Gia Công Tia Nước pps

Tuy nhiên, các phương pháp gia công truyền thống tiện, phay, bào… lại không thể đáp ứng được yêu cầu gia công các loại vật liệu này; Chính vì thế, vấn đề gia công các loại vật liệu mới

I , Đặt vấn đề.

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ vật liệu như hiện nay, thì hàng loạt các loại vật liệu mới với các đặc tính đặc biệt và cơ

tính tốt đã được ra đời ( hợp kim cứng, ceramic, vật liệu tổng hợp…) và

được ứng dụng ngày càng rộng rãi vào thực tế cuộc sống Tuy nhiên, các

phương pháp gia công truyền thống (tiện, phay, bào…) lại không thể đáp

ứng được yêu cầu gia công các loại vật liệu này; Chính vì thế, vấn đề gia công các loại vật liệu mới cũng là một vấn đề luôn luôn song hành với sự phát triển đó

Để đáp ứng yêu cầu gia công các loại vật liệu mới này thì hàng loạt các phương pháp gia công mới được ra đời Một trong những phương pháp này là: “ Gia công bằng tia nước ” Đây là một phương pháp được đánh giá

là có nhiều ưu điểm và đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế: trong gia công cơ khí, công nghệ thực phẩm…

Thông qua đề tài “ Gia công bằng tia nước ” trong môn học Các

Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt,em hy vọng sẽ mang đến một cái nhìn rõ hơn về phương pháp gia công mới này

Chúng em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Dần đã tạo điều kiện cho chúng em tìm hiểu sâu hơn về các phương pháp gia công đặc biệt nói

chung cũng như phương pháp “ Gia công bằng tia nước” nói riêng thông

qua đề tài tiểu luận

Giới Thiệu Chung:

Máy cắt bằng tia nước là một công cụ có khả năng cắt kim loại hay các

vật liệu khác bằng cách sử dụng một tia nước có áp suất rất cao và tốc độ lớn, hoặc bằng một hỗn hợp của nước và hạt mài (loại vật chất dùng để mài mòn như các hạt đá mài) Nguyên lý của quá trình này tương tự như sự xói mòn bởi nước ở trong tự nhiên nhưng nhanh hơn và tập trung hơn Nó thường được sử dụng cho việc chế tạo các vật mẫu hoặc sản xuất ra các bộ phận của máy móc, thiết bị Nó cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau từ khai thác mỏ đến hàng không vũ trụ, những nơi

mà nó được sử dụng để cắt, tạo hình dáng, tạo lỗ, khoan, trạm khắc Nó có thể cắt được kim loại, bê tông, đá, hay các vật cứng khác

Lịch sử: 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 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

CHƯƠNG I: GIA CÔNG BẰNG TIA NƯỚC

1 Nguyên lí gia công:

Cắt bằng tia nước (Water Jet Cutting-WJC) là một quá trình sử dụng tia nước ở áp suất cao để gia công vật liệu Vết cắt hoặc rãnh có độ rộng xấp xỉ 1mm Đường kính lỗ nhỏ nhất có thể cắt được là 1,5mm Phương pháp này còn được gọi là gia công bằng thuỷ động lực học Sơ đồ nguyên lý được thể hiện trên hình 1

Đầu tiên nước từ thùng cấp nước đi qua bộ lọc và hòa trộn Sau đó nhờ ống dẫn chất lỏng đi qua bộ khuyếch đại để tăng áp đến đầu phun Tại đầu phun tia nước được phun ra mạnh hay yếu là nhờ van tiết lưu Van này được điều khiển bởi một bộ điều khiển Tia nước sau khi ra khỏi đầu phun có áp suất rất lớn (thường từ 100 - 400 MPa), tốc độ tia nước 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

2 Thiết bị và dụng cụ:

Thiết bị.

