Технология резки металла: Технология резки металлов :: ТОЧМЕХ

Технология резки металлов :: ТОЧМЕХ

Резание металлов сопровождается сложной совокупностью различных деформаций — смятия, сдвига, среза, сопровождающихся трением отделившейся стружки о переднюю поверхность резца и трением поверхности резания о заднюю поверхность резца.

Технология резки и рубки представляет собой сложный процесс. В результате упругопластической деформации при обработке метала, происходящей под воздействием режущего инструмента, образуются новые поверхности.

Основы резания, установка резки остаются постоянными независимо от того, каким инструментом (резцом, фрезой, сверлом) производится обработка; изменяется лишь схема обработки.

Технология обработки материалов включает в себя последовательность действий:

1. инструмент режущей кромкой внедряется в массу заготовки;
2. при своем движении инструмент передней поверхностью давит на верхний слой металла и отрывает его от основной массы заготовки. При этом срезаемый слой претерпевает сложную пластическую деформацию и когда создавшиеся в этом слое напряжения превзойдут прочность металла, происходит относительный сдвиг частиц (скалывание) и образуется элемент стружки.
3. части припуска последовательно переходят в стружки.

Плоскость, в которой происходит скалывание элементов, называется плоскостью скалывания, а угол, образованный этой плоскостью и поверхностью резания — углом скалывания. Величина угла скалывания зависит от свойств материала, геометрии инструмента, режима резания и колеблется в пределах от 145 до 155°. Внутри каждого элемента стружки наблюдаются плоскости скольжения, образующие текстуру стружки.

Пластическая деформация распространяется также вглубь заготовки на некоторую величину, в результате чего возникает наклеп под обработанной поверхностью, образуются остаточные напряжения. Нагрев при резке стали также изменяет свойства срезаемого и поверхностного слоев заготовки.

Деформация металла срезаемого слоя заготовки увеличивается с увеличением его пластичности.

Геометрия резца также влияет на усадку: усадка увеличивается с увеличением радиуса при вершине резца и уменьшается с увеличением углов, а также с применением смазочно-охлаждающих жидкостей.

Технологический процесс обработки вследствие большого давления и высоких температур приводит к образованию в зоне резания наростов из сильно деформированных частиц металла заготовки, временно застаивающихся на передней поверхности резца. В процессе резки метала нарост увеличивается за счет новых наслаивающихся частиц, пока не сорвется и отойдет со стружкой (со стороны передней поверхности резца) или будет увлечен заготовкой со стороны задней поверхности резца). Наросты возникают хаотично (до 200 раз в секунду), частота образования их зависит от пластичности и вязкости обрабатываемого металла, геометрии резца и скорости резания.

Образование наростов оказывает вредное влияние на процесс распиловки металла и качество обработки: увеличивает шероховатость обработанной поверхности, снижает точность обработки, может вызывать вибрации системы станок-приспособление-инструмент-деталь. Рациональная обработка резанием материалов предполагает, что с увеличением скорости резания частота образования наростов уменьшается, а при скорости резания 50-70 м/мин и выше наросты не возникают.

Технология резки металла

В процессе резки металлов врятли возможно избежать различных его деформаций:

• сдвигов,
• смятия,
• срезов,
• изгибов,
• вытяжений.

Так же это процесс сопровождается трение стружки, отделившейся от металла, о переднюю поверхность резца. Задняя поверхность резца соприкасается и создаёт трение с поверхностью резания.

Резка и рубка металла – сложный технологический процесс

Под воздействием режущего инструмента на поверхность происходит упругопластическая деформация, и образуются новые поверхности.

В процессе резки металла может изменяться только схема обработки, а основы резания и установки резки остаются постоянными, вне зависимости от того, каким инструментом производится обработка.

Последовательность действий, входящих в технологию обработки металлов:

• в массу заготовки режущей кромкой внедряется инструмент;
• инструмент начинает движение, давит передней поверхностью на верхний слой металла и отделяет его от основной массы заготовки;
• срезаемый слой проходит сложную деформацию и образуется стружка.

Элемент стружки образуется в тот момент, когда создавшееся в срезаемом слое напряжение превосходит прочность металла, происходит скалывание (относительный сдвиг частиц). Плоскость, в которой происходит скалывание элементов, называют плоскостью скалывания, а угол, который образуется между этой плоскостью и поверхностью резания – углом скалывания.

Угол скалывания выбирают в зависимости от свойств материалов, режима резания и геометрии инструментов. Он может составлять от 145 до 155°. Чем выше пластичность металла, тем большей деформации подвергается его срезаемый слой.

Технологический процесс обработки металла

Вследствие воздействия высоких температур и большого давления, в зоне резания из сильно деформированных металлических частиц заготовки происходит образование наростов. Они временно застаиваются на передней поверхности резца и увеличиваются по мере резки за счёт вновь наслаивающихся частиц.

Достигая определённого размера, наросты срываются и отходят вместе со стружкой. Наросты возникают хаотично, частота их появлений зависит от вязкости и пластичности обрабатываемого металла, скорости резания и геометрии резца.

Наросты оказывают негативное влияние на качество обработки металлоконструкции и процесс ее распиловки. Из-за них могут возникать вибрации в системе, снижаться точность обработки, увеличиваться шероховатость обрабатываемой поверхности.

С точки зрения рациональной обработки, предполагается, что с увеличением скорости резания уменьшается частота образования наростов. А при достижении скорости от 50 метров в минуту наросты не возникают вообще.

Фотогалерея

Способы и технология резки металла

На промышленные предприятия сталь и другие металлы из металлургических комбинатов поступают в виде листов, рулонов и профильного проката. Для изготовления различных изделий из металла необходимо вырезать заготовки заданного размера и формы. Резка – сложный технологический процесс, которые требует соблюдения определенных правил. Необходимо учитывать физические и химические особенности материала, определяющие возможность обработки тем или иным методом.

Главная задача резки – получение максимально точных по форме и размеру заготовок, не требующих сложной и трудоемкой доработки в дальнейшем. Учитывая различия в свойствах сплавов и металлов, в промышленности используются разные методы разрезания материалов. Отличаются они сложностью оборудования, экологичностью процесса, возможностью использования станков с ЧПУ, энергоемкостью. Часть методов можно реализовать только в условиях крупного производства, часть – как в промышленных цехах, так и в домашней мастерской или непосредственно на строительном объекте.

Механические средства

Обработка металла механическими средствами базируется на использовании абразивных кругов, зубчатых пил, линейных резаков и гильотин. При механической обработке во взаимодействие вступают рабочая часть инструмента и металл. В результате такого контакта заготовка разрушается в узкой области реза под действием различных сил.

