水刀的原理是什么？

我曾经在国内某砂轮砂布厂工作过，砂轮砂布是机械工业必不可少的加工工具，所以我们的客户遍及整个机械加工行业，其中的机床企业是我们重要的客户组成部分。我们公司当时几乎每年都参展中国机床展。每年的中国机床展都会展出各种最新的机床产品，那些琳琅满目的机床产品为提高我国机械工业的产品质量和技术水平奠定了雄厚的基础。

那些数控加工中心让人看了叹为观止。近些年来，我国的机械产品的质量大幅提升，大家感觉最明显的就是国产汽车的质量、耐用性都有了极大的改善，这得益于现代化的数控加工设备的使用，使加工精度和工作效率大大提高。而尤为感觉神奇的就是高压水射流切割设备，也就是题主所说的“水刀”。

机床展上，每年展出的各种来自国内外的高压水射流切割设备现场展示切割，无论是各种厚度的金属板材，管材，还是普通厚度的玻璃甚至各种纺织面料都可以轻松准确地切割，每年水切割设备的展台前展示的时候，都会吸引大量的观众围观。原因就是水加工设备采用水流切割，而人们普遍印象里不成型的水竟成了切割工具，颠覆了人们的传统思维，让普通人感觉非常神奇。

水刀切割的原理是什么呢？是什么力量让无形之水变得如此强大呢？自古人们就发现“滴水穿石”的现象，在很多的山上都有细小的山泉从上而下，持续地滴在下面的石头上，经过几百上千年，坚硬的石头被水滴穿透。这说明流动的水滴具有的能量可以对石头产生刨蚀作用，虽然一滴水的作用很微小，但长时间积累起来就非常可观。既然石头都能被水滴击穿，如果我们将石头换成钢板等我们要切割的物质，经过足够的时间也会像石头一样被水击穿，但那是更加漫长的等待，现实情况是我们不可能这样等。

那怎么办呢？那就想办法让水的刨蚀力变得更大，刨蚀的速度变得更快。这有两个努力方向：

一是增加水的能量，滴水穿石靠的是从高处下落的水滴的势能。正常情况下水往低处流，但我们住在高楼上需要水送到楼上，这时候就要靠水泵，让水的能量增加，不仅不往下流，还要往上流，这就是用水泵给水增加了能量，一方面克服了水的势能，另一方面具有向上的动能，能爬上高楼。水刀也利用了这种方法，极大地增加水的压力，水刀都被安装有大功率的加压装置，而且将断续的水滴变成了连续的高压水射流，大大增加水流的刨蚀次数。水刀的压力都达到几百兆帕。所以它的专业名称为高压水射流切割机。

二是增加水流的压强。我们平时用花洒洗澡的时候就会发现用了一段时间的花洒，因为被水垢所堵塞，花洒的出水口会变得越来越细，而这时候的水流就会由原来的非常舒服，变得冲击力非常大，打在身上像针刺的感觉。这就是花洒的水流因为出水孔变细而使压强大大增加。压强是单位面积的压力。物理学上有压强的公式：P（压强）=F（压力）/S（截面积），由此可以看出：同样的压力下，水流截面积越小，压强越大。压强越大水流刨蚀的能力和效率就越高，水刀的喷水孔也很细。这样大力加压和增加压强的双重作用就使得水流刨蚀作用提高无数倍，相当于几百几千年才能完成的滴水穿石缩短到瞬间完成。这就是水刀的工作原理。

虽然水刀的工作原理并不复杂，但制造水刀设备并不简单，因为水刀设备工作在极高压力下，所以对于设备密封性、耐压水平都有极高的要求，因此设计能力、材料性能、加工精度都必须跟上才行。现在水刀有了进一步升级，在水流中加入石榴砂，大大提高了切割效率。