Máy gia công bằng tia nước có hai thành phần thiết yếu: bàn XYZ có thể

di chuyển đầu cắt trên vật liệu và một máy bơm áp suất cao 400Mpa Ở áp suất này, tia nước có thể cắt nhựa, gỗ, vật liệu lót sàn đàn hồi, cao su và các chất tương tự khác

Đầu cắt là một vòi có kích thước miệng vòi là 6,35mm (1/4”) bằng tinh thể saphire mà nước có thể đi qua khi chịu 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 trong máy vi tính

Khi khách hàng đưa ra một bản vẽ, nó sẽ được số hoá và vẽ lại bằng phần mềm CAD/CAM Sau đó bản vẽ được chuyển đổi thành ngôn ngữ mà máy gia công bằng tia nước có thể đọc được qua một chương trình được gọi là gc nhờ máy tính CAM (Computer Aided Manufacturing)

Hệ máy tiêu biểu BENGAI

Sơ đồ cấu trúc các phần tử của hệ thống máy gia công bằng tia nước

Các thiết bị chính gồm:

- Hệ thống bơm tăng áp:

Nước từ thùng sau khi qua bộ lọc sẽ được bơm áp suất cao vào bộ tích trữ Hầu hết các máy cắt trên thị trường hiện nay đều dùng bơm piston hướng trục

Yêu cầu của hệ thống bơm phải chia lượng nước giống nhau và dòng nước áp suất cao phải liên tục, điều này cónghĩa là cả hai yếu tố thể tích và áp suất của nước phải được kiểm soát Áp suất nước từ 100÷400Mpa Với áp suất này thì hệ thống bơm phải có bộ phận tăng

áp và một số bộ phận để duy trì thể tích không đổi và áp suất cao không đổi

Có rất nhiều phương pháp để tăng áp Biện pháp thường dùng gồm hai xilanh có đường kính khác nhau Piston có đường kính lớn (ứng với xilanh lớn) được dẫn động bởi một hệ thống thuỷ lực áp suất thấp (thường từ 5÷35 MPa) Áp suất trong xilanh kia cao hơn phụ thuộc vào sự khác nhau về đường kính và tỷ số thay đổi áp suất trực tiếp như tỷ số của tiết diện làm việc của hai xilanh làm bộ tăng áp Tỷ số này có thể thay đổi từ 1:10÷1:25 Từ đó, kết quả của áp suất nước có thể lên tới 400Mpa

Trong máy tăng áp tác dụng kép các máy đơn được nối trực tiếp với nhau và luân phiên làm việc Trong khi máy này phân phối nước

áp suất cao cho hệ thống thì máy kia được làm đầy Vì tính nén được của nước nên 15% hành trình đầu tiên của piston dùng để gây áp lực

và nén nước mà không có sự phân phối thể tích nước Điều này gây dao động áp suất và gây sai số khi gia công bằng tia nước cũng như bằng tia nước có hạt mài HV

Để tránh hiện tượng dao động áp suất này, người ta cho thêm vào

hệ thống một bộ phận tích nứơc đóng vai trò như bộ phận giảm chấn(HV) Bộ phận này làm suy giảm dao động giá trị áp suất từ min đến max Bộ phận giảm chấn tích trữ một lượng nước áp suất cao, lượng nước này sẽ được phóng vào hệ thống, làm giảm sự dao động trong hệ thống áp lực

Một phương pháp khác làm giảm sự dao động là sử dụng hai bộ tăng áp đơn nối với nhau để một bộ bắt đầu hành trình nén trước khi

bộ kia kết thúc phân phối Vì vậy, hki một piston dừng, piston kia đã

ép và tiếp tục phân phối HV trình bày quá trình hoạt động của bộ tăng

áp này

Để đạt đến giá trị tối ưu thì rất khó khăn Áp suất càng cao thì chất lượng vết cắt càng tốt Áp lực nước phụ thuộc vào vật liệu gia công

- Đường ống, khớp nối và các bộ phận phân phối nứơc tăng áp

Bộ phận này nằm giữa bộ tích và đầu di động Yêu cầu kích thước của hệ thống này phải thay đổi được Ở áp suất thấp thì có thể

sử dụng các vòi cao su, tuy nhiên các ống thép cuộn bằng thép không

gỉ thường đựoc sử dụng hơn Đầu cuối của ống được nối với khớp xoay áp lực cao Các ống được quấn bởi các bao bảo vệ để ngăn ngừa

hư hại trong trừơng hợp ống bị thủng Các van lưu lượng cũng được dùng để giảm khả năng hư hại.

Dụng cụ.

Vòi phun có đường kính 0,1 ÷ 0,4 mm Để có tia nước có đủ năng lượng cho quá trình cắt cần cung cấp một áp suất lên đến 400 MPa và vận tốc phun ra lên đến 900 m/s Lưu chất được tạo áp lực tới mức cần thiết nhờ một bơm thủy lực Đầu phun gồm có đai ốc hãm và vòi phun.