Если это отрезной диск, то на металл действуют абразивные частицы, из которых он состоит. В зоне контакта возникает большая сила трения, разогревающая материал. Абразивные частицы, впрессованные в бакелитовую основу, действую как зубья пилы, вырывая фрагменты вещества и прорезая в нем сквозную канавку. Зона выгорания и разрушения материала достаточно тонкая – не более 2 мм. Но резать при помощи кругов металл можно только по прямой линии, иначе инструмент разрушится.

Абразивные круги применяются при:

• раскрое листов стали;
• резке труб, круглых и профильных;
• срезании болтов и шпилек;
• разборке конструкций из труб и швеллера.

Инструмент для резки кругами – болгарка (углошлифовальная машина), отрезной станок.

Второй популярный способ механической обработки – рубка. Для раскроя листового металла используются стационарное оборудование – гидравлические прессы, ножницы, гильотины сабельного типа. Здесь процесс осуществляется за счет воздействия большой силы на заостренное лезвие, соприкасается с материалом. Промышленные станки оборудуются гидравлическим, пневматическим или электрическим приводом.

Для обработки металла в условиях небольшой мастерской или на строительном объекте используются ручные станки, действующие по тому же принципу. Только лезвия приводятся в действие от мускульной силы человека. Для резки тонкого листа и вырезания мелких деталей используют ручные ножницы и роликовые резаки. Часть из ручного инструмента оборудуется электроприводом, позволяющим разрезать заготовку по сложному контуру.

Для профильного проката и листов черного и цветного металлов также используют станки с ленточными пилами и ручные электролобзики. Ленточными пилами оснащаются промышленные станки для прямолинейной и фигурной резки. Оборудование обеспечивает высокую скорость и обладает большим количеством настроек под определенный тип металла.

Особенность резки ножницами и прессами – возможность обработки листов с цинковым и полимерным покрытием. В отличие от отрезного круга, лезвия не нагревают металл в зоне реза и не нарушают целостности и химической структуры покрытия.

Промышленные станки

В крупных металлообрабатывающих мастерских и цехах, кроме механических, используется ряд других, более продуктивных и точных методов резки металла. В качестве режущего инструмента используются:

• плазма;
• лазерный луч;
• пламя;
• струя воды под давлением.

Это исключительно промышленные методы, которые не используются в быту и кустарных мастерских, кроме газовой резки. Они требуют сложного и дорогого оборудования, расходуют много электроэнергии и окупают себя только при постоянной загрузке мощностей.

Плазменная резка

Один из самых продуктивных методов раскроя. В качестве рабочего инструмента выступает струя раскаленного газа, нагретого до температуры 5000–30 000 ^оС. Поток ионизированного газа разгоняется в электрическом поле до скорости около 1500 м/с и расплавляет металл в узкой зоне линии реза. Расплав выдувается потоком плазмы, не успевая образовать наплывов и швов, а кромки детали охлаждаются водой и за счет этого не нагреваются и не изменяют структуру.

Плазменная резка обеспечивает высокую точность линий и гладкость кромок. Полученные детали не нуждаются в дополнительной механической обработке. Промышленное оборудование с ЧПУ позволяет резать металлы и неметаллы толщиной до 200 мм. Используется в крупносерийном производстве и изготовлении сложных по конфигурации штучных деталей.

Лазерная резка

Рабочий инструмент такого оборудования – высокоэнергетический монохроматичный лазерный луч. Излучаемый лазером свет попадает на металл, прогревает его в узкой зоне до температуры намного выше точки плавления и испаряет его. Продукты горения удаляются струей инертного газа, исключающего окисление кромок раскаленного металла, или охлаждающей жидкостью.

Отсутствие механического контакта с заготовкой позволяет резать тонкие листы, хрупкие материалы и добиваться исключительно точной линии контура детали. Возможность поворота лазерного излучателя под любым углом позволяет создавать заготовки криволинейной конфигурации. Лазерный луч действует на токопроводящие металлы и диэлектрики, независимо от их электрического сопротивления. Это делает метод лазерной резки по-настоящему универсальным.

Для проведения таких работ обратитесь в компанию «Лазеры и технологии». Мы специализируемся на обработке лазером металлов и других материалов. У нас большой парк оборудования для решения самых сложных задач. В станках используются лазерные, а также твердотельные, волоконные и газовые источники.

Гидроабразивная резка

Сложный метод металлообработки с высокой степенью механического воздействия на заготовку. В роли рабочего инструмента выступает струя воды под давлением до 6200 бар. В жидкость добавлены мельчайшие частицы минеральных веществ высокой твердости, выступающие в роли абразива. Вода закачивается специальными насосами в рабочую головку с соплом, откуда вырывается в заданном направлении.

Использование ЧПУ в промышленных станках позволяет добиться высочайшей точности линии реза, сравнимой с лазерной обработкой. В отличие от плазмы и лазера, гидроабразивная резка не предполагает нагревания металла. Это «холодный» процесс, исключающий химические преобразования в структуре металлов и сплавов. На линии реза отсутствует окалина и зона остаточных деформаций.

Точность гидроабразивной резки достигает 0,1 мм. Как и лазер, струя воды позволяет получать детали сложных контуров без дополнительной обработки механическими инструментами. Кроме стали и цветных металлов, гидроабразивной резкой можно обрабатывать камень, полимеры и другие твердые материалы. Одна из особенностей этого метода – возможность резки под углом к горизонту. Отдельные модели станков рассчитаны на отклонение головки до 50 градусов от вертикали.

Газовая резка

Рабочим инструментом выступает струя пламени, получающаяся от горения пропана, ацетилена или другого газа в смеси с кислородом. Температура горения струи выше точки плавления металла, но ниже, чем создаваемая плазмой или лазером. Это определяет использование газопламенной резки в работах, где не требуется высокая скорость и точность, например, при демонтаже металлоконструкций, заготовке металлолома, подготовке труб к сварке. При газовой резке образуется много продуктов горения, поэтому производится она на открытом пространстве или в помещениях с принудительной вентиляцией. Автоматизировать такой вид резки очень сложно, преимущественно используются установки с ручными газовыми резаками.

Резка электродами

Как вспомогательный метод резки металла, особенно труб и проката, используется сварка ММА покрытыми электродами. Такой способ достаточно энергозатратный, особенно с применением аппаратов трансформаторного типа, но в определенных условиях не теряет актуальности. Часто резка электродами применяется на строительных площадках, линиях прокладки магистральных трубопроводов, на буровых и других полевых объектах.

Виды резки металла — обзор современных технологий

Сейчас мы познакомим вас с основными способами резки металла, об их преимуществах и сферах применения. Более подробно читайте далее.

Раскрой металлических листов и производство заготовок заданных размеров из профильного проката требует выполнения определенных операций по специальным технологиям. Прочность, хрупкость, термостойкость, уровень электропроводимости и химический состав сплава при этом непременно учитываются. Обработка должна обеспечить получение деталей максимально точного размера без нарушения основных его свойств.

