diámetro de entre 0,030 ″ y 0,040 ″ (0,76 mm y 1,02 mm) para corte con chorro de agua abrasivo, es imposible crear cualquier esquina interior que sea perfectamente cuadrada. El software CAM normalmente leerá geometrías y le dará al usuario la opción de colocar automáticamente un radio muy pequeño en estas esquinas. Esto evitará dañar la pieza y reducirá el tiempo de procesamiento, ya que los radios se cortan más rápido que las esquinas cuadradas. Para ángulos muy agudos, la pieza real que se corta puede diferir significativamente del dibujo original y se debe considerar su forma, ajuste y función antes del procesamiento.
Descripción general
Para un corte exitoso con chorro de agua abrasivo, existen varios factores en el cabezal de corte que determinan la precisión y la calidad del chorro de agua y afectarán la calidad de la pieza que puede cortar con un chorro de agua abrasivo. En las páginas de recursos se analizan factores adicionales que intervienen en el corte de una pieza precisa y exacta (diseño de la máquina, controles, software y bomba de alta presión). La calidad del corte por chorro de agua se centra en el cabezal de corte y el chorro de agua cuando interactúa con la pieza de trabajo.
Factores que afectan la precisión y la calidad
1 - Longitud del tubo de mezcla abrasivo
Un tubo mezclador de abrasivo más largo (también conocido como boquilla abrasiva) produce un chorro de agua más coherente. La longitud óptima del tubo de mezcla es de 3" - 4" (75 mm - 100 mm).
2 - Alineación de componentes
El orificio, la cámara de mezcla y la boquilla abrasiva deben mecanizarse con precisión y encajar perfectamente para evitar daños a los consumibles por el chorro de agua.
3 - Orificio preciso
El interior de la boquilla abrasiva debe mecanizarse para garantizar una perfecta alineación con el chorro de agua. La página de selección de orificios contiene información detallada sobre el caudal (gpm) y las especificaciones de la bomba .
4 - Diámetro del chorro
Una corriente de chorro de agua de diámetro pequeño, producida por un orificio de 0,010" (0,25 mm), produce una corriente eficiente y de alta calidad. Como compensación, las velocidades de corte son más lentas que cuando se utiliza un orificio de 0,014" (0,36 mm) o mayor. , ya que se utiliza menos agua y abrasivo.
5 - Separación baja y controlada del trabajo
Mantener una distancia cercana entre la boquilla y la pieza de trabajo, entre 0,040" y 0,060" (1,0 - 1,5 mm), es fundamental para producir piezas precisas y al mismo tiempo obtener la máxima eficiencia del chorro de agua. Cortar más cerca del material limita la cantidad de atmósfera que debe atravesar el chorro antes de llegar a la pieza de trabajo. Esto limita la expansión de la corriente del chorro de agua, ya que a medida que el chorro se expande, se reduce la potencia efectiva del chorro. Será necesario reducir las velocidades de corte para compensar. Si la distancia entre la boquilla y la pieza de trabajo aumenta en ¼", las velocidades de corte deben reducirse en aproximadamente un 20% para lograr resultados similares con respecto a la tolerancia y la calidad del borde. Cortar bajo el agua con control de altura CNC permitirá un control máximo de la corriente de chorro de agua.
Efecto de la velocidad sobre el ángulo de corte
ALUMINIO DE 3/4" (20 mm) CON 3 VELOCIDADES DE CORTE DIFERENTES
Alta velocidad, corte más ancho en la parte superior y más estrecho en la parte inferior
Velocidad media, ancho de ranura más amplio en la parte superior que en la inferior
Velocidad más lenta, corte de ancho similar en la parte superior e inferior
El ángulo de corte, o bisel, se refiere a la diferencia dimensional entre la parte superior e inferior de la sección transversal cortada. Cortar demasiado rápido dará como resultado un ancho de corte más amplio en la parte superior de la sección transversal cortada y un ancho de corte más estrecho en la parte inferior de la zona. En la figura anterior, de izquierda a derecha, los cortes se realizaron a 26 pulgadas por minuto (ipm), 14 ipm y 9,7 ipm (660 milímetros por minuto [mm/min], 355 mm/min y 246 mm/min). Todos los demás parámetros se mantuvieron constantes (presión 60 kpsi, distancia de separación de 0,060", abrasivo de 1,3 lb/min [4134 bar, 1,5 mm y 600 gramos/min]). En la parte superior del corte, el ancho de la ranura fue similar, alrededor de 0,044" (1,12 milímetros). La diferencia entre la parte superior e inferior de izquierda a derecha fue de 0,017", 0,013" y 0,011" (0,43 mm, 0,33 mm y 0,28 mm). Esto muestra la disminución de la angularidad a medida que disminuye la velocidad.