Đai ốc hãm được làm bằng thép không rỉ và vòi phun được làm bằng ngọc bích, hồng ngọc hay kim cương Dùng kim cương thì kéo dài tuổi thọ nhưng giá thành rất cao Hệ thống lọc được sử dụng để tách phoi phát sinh trong quá trình gia công.

Những lưu chất được dùng rộng rãi trong gia công bằng tia nước là các dung dịch polymer, vì chúng có xu hướng tạo thành một dòng kết dính.

Cấu tạo đầu cắt

Đầu cắt

3 Các thông số công nghệ.

Các thông số gia công quan trọng trong gia công bằng tia nước bao gồm : khoảng cách gia công, đường kính lỗ vòi phun, áp suất nước và tốc độ cắt Khoảng cách gia công là khoảng cách giữa đầu vòi phun và bề mặt gia công Thông thường khoảng cách này là nhỏ để tia nước phân tán tới mức tối thiểu trước khi kịp đập vào bề mặt

Khoảng cách gia công điển hình là 3,2mm Kích thước của lỗ vòi phun ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình cắt lỗ vòi Vòi phun nhỏ được sử dụng trên những vật liệu mỏng Đối với những vật liệu dày hơn thì cần có những tia phun dày hơn và áp suất cao hơn Tốc độ cắt thường vào khoảng

từ 5 - 500 mm/s tùy theo độ dày của chi tiết gia công Phương pháp gia công tia nước thường được tự động hoá bằng hệ thống CNC hay người máy công nghiệp Phạm vi gia công : từ 1,6 - 305 mm với độ chính xác là ± 0,13 mm

4 Đặc điểm, ưu điểm và phạm vi ứng dụng:

a Đặc điểm

Gia công bằng tia nước là một phát minh quan trọng của các PPGC đặc biệt cả trong các ứng dụng công nghiệp và trong kiến trúc, phương pháp này phụ thuộc vào vật liệu, chiều dày và độ phức tạp của các đường cắt

Tạo ra lợi nhuận rất lớn nếu so sánh với các PPGC không truyền thống như phương pháp cắt bằng tiện hay cắt bằng tia plasma, tia laser, tia lửa điện Tia nước có thể dùng để cắt các vật liệu tưỏng chừng như không thể gia công bằng những PPGC thông thường được

Những thuận lợi của phương pháp gia công này vượt ra xa sự cạnh tranh về giá cả so với kĩ thuật gia công khác Gia công bằng tia nước cho phép gia công những bề mặt khó khăn và phức tạp như những góc nằm

bên trong, khớp V, những hình dáng kiến trúc nghệ thuật …có thể gia công với độ chính xác ngang hoặc cao hơn các phương pháp cũ Bởi vì quá trình gia công này sử dụng phần mềm CAD do đó có khả năng gia công và lặp lại mà các phương pháp khác không có.

Gia công bằng tia nước có thể gia công các vật liệu tổng hợp, nhựa mà không gặp các sai số do nhiệt, hoặc có sự xuống cấp của các chi tiết cơ khí Không phải trả chi phí cho các dụng cụ hay khuôn mẫu kèm theo.Cắt bằng tia nước là quá trình gia công lạnh và sạch nên loại bỏ hàon toàn các vùng ảnh hưởng nhiệt, khói độc, phân lớp khi đúc, ứng suất nhiệt, lớp biến cứng bề mặt, sự biến dạng của kim loại,…

Dưới đây là một số tính năng đặc biệt của phương pháp gia công bằng tia nước:

- Tính hiệu quả

Quá trình sử dụng CAD/CAM và vết cắt rất nhỏ khi gia công bằng tia nước cho phép chúng ta sử dụng vật liệu đắt tiền một cách hiệu quả như titan, vật liệu tổng hợp và các loại thuỷ tinh quang học Vét cắt hẹp cho phép thu được lợi nhuận tối ưu do sự lắp ráp

có dung sai rất chính xác ±2,54mm tuỳ theo loại vật liệu

- Tính linh hoạt và nhanh chóng xác định đường biên của chi tiết cần

gia công Các đầu dụng cụ cắt bằng nước tự động hoá có thể cắt theo bất kì hướng nào bảo đảm các hình dạng phức tạp luôn luôn được cắt với độ chính xác cao

- Tính kinh tế

Tia nước có thể gia công rất tốt những vật liệu dể gãy như thuỷ tinh với vật liệu này khi gia công với những phương pháp gia công thông thường thì tỷ lệ thất bại rất cao

Không có bề mặt chịu ảnh hưởng nhiệt hoặc bị biến dạng thường gặp ở các phương pháp cắt gọt khác Các nguyên công kế tiếp như là xử lí nhiệt mài hoặc gia công lại là không cần thiết Hình dạng, kích thước sau cùng đạt được chỉ sau một lần gia công.Quá trính gia công bằng tia nước có thể sản xuất hàng loạt do khả năng lặp lại của các phần mềm CAD/CAM

- Giảm thiểu hư hỏng.