Для наиболее качественного выполнения этих задач разработаны различные виды резки металла, отличающиеся как сложностью технологии, так и универсальностью применения. Большинство из видов резки реализуются в на промышленном оборудовании, отличающимся сложностью устройства, высокой продуктивностью и возможностью установки систем ЧПУ. Но есть ряд способов резки, которые можно реализовать и с помощью портативных станков и приспособлений в небольшой мастерской, домашнем гараже или непосредственно на объекте, где производится монтаж металлоконструкций.

В этой статье вы можете познакомиться с основными способами резки металла, узнать об их преимуществах и сферах применения. Более подробно виды металлообработки резкой рассмотрены в специальных статьях рубрики, каждая из которых посвящена конкретному способу и оборудованию, которое при этом применяется.

Промышленные виды резки металла

Наиболее популярны технологии резки, позволяющие производить максимальное количество деталей высокой точности за короткий промежуток времени. На крупных предприятиях чаще всего используются:

• плазменная;
• лазерная;
• газовая;
• гидроабразивная
• резка металла на станках с ЧПУ

Плазменная резка — обработка токопроводящих металлов и диэлектриков любой твердости струей раскаленного газа (плазмы) при температуре 5-30 тысяч градусов Цельсия, разогнанной электрическим полем до скорости около 1500 м/с. Режется, в основном, листовой металл толщиной до 200 мм. После прохода струи плазмы получается очень тонкий, ровный и гладкий разрез, не требующий дополнительной обработки кромок. Технология плазменной резки одна из самых точных и быстрых. Прилегающая к разрезу зона металла не перегревается и структура ее не нарушается.

Технология лазерной резки

Лазерная резка — не уступает по точности обработке плазмой. В этом случае рабочим органом выступает мощный лазерный луч высокой точности фокусировки. Металл мгновенно плавиться, сгорает и испаряется, оставляя чистый узкий рез. Если производится обработка листов толщиной более 15 мм, то зона реза дополнительно обдувается инертным газом, воздухом или охлаждается водой. Чаще всего применяется лазерная резка при изготовлении сложных по контуру деталей из цветных металлов, сплавов и сталей толщиной 12-20 мм. Преимущество — возможность резки сверхтонких и очень хрупких материалов.

Гидроабразивная резка, в отличие от предыдущих способов, предусматривает механическое, а не термическое воздействие. Но резцом выступает обычная вода в смеси с абразивным порошком, подающаяся под высоким давлением. Обеспечивает рез толщиной не более 0,5-1,5 мм на листах толщиной до 300 мм. При этом весь процесс происходит при температурах не выше 90 ⁰С, что полностью исключает термические изменения структуры металла и выделение горячих паров, опасных для человека.

Гидроабразивная резка металла на станках ЧПУ позволяет обрабатывать пакеты из нескольких листов, что очень удобно при крупносерийном производстве. Недостаток — возможность коррозионных воздействий.

Газовая резка металла, как и резка сваркой (электродной), предполагает воздействие на материал температуры, которая значительно выше точки плавления в ограниченной зоне действия кислородно-пропанового потока. Отличается невысокой точностью реза, но не требует чрезмерно сложного оборудования и может производиться в любых условиях. Резка электродами приносит те же результаты, но требует подключения оборудования к электросети.

Механическая резка металла

Для изготовления различных деталей методом резки можно также использовать механические резаки, прессы, пилы, абразивные круги. Безогневая резка применяется на трубопроводах, по которым перекачивается газ, нефть или продукты ГСМ. Технология резки металла, при которой используется исключительно механическое воздействие, широко распространена как в промышленности, так и на полупрофессиональном и бытовом уровне.

Отрезные станки с дисковыми пилами (кругами) производятся как в виде ручного инструмента (болгарки), так и в виде стационарного или мобильного оборудования. Резка труб, профиля и листа производится путем воздействия вращающегося с большой скоростью абразивного круга на металл, при котором возникает большая сила трения, приводящая к нагреванию и выгоранию металла в зоне контакта.

Резать можно с высокой точностью (толщина реза всего 1-2 мм) и с высокой скоростью. Очень удобны такие станки при изготовлении строительных и водопроводных конструкций, в ремонтных работах.

Вторым по популярности способом механического раскроя листа является рубка металла. Горизонтально расположенный нож прижимается к листу с большой силой и разрушает его в зоне контакта. Работает пресс как обычные ножницы с двумя скользящими мимо лезвиями. Усилие создается гидравликой, пневматикой или эксцентриковым механизмом.

Мощные гидравлические и пневматические ножницы (гильотины) могут справиться со сталью или другими сплавами высокой прочности толщиной в несколько сантиметров. Недостатком такого метода является невозможность обработки хрупких и недостаточно пластичных металлов, их лучше резать лазером, плазмой или иным инструментом. Важным преимуществом гильотин является возможность установки программного управления для повышения скорости работы и точности выполнения операций.

В это же время резка и рубка профлиста может выполняться на переносных сабельных гильотинах, которые можно установить непосредственно на объекте — они не требуют подключения к сети и приводятся в движение только силой руки или ноги человека. Особенности материала — наличие оцинковки и полимерного покрытия, ограничивает использование болгарок, плазморезов или других инструментов, предполагающих нагревание до высокой температуры. При этом разрушается покрытие и в зоне реза возникают трудноустранимые очаги коррозии.

Резка металлочерепицы возможна только механическим способом. При продольной резке вдоль профиля можно использовать роликовый резак или специальные ножницы по металлу. Диагональная и продольно-поперечная резка возможна только при помощи специальных инструментов — электроножниц по металлу со специальными насадками.

Данная статья предлагается в качестве предварительного обзора чаще всего применяющихся на практике в промышленных и домашних условиях видов резки листового и профильного металла. Более подробно об их применении в конкретных условиях вы можете узнать в соответствующих рубриках сайта.

Своим опытом в сфере резки металла предлагаем поделиться на нашем сайте в разделе «Комментарии». Ждем также ваших обзоров конкретного оборудования, которым вы пользуетесь. Нас и наших читателей интересует как мнение профессионалов, так и любителей работать с металлом.

Оптимальный метод резки листового металла

Оптимальный метод резки листового металла

Газокислородная, плазменная, лазерная или гидроабразивная резка

Разрезать лист из низкоуглеродистой стали можно различными способами, которые в разной степени приспособлены для автоматической резки. Некоторые методы лучше подходят для тонких листов, некоторые — для толстых. Одни из них быстрые, другие — медленные. Существуют экономичные и дорогие методы. Кроме того, какие-то методы резки обеспечивают высокую точность, а какие-то — нет. В этой статье приведен краткий обзор четырех основных методов резки, которые используются на станках фигурной резки с ЧПУ, сравниваются слабые и сильные стороны каждого из этих процессов, а также предлагается несколько критериев, на основе которых можно подобрать оптимальный вариант для конкретной ситуации.

