Maquinado hidrodinámico

Procesos de Manufactura. Maquinaria industrial. Máquina Water Jet de Omax. Agua a presión

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE MEXICO.

UNITEC.

PROCESOS DE MANUFACTURA II.

ING. ERNESTO ESCARCEGA

GPO. IM07M.

ALUMNO:

JESUS LAIR ESPINOSA ORTIZ.

00326843.

AGOSTO 2002

MAQUINADO HIDRODINAMICO

Maquinado hidrodinámico

Corte con chorro de agua.

El corte con chorro de agua (en inglés WJC) usa una corriente fina de agua a alta presión y velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte. También se emplea el nombre de maquinado hidrodinámico para este proceso, pero el corte por chorro de agua es el término de uso más frecuente en la industria.

Para obtener una fina corriente de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla de un diámetro de 0.004 a 0.016 In (0.1 a 0.4 mm). A fin de que la corriente tenga la energía suficiente para cortar se usan presiones hasta de 60 000 lb/in (400 Mpa), y el chorro alcanza velocidades hasta de 3000 pies/seg (900 m/seg). Una bomba hidráulica presuriza el fluido al nivel deseado. La unidad de boquilla consiste en un soporte y una boquilla de joya. El soporte está hecho de acero inoxidable y la boquilla de Zafiro, rubí o diamante. El diamante dura más, pero es el de mayor costo, En el WJC deben usarse sistemas de filtración para separar las virutas producidas durante el proceso. Los fluidos de corte en ese sistema son soluciones de polímeros, las cuales se prefieren debido a que tienden a producir una corriente coherente. Ya hemos analizado los fluidos de corte en el contexto del maquinado convencional, pero el término se usa merecidamente en el WJC.

Los parámetros de proceso importantes en el WJC incluyen la distancia de separación, el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la velocidad de avance del corte. La distancia de separación es la abertura entre la boquilla y la superficie de trabajo. En general, se prefiere que esta distancia sea mínima para reducir la dispersión de la corriente del fluido antes de que golpee la superficie. Una distancia de separación normal es de 1/8 de In. (3.2 mm). El tamaño del orificio de la boquilla afecta la precisión del corte; las aberturas más pequeñas se usan para cortes más finos sobre materiales más delgados. Para cortar materia prima más gruesa se requieren corrientes de chorro más densas y mayores presiones. La velocidad de avance del corte se refiere a la velocidad a la que se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoria de corte. La velocidad de avance típica varía desde 12 in/min (5mm/seg) hasta 1200 in/min (500mm/seg), dependiendo del material de trabajo y su grosor. Por lo general, el WJC se hace en forma automática usando un control numérico computarizado o robots industriales para manipulación de la unidad de boquilla a lo largo de la trayectoria deseada.

El WJC se usa en forma eficaz para obtener tiras de materia prima plana, como plásticos, textiles, materiales compuestos, mosaicos para pisos, alfombras, piel y cartulinas. Se han instalado celdas robóticas con boquillas para WJC ensambladas como herramienta de un robot para seguir patrones tridimencionales de corte irregular, por ejemplo para cortar y recortar tableros de automóvil antes del ensamble. En estas aplicaciones, la ventaja del WJC es que la superficie de trabajo no se tritura ni quema como en otros procesos mecánicos o térmicos, en consecuencia, la pérdida de material es mínima porque la ranura de corte es estrecha, esto reduce la contaminación ambiental y existe la facilidad de automatizar el proceso usando controles numéricos o robots industriales. Una limitación del WJC es que no es conveniente para cortar materiales frágiles (por ejemplo, vidrio), porque tiende a resquebrajarlos durante el proceso.

Corte con chorro de agua abrasiva.

Cuando se usa un WJC sobre partes metálicas, por lo general deben agragarse partículas abrasivas a la corriente a chorro para facilitar el corte. Por tanto este proceso se denomina corte con chorro de agua abrasiva (en inglés AWJ). La incorporación de las partículas abrasivas al flujo complica el proceso porque aumenta la cantidad de parámetros que deben controlarse. Entre los parámetros de proceso adicionales están el tipo de abrasivo, el tamaño del esmeril y la velocidad de flujo. Entre los materiales abrasivos comunes están el óxido de aluminio, el dióxido de silicio y el granate (un mineral de silicato); los tamaños del esmeril varían entre 60 y 120. Las partículas abrasivas se agragan a la corriente de agua a aproximadamente 0.5 lb/min (.23 Kg/min) después de que salen de la boquilla para el WJC.

Maquinado hidrodinámico
Los parámetros de proceso restantes incluyen algunos que son comunes para el WJC; el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la distancia de separación. Los diámetros del orificio de la boquilla varían de 0.010 a 0.0250 In (0.25 a 0.63 mm), este rango es más grande que en el WJC y permite que la corriente contenga velocidades de flujo más altas y mayor energía antes de la eyección de los abrasivos. Las presiones del agua son similares a las del WJC. Las distancias de separación son menores para reducir el efecto de la dispersión del fluido de corte, el cuál contiene partículas abrasivas en esta etapa. Las distancias de separación comunes están entre una cuarta parte y la mitad de las que se usan en el WJC.

Datos sobre Máquina Water Jet de Omax.

El sistema de control de OMAX .

El OMAX es totalmente controlado con una PC estándar que funciona con el software de control de OMAX. El sistema de control da vuelta a la bomba de agua por intervalos, y mueve el jet abrasivo en una trayectoria exacta de la herramienta.

La bomba de agua de alta presión.

Lla bomba de agua de alta presión presuriza el agua para el uso por el OMAX. Todas las operaciones de la bomba son controladas por el sistema de control de OMAX.

La tabla x-y de precisión

La tabla x-y consiste en un marco rígido con los carros de X y de Y montados sobre un tanque de agua grande. El tanque de agua coge el agua del corte y proporciona un tanque que coloca para las partículas gastadas del abrasivo y del metal.

El sistema abrasivo del jet en el inyector de jet abrasivo, agua de alta presión es forzado a través de un orificio de zafiro para formar una corriente estrecha que se mueve en el máximo de 2500 pies por segundo (1700 mph). Esta corriente causa una succión que dibuja aire y el abrasivo a través del tubo plástico de la alimentación.

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