Đối với các phương pháp gia công truyền thống, do tồn tại ứng suất dư của quá trình cắt nên các góc không thể cắt được nhưng với phương pháp này các góc có thể cắt được trên các vật liệu dễ

vỡ mà không làm vỡ, nứt chi tiết Cắt bằng tia nước các vật liệu như đá, gốm và sứ thì hiệu quả và sạch sẽ hơn

Bất kì vật hai chiều nào được vẽ trên máy tính đều có thể gia công bằng tia nước Nhiều vật liệu như đá, sứ và thép không gỉ không thể gia công thành các vật thể phức tạp một cách kinh tế ở bất kì cách gia công nào khác.

- Tận dụng tối đa

Dòng nước dùng để cắt rất hẹp giảm thiểu bề rộng của đường cắt, làm tăng phần sử dụng của vật liệu điều này có ảnh hưởng đặc biệt đến giá thành khi cắt các vật liệu đắt tiền như kevlar, teflon…

- Bảo vệ môi trường

Gia công bằng tia nước là một giải pháp mang tính chất môi trường nhất nếu so với các phương pháp gia công phức tạp khác như lasrer, plasma… Quá trình gia công sạch sẽ, không thải ra các hạt mài, bụi bặm, hoá chất gây ô nhiễm không khí Phương pháp này mang theo các vật liệu ăn mòn, không gây ô nhiễm và xả khói như các phương pháp khác

- Gia công đạt độ chính xác cao, bề mặt phẳng

- Không ảnh hưởng nhiệt

- Có thể cắt bất cứ vật liệu nào

- Ít lãng phí chất thải sau gia công

- Môi trường gia công trong sạch

c Phạm vi ứng dụng.

- Gia công cắt : phương pháp gia công bằng tia nước được ứng dụng trong các ngành hàng không, thực phẩm, nghệ thuật đồ họa, công nghiệp ôtô, giày dép, cao su, nhựa, đồ chơi, gỗ, luyện kim, giấy, chế tạo máy…

- Làm sạch bề mặt trong ngành xây dựng và chế tạo máy

Một số vật liệu được cắt bằng tia nước là : các tông, thảm, lie (làm nút chai), giấy, plastic, sản phẩm gỗ, cao su, da, giấy, lá kim loại mỏng, gạch, vật liệu composite… Tùy loại vật liệu mà chiều dày cắt lên đến 25mm và cao hơn So với các phương pháp khác, cắt bằng tia nước có năng suất cao và sạch, nên nó cũng được dùng trong công nghệ thực phẩm để cắt và

thái mỏng sản phẩm Khi đó người ta sử dụng dung dịch chất lỏng là cồn, glyxêrin hoặc dầu ăn.

1 Nguyên lý gia công:

Để tăng khả năng cắt bằng tia nước nhằm cắt các vật liệu cứng như thép, thủy tinh, bê tông hay vật liệu composite…người ta thêm vào tia nước những hạt mài Vì thế phương pháp này được gọi là GC tia nước có hạt mài Nguyên lý của phương pháp này cũng như GC tia nước, nhưng khác ở chỗ trong quá trình hình thành tia nước áp suất cao thì cho thêm vào dòng hạt mài Vận tốc rất cao của dòng tia khi đi qua lỗ phun sẽ tạo chân không để hút các hạt mài từ ống chứa hạt mài, sau đó, hạt mài sẽ trộn với nước trong ống trộn Việc cấp hạt mài trong quá trình GC quyết định năng suất GC

Đối với GC tia nước có hạt mài, khi thêm những hạt mài vào tia nước sẽ làm phức tạp quá trình GC vì phải bổ sung một số và những thông số này phải được điều khiển Những thông số thêm vào cho quá trình là loại hạt mài, cỡ hạt và tốc độ dòng chảy Các loại vật liệu hạt mài thường được sử

dụng là Al2O3, SiO2 và garnet, các cỡ khoảng từ 60:100 Lượng mài được thêm vào trong tia nước xấp xỉ khoảng 0,3kg/phút sau khi thoát ra vòi phun.