Газокислородная резка
Резка с использованием газокислородной горелки, или газопламенная резка, — самый старый способ резки низкоуглеродистой стали. Эта технология считается простой, а оборудование и расходные материалы для нее сравнительно недорогие. Газокислородная горелка может прорезать очень толстый лист, и ее режущая способность ограничена главным образом объемом подаваемого кислорода. Этот метод позволяет разрезать сталь толщиной 900 и даже 1200 мм. Однако, когда речь идет о фигурной резке , основная часть работ выполняется на заготовках толщиной не более 300 мм.

Правильно отрегулированная газокислородная горелка обеспечивает гладкую и ровную поверхность реза. При этом на нижнем краю образуется небольшое количество шлака, а верхний оказывается немного скруглен из-за воздействия подогревающего пламени. Такая поверхность подходит для различных сфер применения , без дополнительной обработки.

Газокислородная резка оптимальна для листов толщиной более 25 мм, но с определенными сложностями ее можно использовать и на более тонких листах (до 6-8 мм). Это относительно медленный процесс: скорость резки по материалу толщиной 25 мм составляет примерно 500 мм/мин. Еще одним достоинством газокислородной технологии является возможность использовать сразу несколько горелок, что позволяет кратно повысить производительность.

Плазменная резка
Плазменно-дуговая технология отлично подходит для резки пластин из низкоуглеродистой стали. Ее скорость существенно выше, чем скорость газокислородной резки, однако при этом приходится жертвовать качеством краев. Именно в этом и заключается сложность плазменной технологии. С точки зрения качества краев существует оптимальный диапазон толщины материала, которая, в зависимости от тока резки, должна составлять от 6 до 40 мм. Общая прямота среза ухудшается на слишком тонких и толстых листах, толщина которых выходит за пределы указанного диапазона, хотя края при этом могут оставаться достаточно гладкими, а количество окалины — небольшим.

Плазменное оборудование обходится дороже газокислородной горелки, так как для работы всей системы необходимо питание, водяное охлаждение (в системах с силой тока выше 100 А), система управления подачей газа, провода для горелки, соединительные шланги и кабели, а также сама горелка. Однако более высокая производительность плазменной резки по сравнению с газокислородной в перспективе компенсирует повышенную стоимость системы.

При плазменной резке можно использовать несколько горелок, но из-за их высокой стоимости обычно ограничиваются двумя. Тем не менее некоторые заказчики устанавливают на одной машине три или даже четыре плазменные системы: как правило, это крупные производители, на технологических линиях которых выполняется резка большого количества деталей.

Лазерная резка
Лазерная технология подходит для резки низкоуглеродистой стали толщиной до 30 мм. При толщине материала более 25 мм для надежной работы системы необходимо в точности соблюдать все параметры, включая характеристики материала (сталь, пригодная для лазерной резки), чистоту газа, состояние сопла и качество луча.

Лазерная резка — не очень быстрый процесс, так как на низкоуглеродистой стали он фактически сводится к прожиганию листа сфокусированным лазерным лучом вместо использования подогревающего пламени. В связи с этим скорость резки ограничена скоростью химической реакции между железом и кислородом. Лазерная резка — очень точный метод. При ее выполнении создается узкий рез, что позволяет соблюдать высокую точность контура и делать точные небольшие отверстия. Качество краев обычно очень высокое, с крайне небольшими зазубринами и линиями сдвига, очень прямыми краями и практически полным отсутствием окалины.

Еще одним достоинством лазерной технологии является надежность. Расходные материалы эксплуатируются долго, а уровень автоматизации процесса очень высокий, поэтому многие операции, связанные с лазерной резкой, не требуют пристального внимания. Например, вы можете установить на стол лист металла размером 3000 x 1200 мм толщиной 12 мм, запустить систему и уйти домой. Вернувшись утром, вы обнаружите сотни нарезанных деталей, готовых к разгрузке.

Из-за сложностей, связанных с переносом луча, CO2-лазеры не позволяют использовать на одной машине по несколько режущих головок. Однако с волоконными лазерами такая возможность появляется.

Гидроабразивная резка
Гидроабразивная технология также отлично подходит для резки низкоуглеродистой стали и обеспечивает гладкий и исключительно точный срез. Точность гидроабразивной резки может быть выше, чем лазерной, так как при использовании гидроабразивной технологии формируются более гладкие края и отсутствует тепловая деформация. Кроме того, для гидроабразивной технологии отсутствуют ограничения по толщине, характерные для лазерного и плазменного методов. Практическим ограничением при гидроабразивной резке является толщина материала 150–200 мм. Это связано со временем, которое затрачивается на прорезание такого листа, и постепенным отклонением водяной струи.

Недостатком гидроабразивной резки является стоимость. Начальные расходы на приобретение оборудования обычно чуть выше, чем на системы плазменной резки (из-за высокой стоимости насоса, повышающего давление), но ниже, чем на лазерные системы. Однако цена одного часа работы гидроабразивной системы намного выше (главным образом из-за стоимости абразивных частиц, которые подаются вместе с водой в зону реза).

Гидроабразивная технология также позволяет выполнять резку несколькими головками, причем даже с одним повышающим давление насосом. При этом каждая следующая режущая головка требует повышенного расхода воды: для этого необходим либо более мощный насос, либо меньшее отверстие.

Критерии выбора

Как же выбрать оптимальный метод резки?

1. Начните с толщины.

• Для резки материала толщиной до 20 мм используйте лазерный метод.
• Для резки материала толщиной до 30 мм используйте плазменный или лазерный метод.
• Для резки материала толщиной до 65 мм используйте гидроабразивный или плазменный метод.
• Для резки материала толщиной более 200 мм используйте газокислородный метод.
• Для резки материала толщиной более 50 мм используйте газокислородный или гидроабразивный метод.
• Для резки материала толщиной более 30 мм используйте плазменный, газокислородный или гидроабразивный метод.

2. Оцените свои требования к точности и качеству краев.

• Приемлемо ли для вас качество краев, обеспечиваемое плазменной технологией? На большинстве видов производства вполне достаточно качества реза, которого можно добиться с помощью плазменной резки.
• Приемлема ли для вас зона теплового воздействия, характерная для газокислородной, плазменной или лазерной технологии? Если нет, используйте гидроабразивную резку.

3. Подумайте, что для вас важнее: производительность или стоимость?

• Если уровень производительности важнее, откажитесь от гидроабразивной технологии.
• Если основной фактор — малые начальные вложения и низкая стоимость эксплуатации, обратите внимание на газокислородную резку.

Дополнительные критерии выбора

Допустимость дополнительных операций

• Допустимо ли для вас образование окалины на нижней части пластины? Если нет, используйте гидроабразивную или лазерную резку.
• Требуется ли при дополнительных операциях идеальная округлость отверстий? Если да, используйте гидроабразивную или лазерную резку.