水刀切割与其他切割技术相比有很多优点：

1、水刀切割属于冷切割，切割产生的热量马上被水流带走，不会引起加工工件的升温，所以不会导致工件性能的变化。而乙炔气等都是靠高温融化工件实现切割，高温条件下，工件的物理化学性能易引起变化，导致工件的性能受到影响。水刀切割玻璃等脆性材料不容易引起材料炸裂。

2、水刀切割用的就是水，不会产生化学反应，没有废弃物排出，绿色环保，基本不会产生有毒有害物质，有利于环境保护和改善工人的工作环境。

3、水刀切割因为水流很细，所以切缝细小，比其他切割更节省材料，而且切割面更加光洁。

水刀有这么多的优点所以现在被越来越多的机械企业采用。

（图片来源于网络）

水刀的原理是什么？

水切割(水刀)的力量是如何产生的:

水流从加压泵加压，然后通过高压管从切割喷头射出来。非常简单的解释。然而，这一过程经过了十分复杂的设计，目的是产生60000PSI的压力。古有成语滴水穿石，不要小看水分子的力量。分子达到一定速度都都可以对物体进行切割，例如高速旋转的纸片，高速高压的气流等 。

水刀的发展(改进型):

把石榴沙混入这种高速度的水射流中，通过在混合管中混合，然后以305m/s的速度直接从沙管中射出到被加工的材料，这种切割过程其实是一种磨碾切割的过程，这种力量和动作都是由水产生的。

磨料切割机的压力可达到55,000PSI,这种高压水通过一个细小的喷嘴以762m/s 的速度射出，这种速度是音速的2.5倍。

▲纸片做的锯子，可以切割木材

水刀的原理是什么？

水刀，即以水为刀，本名高压水射流切割技术，这项技术最早起源于美国。用于航空航天军事工业。以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。后经技术不断改进，在高压水中混入石榴砂，极大的提高了水刀的切割速度和切割厚度。现在水刀已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业。目前在中国，水刀的最大压力已经做到了420MPa。一些技术先进的公司已经完善了3轴、4轴水刀，5轴水刀也趋向成熟。

水刀基本原理是既简单又复杂,水射流是从加压泵开始，通过高压管，然后从切割喷头射出来。非常简单的解释。然而，它是经过了十分复杂的设计，才能产生60000PSI的压力。在设计过程中，有处小小的渗漏都会对部件持久地侵蚀导致损坏。所以生产商和工程师们会小心地处理高压材料的加工工艺，利用特殊的科技组合这种机器。使用者只需要知道基本的操作知识。 　　

切割机在1982年应用在工业上，最早的在1970年就已出现，在工业上主要是应用在汽车，航空，玻璃行业，从这些切割中不断的提高精确度。磨料切割机的压力可达到55,000PSI,这种高压水通过一个细小的喷嘴以762m/s 的速度射出，这种速度是音速的2.5倍。把石榴沙混入这种高速度的水射流中，通过在混合管中混合，然后以305m/s的速度直接从沙管中射出到被加工的材料，这种切割过程其实是一种磨碾切割的过程，这种力量和动作都是由水产生的。

水刀有如下优点：

（1）环保无污染、不产生有毒气体及粉尘。

（2）可加工各种高硬度的材料，如：玻璃、陶瓷、不锈钢等，或比较柔软的材料， 如：皮革、橡胶、纸尿布等。

（3）是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段。

（4）切口光滑、无熔渣，无需二次加工。

（5）可一次完成钻孔、切割、成型工作。

（6）生产成本低。

（7）自动化程度高。

水刀的原理是什么？

水刀，即以水为刀，本名高压水射流切割技术，可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工，切割时产生的热量会立即被水射流带走，并且不产生有害物质，切割后不需要或易于二次加工，安全、环保，速度较快、效率较高。

这项技术最早起源于美国，以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。后经技术不断改进，在高压水中混入石榴砂、金刚砂等磨料辅助切割，极大的提高了水刀的切割速度和切割厚度。目前，水刀已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业。2011年，水射流专家纪新刚将水刀做成了小型化、安全化，更推广了水刀的广泛运用，如：石油管道、采油树抢修、罐体切割、设备维修等。