Áp suất nước trong GC bằng tia nước có hạt mài giống trong GC bằng tia nước 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 GC tia nước

Phương pháp gia công tia nước hay tia nước có hạt mài có thể sử dụng thay thế cho các PPGC tia laser hay tia plasma nếu cầu không có ảnh hưởng nhiệt đường cắt vật liệu

2 Các thông số cơ bản và thiết bị:

Các thông số cần chú ý khi GC tia nước có hạt mài:

- Tỷ lệ cấp hạt mài

- Đường kính ống trộn

- Đường kính miệng vòi phun

- Áp suất nước trong vòi

- Khả năng cắt vật liệu

- Chiều dày chi tiết

- Chất lượng cần gia công

- Công suất máy bơm

- Biên dạng hình học cần gia công

Các bộ phận chính của một thiết bị GC tia nước có hạt mài cũng giống như GC tia nước, bao gồm các bộ phận chính sau:

- Bộ lọc: làm sạch nước để tăng tuổi thọ hệ thống

- Bộ tăng áp: tăng áp lực của nước

- Bộ phận phân phối nước: đường ống, khớp nối và các bộ phận phân phối nước tăng áp

- Đầu trộn: trộn nước áp lực cao và hạt mài

- Đầu cắt: dẫn hướng tia nước

- Dàn máy NC: định vị đầu cắt

- Bộ phận thu gom nước đã phun

Hình 2.47: Sơ đồ nguyên lí gia công bằng tia nước có hạt mài

Sự chuẩn bị nước –bộ lọc:

Yêu cầu về thành phần của nước: đòi hỏi phải có một chất lượng nhất

định, phải đảm bảo các chỉ tiêu về thành phần hóa học cũng như độ tinh khiết của nước Các nguồn nước khác nhau có chất lượng khác nhau Thông thường, nguồn nước sử dụng cho hệ thống cắt là nguồn nước uống.tuy nhiên nhiều lúc cũng phải sử dụng bộ lọc trong hệ thống nhằm loại bỏ những phần tử cực nhỏ có khả năng gây hại cho hệ thống vòi phun và các bộ phận cao áp Lưu lượng là 1 gallon mỗi phút tại áp lực vòi thông thường

Thực tế cho thấy rằng với bộ lọc sợi 5mF được lắp trên máy đã không bị ăn mòn sau sáu tháng vận hành Trong những tình huống này, những sự thay đổi nhỏ tính chất hóa học của nước cũng có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự chống mài mòn của một số bộ phận trong bơm Sự có mặt của một lượng nhỏ vật liệu rắn trong hạt mài có thể gây nên sự

mài mòn nhanh chóng vòi phun và những điểm khác trong hệ thống nơi mà tốc độ tia nước cao Thêm vào đó, một số chất rắn hòa tan có thể bám vào lỗ vòi phun, dẫn tới sự bao vây dần dần lỗ vòi phun làm giảm hiệu suất phun Trên hệ thống phải có một bơm dùng để dẫn nước qua các bộ lọc 10mF,1mF,0.5mF

Nhiều nơi nguồn nước không thỏa mãn các yêu cầu trên Nếu nguồn nước cung cấp không thỏa đáng thì thiết bị sẽ xảy ra sự cố Ví dụ, nếu lượng CaCO3 trong nước quá cao, nó sẽ kết tủa bên trong vòi phun Có một vài phương pháp xử lý nước khi sử dụng Đơn giản nhất là làm mềm nước như nước sử dụng trong gia đình Phương pháp thứ 2 là thẩm thấu ngược bằng cách sử dụng màng mỏng rất mịn những tạp chất ở kích thước phân tử Phương pháp thứ 3 là khử ion hóa hệ thống dẫn nước làm cho các ion âm như clorua,sunfate được thay thế bằng ion hydroxyl và các ion dương như canxi, natri được thay thế bởi hydro

Hệ thống bơm tăng áp

Hình 2.48: Hệ thống bơm tăng áp

Cũng giống như thiết bị GC tia nước, hệ thống bơm tăng áp dùng để

tạo dòng nước áp suất cao phải liên tục Thường dùng loại bơm piston tăng áp hai tác dụng kiểu thủy lực hơn là loại bơm kiểu trục khuỷu vì áp suất nước sinh ra của bơm piston lớn Thông thường 40,000:345,000kPa