Возможность использования нескольких инструментов

Допускают ли детали возможность резки с использованием двух, четырех или большего числа горелок? Если да, то газокислородная технология будет более эффективной, чем плазменная и лазерная. Использование нескольких плазменных горелок допустимо, однако начальные затраты на оборудование в этом случае существенно повышаются. При гидроабразивной резке можно использовать несколько режущих сопел с одним повышающим давление насосом (однако для этого придется приобрести насос с производительностью, достаточной для обслуживания нескольких головок). Традиционным ограничением лазерной резки является возможность использования только одной режущей головки, хотя волоконные лазеры поддерживают одновременную резку несколькими головками.

Дополнительные сложности
Еще одним фактором, который способен оказать значительное влияние, является возможность резки с одновременным применением нескольких технологий для одной детали. С логической точки зрения лучше всего сочетаются гидроабразивная и плазменная или гидроабразивная и газокислородная технологии. Новая технология волоконных лазеров теперь также позволяет сочетать лазерную и плазменную или лазерную и газокислородную технологии. Преимуществом использования нескольких процессов является возможность медленной и точной резки по одним контурам при быстрой и более дешевой резке по остальным. Результат — необходимая точность деталей при более низких расходах, чем в ситуации, когда для обработки всей детали используется высокоточный процесс.

Заключение
Из-за пересекающихся диапазонов допустимой толщины листа и сходных возможностей четырех представленных технологий выбрать метод резки низкоуглеродистой стали бывает непросто. По этой причине производители и сервисные центры, которые работают со стальными изделиями и выполняют резку различных материалов, часто выбирают станки, поддерживающие не менее двух технологий резки. Иногда единственный способ подобрать оптимальный процесс для той или иной детали — попробовать несколько вариантов и сравнить результаты.

Технология резки металла

Технологии резки металла

   Резка металла может осуществляться ножовочным полотном, преимуществом данного метода является простота обслуживания станков, большие затраты на выполнение резки малые отходы разрезаемого металла. К недостаткам отнесем низкую стойкость полотен, а также и низкую производительность. Ширина реза на таких ножовочных станках составляет 2-4мм.

   Шаг зубьев полотен используют в зависимости от размеров и твердости заготовок металла. Ножовочные полотна с мелким зубом используются для разрезки тонкостенных и небольших в сечении заготовок из твердых металлов. Полотна с крупным зубом используют для резки заготовок большого сечения из мягкого металла.

   Стальной материал крепят в зажимы (тиски) с плоскими губками. Круглые цельные прутки диаметром менее 50мм крепят губками с V – образными врезками, что позволяет зажимать несколько прутков и заготовки других профилей при пакетном резании. Материал вместе с зажимным механизмом можно вращать вокруг оси, для угловой резки под 0, 45, 90, 135 гр.

Резка металла на ленточно-отрезных станках

   Ленточная пила, используемая для резки металла, имеет тонкое ножовочное полотно, а также большее число зубьев, работающее на более интенсивное резание. Само полотно у ленточных пил по торцам спаяно заодно, чем превращено в одну бесконечную пилу. Вращательное движение ножовочного полотна ленточной пилы исключает непроизводительный обратной ход, так как оно движется в одном направлении. Ленточные пилы – это самый высокоэкономичный и наиболее производительный режущий инструмент.

Резка металла на токарно – отрезных станках

   Заготовки типа тел вращения изготавливают из прутков горячекатаной или холоднотянутой стали. Режущим инструментом служат модернизированные быстрорежущие и твердосплавные резцы. Резка осуществляется на токарных отрезных двухсуппортных станках, полуавтоматических и автоматах. При этом используют специальное устройство, которое автоматически поддерживает скорость резания, что экономит время на 30 %. Недостатком такой резки будет достаточно широкий рез, равный 4-9мм. Преимущества – универсальность и дешевизна, легкость и простота обслуживания.

Резка металла с применением гильотин

   Для качественно быстрого раскроя листового металла заводами и металлообрабатывающими предприятиями используются гильотины – специальные гильотинные ножницы для рубки металла. Гильотины бывают  ручные, электромеханические, пневматические, гидравлические. Данное оборудование, кроме ручных, может быть оснащено дополнительными возможностями и сложной электроникой.

   Принцип работы гильотинных ножниц не сложный. В рабочую зону между верхними и нижними ножами размещают разрезаемый металлический лист, с помощью прижимного механизма дополнительно прижимают материал, верхний нож спускается и происходит разрезание (разрубка) листового металла. Важным для использования гильотинной резки металла является получение готового изделия с ровной кромкой среза. Без заусениц и замятий по краям. Гильотины способны разрубать листовой металл толщиной до 40мм. Резку на гильотине осуществляют по размеченному металлу или при помощи имеющегося упора.

основы технологии и главные преимущества

Лазерная резка металла является на сегодняшний день, пожалуй, самым передовым и технологичным способом обработки металлов. Технология резки основывается на том, что обрабатываемая поверхность материала подвергается мощному воздействию лазера определенной длины волны.

Плазменная резка Устройство технологического оборудования для лазерной обработки металла довольно сложное и нет необходимости в его глубоком описании. Есть смысл лишь отметить базовые преимущества данного способа. В первую очередь, это наименьшая среди всех способов резки ширина реза. Она действительно небольшая, всего 0,1 мм, что не может не впечатлять.

Эффективный этот способ и при разрезании листового металла. При таком способе качество обрабатываемых поверхностей очень хорошее и производительность достаточно высокая. Как известно, при других способах резки имеют место статические и динамические напряжения на поверхности металла. Так вот, при лазерной резке они отсутствуют. Так как световой поток лазера сфокусирован в конкретной точке обрабатываемой поверхности этому способу резки присуща высокая точность выполняемых работ.

В качестве преимущества при резке лазером можно назвать то, что края заготовок при осуществлении резки выходят гладкими и ровными, заусенцы на краях отсутствуют. Только некоторый оттенок или след на металле, который образуется в процессе резки из-за воздействия высокой температуры, может немножко ухудшить общее впечатление. Этот способ подойдет, когда необходимо сделать важную деталь очень точно и без последующего механического воздействия.

Лазерный луч используют для обработки металла сечением 15-20 мм. Вместе с тем, наибольшую эффективность и лучшее качество работы лазер демонстрирует при обработке деталей толщиной до 6 мм.

Сварочное производствоСреди недостатков данного способа следует выделить такие. В первую очередь, это невысокий КПД лазера, который находится в пределах всего 15%. Такой показатель не позволяет эффективно работать с сечением больше 12 мм. Лазерная резка не может быть использована для резки алюминия и титана, с материалами, которые имеют высокий коэффициент отражения (например, высоколегированные стали). То есть, лазерная резка не предназначена для абсолютно всех материалов. И последнее. Ограничением места использования данного способа есть достаточно сильная зависимость толщины обрабатываемого материала от мощности лазера.