La siguiente imagen muestra un corte adicional que se realizó extremadamente lentamente (1 ipm o 25,4 mm/min) para demostrar que cuando la velocidad se reduce lo suficiente, el ancho de la ranura en la parte inferior de la pieza será mayor que en la parte superior. En este ejemplo, el ancho de corte en la parte inferior fue 0,014" (0,36 mm) mayor que en la parte superior.
Velocidad muy lenta, ancho de corte más estrecho en la parte superior, más ancho en la parte inferior
Arrastre del chorro de agua y calidad de corte
El aumento de la velocidad de alimentación da como resultado un mayor recorrido de retorno de la corriente del chorro de agua. Este concepto se muestra en la Figura 5 a continuación. La calidad de los bordes más rugosos es el resultado de una mayor acción de corte versus la acción de erosión del abrasivo a velocidades más lentas. Los controladores modernos permiten al usuario ajustar la calidad del corte según los requisitos de la pieza. Los orificios de alta precisión se pueden cortar más lentamente para lograr un corte más suave y recto. Se pueden utilizar velocidades de corte más rápidas con una calidad de borde más rugosa en áreas menos críticas.
Corte de separación
A través del corte
Corte limpio ± 0,010"
Buen acabado
Excelente acabado ± 0.005"
Efecto de la altura de la boquilla
Para obtener la mejor calidad de corte, se debe mantener una distancia óptima entre la boquilla y la pieza de trabajo. Normalmente, entre 0,0625" y 0,125" (1,5 – 3,0 mm) es la altura óptima para el corte con chorro de agua abrasivo. A medida que la distancia aumenta por encima de 0,125", se producirá un redondeo en el borde superior del corte. Esto ocurre porque la corriente del chorro de agua pierde coherencia a medida que viaja a través del aire. Una mayor altura de la boquilla también dará como resultado un mayor ángulo de corte. Si la distancia entre los boquilla y la pieza de trabajo se incrementa en ¼", las velocidades de corte deben reducirse en aproximadamente un 20% para lograr resultados similares con respecto a la tolerancia y la calidad del borde. El control automático de altura es la forma más confiable y precisa de mantener una distancia de separación adecuada. Si se aumenta demasiado la altura de la boquilla, el chorro no tendrá suficiente potencia para penetrar completamente el material que fácilmente cortaría a alturas mucho más bajas.
Figura 6: Aluminio de 3/4" con cortes a varias alturas de boquilla, misma velocidad
Figura 7: Aumento de la altura de la boquilla hasta el punto donde no hay penetración del chorro
Efecto de la velocidad en las curvas interiores.
Figura 8: Velocidad en las curvas demasiado rápida
Dado que el chorro de agua es una herramienta de corte no rígida, las esquinas interiores de las piezas pueden presentar una cierta cantidad de sobrecorte en el lado inferior o de salida de la pieza. Esto se puede reducir desacelerando hacia la esquina y acelerando lentamente, permitiendo que la parte inferior del chorro alcance a la parte superior a la vuelta de la esquina. El control del chorro de agua debe tener la capacidad de hacerlo automáticamente.
Radios apretados
Dado que la corriente de chorro de agua es una herramienta redonda, con un diámetro de entre 0,030 ″ y 0,040 ″ (0,76 mm y 1,02 mm) para corte con chorro de agua abrasivo, es imposible crear cualquier esquina interior que sea perfectamente cuadrada. El software CAM normalmente leerá geometrías y le dará al usuario la opción de colocar automáticamente un radio muy pequeño en estas esquinas. Esto evitará dañar la pieza y reducirá el tiempo de procesamiento, ya que los radios se cortan más rápido que las esquinas cuadradas. Para ángulos muy agudos, la pieza real que se corta puede diferir significativamente del dibujo original y se debe considerar su forma, ajuste y función antes del procesamiento.