超高压水刀的基本工作原理既简单又极为复杂。

水刀加工设备的组成包括：超高压泵、水刀切割头装置、水刀x-y可移动平面切割台、CNC控制器及CAD/CAM软件包等。

由普通水经过一个超高压泵，将水加压至400MPa。为获得稳定的高压水射流，需将产生的高压水进入一个蓄能器以稳定压力。然后通过一个极细小的喷嘴（即水刀切割头装置，其直径为0.1-0.4mm左右），产生一道速度每秒近千米（约音速的3倍）的水箭，这道水箭就像一把切削加工的利剑，对所需要加工的工件进行切削加工。

后两者精确控制切割位置、弧度、角度，保证了水刀切割精度。

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水刀的原理是什么？

朋友们好，我是电子及工控技术，我来回答这个问题。水刀顾名思义就是以水作为介质，利用高压加压技术，把水流的压强加到300兆帕（MPa）到400兆帕（MPa）之间后，再经过一段大约出口为0.2毫米的喷嘴，就会形成高速的水流，这个水流类似一把锋利的刀，可以切割陶瓷、玻璃、石材、复合材料甚至金属，通过水刀切割的这些物体不会产生灰尘，不会污染环境，对人体的健康有保护作用。

比如有些工人师傅用普通切割工具切割陶瓷、岩石等建材时，长年从事这种工作会得职业病。如果使用水刀切割这些建材的话，能够有效改善他们的工作环境，有利于身体健康，同时也不会污染环境。

其实水刀只是我们对这项切割技术的俗称，它的本名应该叫“高压水射流切割技术”，这项技术最早被美国人发明使用，随后传遍于世界各地使用。近年来随着对这项技术的不断改进，有的会在水中加入一些其它一些混合磨料物质，比如加入一些石榴沙、金刚沙等磨料物质，可以更进一步提高切割的力度，可以切割更坚硬的材料，同时切割的速度也会有很大的提高，比如可以切割较厚的钢板等。

随着科技的发展，这种切割技术仍然在不断地在改进中，比如在一些数控系统的控制下，这种水刀可以加工出复杂的曲线或者复杂的曲面。水刀切割可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工，这是水刀切割的另一大优点，其它切割的方法要么受材料的限制；要么是受温度的影响，比如现在的航天与航空企业，对一些材料的切割有特殊要求，水刀在切割时不会发生热量，因此它不会改变被切割材料的物理和化学性质。以上就是我对这个问题的简单看法，欢迎朋友们讨论、分享，感谢点赞。

水刀的原理是什么？

高压水枪虽然没有水刀那么厉害，压力达到350MPa左右，相当危险。记得有次由于不注意，高压水枪射在劳保鞋的前段铁板上，估计要没有前面的铁板可能危险大了。高压水枪的水没有参杂任何东西的，而水刀的高压水中混入石榴沙、金刚沙等磨料辅助切割，极大提高水刀的切割能力，可以说是削铁如泥！

水刀的水切割技术基本原理

让混入磨料作为辅助切割的高压水通过直径很小的喷嘴，从喷嘴出口形成水柱。水柱流速可高达900m/s，足以以所带的动能切割各种材料。遇到像金属、石块等硬质材料，高压水中就要混入石榴沙、金刚沙等，切割硬质材料时辅助磨料就会产生摩擦效应，从而提高水刀的切割速度和切割厚度。

水刀切割技术的优点

1. 因为水刀切割属于冷态切割，所以对切口不会造成烧伤，不会产生熔化或硬化，也不会变形以及出现焊瘤甚至有毒气体产生。
2. 水刀切割不会对所切工件产生直接压力，因此切割精度高，还可以切割各种复杂形状的材料，切缝小且损耗少。加工工件不论大小还是成单成批的，都可以加工。

水刀切割比传统切割优点多，但技术是关键，其次成本不低，因此对于中小企业来说用台水刀切割机确实舍不得。