Какие еще уникальные возможности есть у лазерной резки? Безусловно, это возможность совершать не только прямолинейную резку, но и делать фигурные резы различной произвольной формы, чего нет у других методов. Немаловажно отметить, что данному способу присуща возможность автоматизировать процесс резки и исключить так называемый «человеческий фактор». При резке лазеров расходуется только электроэнергия, использовать другие расходные материалы нет необходимости. Лазерный способ так же предпочтительнее при обработке деформированных деталей и заготовок.

Применяя лазерную обработку на практике, можно получать не только прямолинейные и фигурные срезы. Лазеры можно использовать по-разному. Их применяют, когда деталям необходимо придать привлекательный внешний вид с глянцевой поверхностью, когда есть необходимость фрезеровать детали или делать в них пазы.

Таким образом, лазерная обработка металлов является современным и высокоэффективным способом, хотя и отличается дороговизной производства.

Технология резки металла, Технология обработки, Технология удаления материалов,

MATEL CUTTING TECHNOLOGY

Технология резки материалов — это производственный процесс, в котором режущий инструмент используется для удаления материала с обрабатываемой детали.
Таким образом, оставшийся материал приобретает желаемую окончательную форму и размер за счет контролируемых процессов удаления материала.
Процесс обработки контролируется детальным чертежом. Обработка — это семейство процессов.Общими особенностями обработки являются использование режущих инструментов для образования стружки, которая удаляется с обрабатываемой детали.
При производстве металлические детали часто требуют механической обработки. Само режущее действие представляет собой деформацию сдвига на обрабатываемой детали.
Механическая обработка может применяться к широкому спектру рабочих материалов, включая твердые металлы, пластмассы и пластмассовые композиты,
древесина и даже большая часть керамики, несмотря на их высокую твердость и хрупкость и т. д.

Для удаления материала детали (для выполнения операций резания) требуются относительные движения
между режущими инструментами и деталью.Относительное движение представляет собой комбинацию первичного движения, называемого скоростью резания (v)
и вторичный механизм под названием Feed (f) . Кроме того, проникновение режущих инструментов ниже исходной рабочей поверхности ограничено.
называется DOC (Глубина резания (d)) Условия резания могут быть определены как комбинация скорости, подачи и DOC.

Обработка может выполняться режущими инструментами. Процесс обработки начинается с удержания режущих инструментов на соответствующем держателе,
расположите режущие инструменты относительно работы и обеспечьте мощность для процесса обработки с соответствующей скоростью, подачей и глубиной резания.Станки (фрезерные, токарные и т. Д.) Вызывают движение обрабатываемой детали и режущего инструмента, которое приводит к резке обрабатываемой детали.
Как правило, каждый режущий инструмент имеет определенную форму, такую ​​как плоская плоскость, отверстия, цилиндры и т. Д. Управляя режущими инструментами, рабочей частью,
и условий резания, станки позволяют изготавливать детали с большой точностью и повторяемостью до
заданные допуски на чертеже детали.

Операции по удалению материала обычно делятся на две категории: различаются по назначению и условиям резания:
Черновая и чистовая обработка .При производственной обработке детали обычно выполняются один или несколько черновых проходов.
с последующим одним или двумя чистовыми надрезами. Черновые пропилы используются для удаления большого количества материала с исходной детали.
как можно быстрее, чтобы получить форму, близкую к желаемой, с заданными допусками, но оставив некоторое количество материала
на детали для последующей отделочной операции. Черновые операции выполняются на высоких и медленных подачах. Скорость резки
ниже при черновой обработке, чем при чистовой.Чистовые пропилы используются для завершения детали для достижения окончательных размеров, допусков,
и отделка поверхности.

Теория технологии удаления материала; пластически деформировать металлический материал твердым инструментом, чтобы
для получения желаемой физической формы и свойств. Физические явления при обработке металлов: пластическое течение, разрушение, трение,
тепло, молекулярная диффузия, вибрация, соотношение сил между режущим инструментом и деталью, усилие сдвига инструмента и т. д.Категории удаления материала: механическая обработка; удаление материала острым режущим инструментом, например, токарная обработка, фрезерование, сверление и т. д.
Абразивные процессы; удаление материала твердыми абразивными частицами, например шлифовка. Нетрадиционные процессы; различная энергия
формы, отличные от острого режущего инструмента для удаления материала. Категории удаления материалов не будут ограничены, шаги, указанные выше.
Удаление материала может быть выполнено с помощью лазера, гидроабразивной резки, электроэрозионной обработки и т. Д.

Режущие инструменты Геометрия, основы и определения.

Внедрение результатов любого исследования по трибологии (наука и технология трения,
смазка и износ; чаще всего применяется при конструировании подшипников) наука и техника трения, смазки и износа;
Чаще всего применяется при проектировании подшипников резки металла в нужном направлении, Производитель должен четко понимать
геометрия используемого режущего инструмента. Правильное понимание геометрии режущего инструмента позволяет определить ориентацию
режущая кромка, передняя и боковая поверхности по отношению к скорости резания, так что фактические передние, боковые и боковые углы наклона
могут быть найдены для любой заданной точки режущих кромок, несмотря на существование национальных стандартов и стандартов ISO на геометрию инструмента.

Есть два основных типа металлорежущих инструментов: одноточечные инструменты и инструменты с несколькими режущими кромками.
У одноточечного инструмента одна режущая кромка. Во время обработки острие инструмента проникает под исходную заготовку.
поверхность детали. Острие обычно округляют до определенного радиуса, называемого радиусом при вершине. Множественный передовой
инструменты имеют более одной режущей кромки. Машинисты используют одноточечные режущие инструменты в таких операциях, как токарная обработка и многоточечные токарные операции.
инструменты в таких операциях, как пиление.Режущий инструмент имеет одну или несколько острых режущих кромок. Режущая кромка служит для отделения стружки
из исходного рабочего материала. С режущей кромкой соединены две поверхности инструмента: передняя и боковая.
Передняя поверхность, которая направляет поток вновь образованной стружки, ориентирована под определенным углом, который называется передним углом.
Угол измеряется относительно плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности. Передний угол может быть отрицательным или положительным.
Боковая поверхность инструмента обеспечивает зазор между инструментом и вновь созданной рабочей поверхностью,
таким образом защищая поверхность от истирания, которое может ухудшить качество отделки.Эта боковая поверхность ориентирована
Угол называется рельефным углом .

На следующем рисунке показан пример процесса ортогональной резки.

При токарной обработке, растачивании, нарезании резьбы, профилировании и строгании используются одноточечные инструменты для удаления металла.
При токарной обработке цилиндрическая деталь вращается, а затем режущий инструмент перемещается по внешней поверхности.
Заправка резьбы создает спираль на внешней стороне цилиндрической детали.При растачивании режущий инструмент вставляется в
конец цилиндрической заготовки для внутренних надрезов. Операции формования и планирования создают плоские поверхности.