Kinh nghiệm cho thấy, GC tia nước có hạt mài không thật sự cần đủ áp suất 60.000psi cyar bơm tăng áp Hạt mài thực hiện việc cắt gọt trong khi nước đóng vai trò là môi trường để mang hạt mài xuyên qua chi tiết Ngày nay bơm kiểu trục khuỷu dạt áp suất 55,000psi Vì nó đáp ứng được yêu cầu trên, nên ngày càng nhiều máy sử dụng loại bơm này được tung

ra thị trường

Đường ống, khớp nối và các bộ phận phối nước tăng áp:

Bộ phận này nằm giữa bộ tích và đầu di động Yêu cầu kích thước của hệ thống này phải thay đổi được Ở áp suất thấp thì có thể sử dụng các vòi cao su, tuy nhiên các ống thép cuộn bằng thép không gỉ thường được sử dụng hơn Các van lưu lượng cũng được dùng để giảm khả năng hư hại

Đầu trộn:

Hình 2.49: Hình dáng bên ngoài của đầu trộn và vòi phun

Đầu trộn dùng để trộn nước và hạt mài đồng thời cũng để tập trung dòng nước để cắt Đầu trộn là nơi mà vòi phun nước nối đầu nạp hạt mài, buồng trộn và miệng vòi phun hỗn hợp Có ba loại trộn đầu.

-Loại thứ nhất: Có đầu nạp mài ở bên hông, vòi phun nước đồng trục với miệng vòi phun hỗn hợp Loại này có cấu tạo đơn giản nhưng chất lượng hòa trộn hỗn hợp kém Nguyên nhân là do profile vận tốc trong thiết diện ngang của dòng tia không đồng bộ và vì thế các phần tử hạt mài sẽ có khuynh hướng rơi vào sát thành của dòng tia, ở đây vận tốc chậm nhất

- Loại thứ hai: Hạt mài được nạp vào từ trung tâm, nước nạp vào từ xung quanh Loại này, chất lượng hòa trộn tốt nhưng khó chế tạo hơn loại kia Với hai loại này, hạt mài được cấp vòa nhờ trọng lượng của nó

- Loại thứ ba: Hạt mài được cấp vào từ hai bên nhờ khí nén Ống hòa trộn thường được làm bằng các bít vonfram hoặc những loại vật liệu tương tự

Mục đích của việc giảm thiết diện ngang vòi phun tia nước có hạt mài là để tập trung dòng tia trước khi ra khỏi vòi Như vậy tất cả các phần tử hạt mài cùng tốc độ bay đến chi tiết GC Tuy nhiên một phần năng lượng sẽ bị mất đi do hạt mài va chạm vào thành ống chuẩn trực

Có một vài vấn đề trong buồng hòa trộn Trong khi hòa trộn, do bị tác động bởi dòng nước áp lực cao trong buồng hòa trộn nên các hạt mài bị giảm kích thước Sự hòa trộn của các phần tử hạt mài trong dòng tia không đồng đều Do tâm dòng tia là vùng có tốc độ cao nên hầu hết các hạt mài ở vùng biên của dòng tia, một số ít ở tâm Như vậy khả năng cắt thật sự của dòng tia chủ yếu là ở bề mặt ngoài

Vòi phun:

Hình dáng kết cấu của vòi phun phải chịu được áp suất cao và tuân theo nguyên tắc Bernuolli Khi dòng nước đi ra vòi phun, áp suất hạ đến mức khi quyển và vì vậy năng lượng động lực học của dòng chay tăng nghĩa là tốc độ của dòng chảy tăng Vì vậy các phần tử hạt mài sẽ được tăng tốc bởi tia nước Do hạt mài có khối lượng nhất định nên tốc độ của chúng không bằng tốc độ của tia nước Tia nước có tốc độ càng cao thì hạt mài dịch chuyển càng nhanh Khi đó một vòi phun có miệng hình côn là phù hợp nhất

Có ít nhất hai yêu cầu cho sự tạo hình tia nước Thứ nhất là để tăng tốc độ và áp suất của chất lỏng với mục đích tăng tốc cho các phần tử hạt mài, thứ hai là tia nước càng dài, càng thẳng sau khi ra khỏi vòi phun Giả sử rằng nước vòa từ phía bên trái và ra từ phía bên phải của vòi, đưa đến kết quả là gia tăng tốc độ của dòng chất lỏng Mặt nón có góc nghiêng làm giảm diện tích thiết diện ngang của dòng chảy Sau đó chất lỏng đi vào phần hình trụ có chiều dài từ 2:5 lần đường kính