图1  Jack McGrail先生认为Omax机床具有精密切割零件的加工能力，在他们的精密运动系统和Tilt-A-Jet倾斜喷水附件上无需配置锥度装置

水射流切割技术与EDM线切割技术相辅相成，可以最快、最有效和最具成本效益的加工方式来加工零件。Omax公司的水射流切割机具有精密切割零件的加工能力，在其精密运动系统和Tilt-A-Jet倾斜喷水附件上无需配置锥度装置。

从Omax公司引进的两套磨料水射流切割系统因其良好的成本效益，已成为EDM线切割机床的替代加工方法，从而为Jack's Machine公司开辟了新的加工业务。

每过一段时间，Jack McGrail先生总要为一些潜在的客户免费加工新零件，其目的是利用这些机会，让客户了解，Jack McGrail先生的车间内的EDM线切割设备是最适合于加工这类零件的。而通常情况下，客户们最初的怀疑都会转变成最终的惊喜。这是因为Jack McGrail先生使用Omax公司（位于华盛顿州Kent）的磨料水射流切割机，在较短的时间内满足客户的所有规格要求。

Jack McGrail先生是Jack’s Machine公司（位于马萨诸塞州Hanson）的总裁。该公司1985年成立，有11名员工，专门从事水射流切割和EDM加工业务。1995年，该公司添置了第一套磨料水射流切割系统，使其加工速度又向前迈进了一步。Jack McGrail先生说，磨料水射流切割机可以加工公差尺寸要求不是极高的零件，但其加工速度却要比EDM线切割机床快得多。

图2  该车间新型水射流切割机的主要优点之一是，能够对图中所示的零件进行快速的粗加工作业，然后再在一台EDM机床上对其进行精加工

由于精度要求不断提高，该车间投资购置了较新的加工机械，使其从EDM放电加工转向水射流切割加工，以满足更多零件的加工需要。该车间现有的设备主要由两台来自Omax公司的JetMachining水射流加工中心由2652机床和55100机床组成。悬臂式2652机床是该车间最新的水射流切割机，配有Omax公司的Mazjet 5i喷嘴、可编程的Z轴运动系统和一套密封式滚珠丝杠驱动系统。其X轴和Y轴的行程分别为52in和26in（1in=25.4mm，下同），工作台尺寸为69in×30in。55100机床是一种较大的悬臂式机床，其工作台尺寸为126in×65in，X轴和Y轴的切削行程分别为100in和55in。悬臂式的Y轴安装在桥式X轴上，该机床还配有电机驱动的Z轴。Jack McGrail先生解释说，这种设计的一大优势是：其三面开放式设计，便于材料的装卸。

Jack McGrail先生在向Brooks Associates公司购买机床前，为经销商提供了其在EDM机床上运行的一套有关该加工项目的CAD文件。在Omax机床上，Brooks公司的技术人员用约1min的时间切割了这个零件，而在该车间的其中一台EDM机床上切割，需要花费45min以上的时间。Jack McGrail先生在目睹这一情况后，当场购置了这台机床，从此该机床一直在以同样的效果加工生产，节约了大量的加工时间。

图3  图中所示的这类零件，完全是采用水射流切割技术加工生产的

取得这些成果的关键因素包括：Omax公司的Tilt-A-Jet倾斜式配件、IntelliMAX控制软件、一套精密的运动控制系统，以及一台功率为30hp（1hp=735.499W）和55000psi（1psi=6894.76Pa）切割能力的直接驱动泵。Jack McGrail先生说，这些特点使该车间的加工精度能够始终如一地保持±0.003in的公差尺寸，可切割垂直的无锥度边缘，其表面质量可达Ra64。

该车间的EDM机床可以满足±0.003in公差尺寸的要求，在这一加工精度范围内的任何设备都是其潜在的候选设备，而通过水射流切割技术，可以达到更高的加工速度。除此之外，水射流切割件通常要求内腔半径最低测量值在0.02~0.025in之间，对表面质量的要求不是很高。大部分采用EDM加工的零件，通常首先采用水射流切割加工。该车间尽量使用水射流切割技术对要求不太严格的部分进行粗加工，然后在EDM机床上进行精加工。这不仅大大缩短了加工时间，更有利于节约线材的消耗，可以使EDM机床用于其他更精密的加工项目。

无论是在水射流切割机上，还是在EDM线切割机上加工，该车间的大部分工件都是从2ft×4ft（1ft=304.8mm，下同）和4ft×8ft的410不锈钢板、300系列不锈钢板以及17-4钛金属或铝金属板材上开始切割的。有些零件的尺寸相当于一个回形针的大小，而有些则需要叉车搬运。其厚度通常为0.03~3in。该车间每个月的发货量在150~200个订单之间。每一个订单的零件发货数量为1~1000个。

图4  McGrail先生说，Omax公司的Intelli-Max控制软件可以很轻松地导入客户的文件，如果需要的话，可以从头开始绘制零件的文件，并提供内置的排料功能，以达到节省时间和节约材料的目的

Jack McGrail先生说，作业时，通过水射流切割机的Intelli-Max控制软件，可以使其很简单地加载一个客户的DXF文件，启动刀具路径，并在几分钟内开始其整个加工周期。此外，如果需要的话，该控制软件可使操作员从头开始编制零件文件。其内置的排料软件，有助于提高材料的利用率，只要简单地输入板材的尺寸，就能充分地发挥这一功能。这可以使几个小时的工作任务，缩减到几分钟。

一旦进入加工周期，Tilt-A-Jet系统可以通过对锥度进行自动补偿，确保加工精度。控制系统将切割加工头定位到一个特定的角度，并保持在±9°的范围之内，再将锥头传送到废料部分。同时，该机床X轴和Y轴的运动可为其提供±0.002in的线性重复定位精度。

目前，大约有10%的工作量，以前需通过EDM机床加工完成，现在转移到水射流切割机上进行加工。该车间也承担了大批量新的工作任务，特别是大批量生产的工作项目和医疗元件。医疗元件特别适于采用水射流切割加工，因为它不会形成热影响区或边缘应力，而这两个因素将会影响到零件的完整性。另一方面，相对于EDM加工而言，大批量生产的加工任务都将受益于水射流切割的加工速度。

当然，Jack McGrail先生强调说，水射流切割技术不可能完全取代EDM机床。相反，这些工艺可以互补长短。与客户进行合作，确定以最快、最有效和最具成本效益的方式来加工零件，将会给我们带来更多的订单和更多的回头客。Jack McGrail先生说，他将非常愿意为客户免费加工一个试件，以确保落实该项工作。