При фрезеровании, сверлении, развертывании, нарезании резьбы и протяжке используются многоточечные режущие инструменты.
Фрезерование удаляет металл с плоской поверхности детали. Для сверления используется длинный инструмент с режущей кромкой.
наконечники и закрученные канавки для создания отверстий. Для обработки поверхности отверстия при развертке используется инструмент, похожий на сверло.
это уже пробурено.Для нарезания внутренней резьбы в отверстии используется резьбовой инструмент.
Для протяжки используется инструмент, похожий на пилу, чтобы вырезать и обработать кромку или отверстие за один проход инструмента.
Чтобы образовалась стружка, режущие инструменты должны быть тверже, чем разрезаемый металл. Чтобы добиться этих свойств,
Режущие инструменты в основном изготавливаются из инструментальных сталей или карбидов. Эти инструменты также должны быть прочными и достаточно жесткими, чтобы выдерживать силы резания.

ортогональный процесс резки или двухмерный — это простейшая операция резки.Это инструмент, в котором инструмент с прямой кромкой движется с постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном
к режущей кромке инструмента. Токарная обработка является примером применения одноточечного режущего инструмента.
На следующем рисунке показан пример процесса одноточечной резки.

Разбираемся в технологиях резки металла

В мире металлообработки часто звучит вопрос: какая технология резки металла имеет наибольший смысл?

К сожалению, ответ на вопрос не может быть покрыт одним простым утверждением.Ответ зависит от разрезаемого металла, толщины металла, того, как заказчик определяет качество резки и насколько быстро должна быть выполнена работа.

При таком большом количестве переменных что делать начальнику цеха металлообработки, когда он пытается провести честное сравнение технологий? Производители станков осознают путаницу, с которой могут столкнуться производители, и поэтому прямое сравнение технологий резки металла имеет такой смысл. Те же детали, одинаковые сценарии затрат и разные результаты — все предназначено для производителей металла.
гораздо более четкое представление.

Правила сравнения

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 1
Часть A плотно умещается на листе размером 60 на 120 дюймов.

Для сравнения резки металла были выбраны две детали. Часть A (см. Рисунок 1 ) представляла собой прямоугольную пластину с тремя внутренними отверстиями. Часть B (см. Рисунок 2 ) представляла собой звездочку с одним внутренним отверстием.

Обе части были вырезаны из низкоуглеродистой стали и алюминия различной толщины: калибр 16 (0.060 дюймов), 1/2 дюйма и 1 дюйм

Для этого сравнения в эксплуатационные расходы включены расходные материалы, газ, электричество и плановое обслуживание. Затраты на оплату труда не были включены, поскольку заработная плата в США сильно различается8.

Капитальные затраты были разбиты по двум различным сценариям: двухлетняя аренда из расчета 2000 часов работы в год, которая охватывает работу в одну смену, и шестилетняя аренда из расчета 6000 часов в год, которая охватывает три смены, 24-часовой график. Оба договора аренды были рассчитаны под 8% годовых.

Технологии, использованные в сравнении

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 2
Часть B требует гораздо более точных разрезов на листе размером 60 на 120 дюймов.

В этом сравнении резки металлов использовались технологии кислородной, плазменной, лазерной и гидроабразивной резки.

Кислородная резка. В этом методе резки металла используется горелка для нагрева металла до температуры растопки. Поток кислорода, который направлен на металл, вступает в реакцию с металлом в химическом процессе, окисляя сталь и сдувая ее, образуя разрез.На самом деле тепло является побочным продуктом процесса.

Кислородная резка в основном используется для резки низкоуглеродистой стали толщиной от 3/8 дюйма до 12 дюймов. Эта технология не считается практичной для алюминия или нержавеющей стали, но может использоваться для титана.

Эта технология имеет очень большую зону термического влияния по сравнению с другими технологиями резки металла и не так точна, обычно от ± 0,0625 до ± 0,125 дюйма, хотя тщательный контроль процесса может привести к гораздо более жестким параметрам допуска.

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 3
За счет использования шести режущих головок газокислородная резка значительно повышает эффективность производства деталей. Вместо того, чтобы производить одну деталь за 212 секунд, можно производить шесть деталей за одно и то же время. (Oxyfuel 6 на рисунке представляет собой кислородную систему с шестью резаками.)

Технология значительно улучшилась за последние годы благодаря техническому прогрессу. Благодаря высокоскоростным резакам скорость резки на 20 процентов выше, чем у предыдущих поколений.Датчики высоты и система регулировки газа с ЧПУ обеспечивают эффективное выполнение операций по газокислородной резке.

Кислородная резка имеет очень низкие капитальные затраты — около 125 000 долларов на машину с одной головкой — а цена добавления нескольких режущих головок — целых восемь — не намного превышает стоимость машины с одной головкой. Кроме того, может быть добавлена ​​технология автоматизации, позволяющая работать в автономном режиме с несколькими мониторами.

Плазменная резка. Когда газ нагревается до чрезвычайно высокой температуры, он ионизируется.На этом этапе электропроводящий ионизированный газ можно назвать плазмой.

Когда на металлическую деталь подается высокоскоростная струя плазмы, вместе с ней возникает электрическая дуга. Тепло дуги плавит металл, который нужно разрезать, и поток ионизированного газа сдувает расплавленный металл.

Для этого сравнения использовались плазменные системы высокой плотности, также известные как системы высокой четкости. Эта технология обеспечивает гораздо лучший рез по металлу, поскольку новейшая технология сопел значительно сужает дугу, обеспечивая гораздо большую плотность энергии.

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 4
Станку для лазерной резки потребовалось меньше времени для обработки Части B по сравнению со временем обработки для Части A.

Плазменная резка может обеспечивать различную скорость и качество резки в зависимости от материала, который нужно разрезать, толщины материала, желаемого качества резки и требуемой скорости резки. Возможность выбора силы тока машины от 30 до 260 обеспечивает такую ​​гибкость.

Простое практическое правило: чем больше мощности вы направите на него, тем быстрее вы будете резать металл плазмой. Скорость резания меньше зависит от толщины материала, чем другие процессы. Фактически, плазменная резка эффективна для алюминия, особенно толстого алюминия.

Поскольку плазменная резка не так точна, как другие технологии резки металла, возможно, она не сможет создать серию функциональных отверстий. Более широкая ширина пропила влияет на определение детали. Вот почему эту технологию часто используют вместе с штамповочными инструментами.Однако плазменная резка высокой плотности может обеспечить допуски от ± 0,010 дюйма до ± 0,015 дюйма при тщательно контролируемых процессах.

Машины для плазменной резки

, которые могут обеспечить многие из этих преимуществ, стоят от 150 000 до 300 000 долларов за машину. Для этих машин плазменной резки также доступна автоматическая обработка материалов.

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 5
Вариант аренды на два года, обозначенный как «Аренда № 1», делает гидроабразивную и лазерную резку неконкурентоспособными для резки толстых версий Части А из алюминия.

Лазерная резка. Лазерный резонатор излучает пучок света с низкой расходимостью и четко определенной длиной волны, который, будучи сфокусированным на небольшую точку, способен резать металл. Большинство станков для лазерной резки, имеющихся в цехах по изготовлению металлов, питаются от резонатора CO ₂ и имеют мощность от 1,5 кВт до 6 кВт.

Одно время лазеры ограничивались резкой тонкого листового металла. Однако из-за появления более мощных лазерных резонаторов в настоящее время лазеры обычно используются для резки более толстых сталей, обычно до 1.5 дюймов. Станок для лазерной резки мощностью 4 кВт, использованный для этого сравнения, не имел особых проблем при резке стальных и алюминиевых деталей, за исключением одной. Машина не смогла обработать 1 дюйм. алюминий из-за
его более высокая отражательная способность, особенно по сравнению с более тонким алюминием серий 5000 или 6000.

Станки для лазерной резки являются популярным выбором в производственных цехах, поскольку они могут довольно быстро переходить от одного металла к другому и могут работать с различной толщиной с простым изменением настройки фокуса.У лазеров также есть очень маленькая зона термического влияния, потому что лазер может быть очень сильно сфокусирован.

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 6
Операционные расходы на лазерную резку и кислородную резку при резке части А стали невысоки.

Технология управления лазерной резкой усовершенствована, что значительно упростило управление процессом резки. Режущие головки регулируются для поддержания постоянной высоты во время стрижки. Фокус меняется автоматически при добавлении нового материала.На некоторых станках с летающей оптикой поддерживается постоянная длина луча, что помогает обеспечить стабильную производительность резки. Подача вспомогательного газа регулируется как
лазер переходит к следующему поддону. Большинство систем поставляются с основными устройствами смены поддонов, позволяющими операторам подавать следующий лист, в то время как резка продолжается на другом листе.

Станки для лазерной резки — это очень гибкие производственные инструменты, способные выполнять резку с очень высокими допусками, но они также являются очень сложными устройствами.Это приводит к тому, что цены на машины колеблются от 400 000 до более чем 1 миллиона долларов. При такой цене не так много фабрик-производителей рассматривают возможность аренды на два года.

Гидроабразивная резка. Просто назовите это быстрой эрозией. Для гидроабразивной резки используется водяной насос высокого давления, который проталкивает воду через сопло, в котором вода смешивается с абразивом, например гранатом или оксидом алюминия. Комбинация струи высокоскоростной воды и абразивов разрушает материал, на который направлено сопло.

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 7
Технологии резки металла очень конкурентоспособны, если говорить о стоимости детали 16-го. алюминий.

Гидроабразивная резка имеет смысл для тех цехов, которые хотят резать самые разные материалы, а не только металлы. С помощью гидроабразивной резки можно резать столь разные материалы, как стекло и резина.

Когда дело доходит до металлов, популярна гидроабразивная резка, так как при ее резке отсутствуют зоны термического влияния.Материал не деформируется вокруг разреза, поэтому конечный результат — очень хорошая обработка поверхности.

Станок для гидроабразивной резки может легко разрезать тонкий листовой металл и, при необходимости, толщиной до 12 дюймов. Очевидно, что по мере того, как гидроабразивная резка режет более толстый материал, допуски снижаются, а время резки увеличивается.

Возможность делать точные разрезы — еще одно привлекательное преимущество гидроабразивной резки. Производители могут вырезать мелкие детали с допуском ± 0,001 дюйма или лучше и большие детали с допуском ± 0.От 003 дюйма до ± 0,005 дюйма

Гидроабразивный насос лежит в основе системы резки. По сути, чем больше производитель может увеличить давление гидроабразивной резки, тем быстрее можно будет разрезать. Меньшие насосы с прямым приводом имеют КПД около 90 процентов и могут производить до 55 000 фунтов на квадратный дюйм. Более крупные насосы-усилители имеют КПД около 60 процентов и могут производить до 87 000 фунтов на квадратный дюйм.

Достижения в области насосов и других областей, такие как технология, которая позволяет водоструйному соплу автоматически настраиваться во время резки для большей точности деталей, помогли сделать гидроабразивную резку гораздо более конкурентоспособной технологией резки металла.Множество головок гидроабразивной резки и автоматическая подача материала делают его еще более конкурентоспособным.

Цена на стандартные системы

составляет от 60 000 до 300 000 долларов.

Время для сравнения

НАЖМИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДЛЯ БОЛЬШЕГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Рисунок 8
Эксплуатационные расходы на многие из этих технологий не так велики, как можно было бы подумать изначально.

До того, как было проведено резкое сравнение, все стороны согласились с двумя основными истинами:

1.Выбор процесса резки металла сводится к стоимости детали и качеству разрезаемой детали.

2. О качестве деталей судит заказчик.

Имея это в виду, участники, участвовавшие в сравнении, согласились с тем, что в зависимости от системы привода лазеры и водоструйные аппараты обеспечивают наивысшую степень точности деталей. Следующими были системы плазменной резки, и кислородная резка была достаточно точной для многих применений.

Когда дело дошло до времени обработки детали для Части A, лазеры оказались самыми быстрыми, когда дело дошло до резки тонкого алюминия и стали (см. Рисунок 3 ).Плазма была очень конкурентоспособной как для алюминия, так и для стали различной толщины. Гидроабразивная резка доказала свою эффективность при резке алюминия.

Обработка части B была несколько более сложной для некоторых технологий резки (см. Рисунок 4 ), но общие результаты были аналогичны результатам обработки части A.

Что касается стоимости деталей, плазменная резка выделяется на всех уровнях толщины детали A из алюминия (см. Рисунок 5 ). Другие технологии резки металла становятся гораздо более конкурентоспособными, если обратить внимание на часть A из стали (см. , рис. 6, ).

Стоимость резки детали B из алюминия (см. , рис. 7, ) снизилась практически по всем направлениям по сравнению с вырезанием детали A из алюминия. То же самое можно сказать и о резке части B в стали, если сравнивать ее с резкой части A из стали (см. , рис. 8, ).

Технологии резки металла

Резка металла — это наука и технология, представляющая большой интерес для нескольких важных отраслей, таких как автомобилестроение, авиастроение, аэрокосмическая промышленность, пресс-формы и штампы, биомедицина и т. Д.Резка металла — это производственный процесс, при котором детали формуются путем удаления нежелательного материала. Интерес к этой теме возрос за последние двадцать лет с быстрым развитием материаловедения, автоматизации и управления, а также компьютерных технологий. Настоящий том направлен на то, чтобы представить исследования в области резки металлов для современной промышленности. Этот том может быть использован студентами, учеными, исследователями и специалистами в области машиностроения, производства и материаловедения.

СЕРИЯ: ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

В настоящее время машиностроение можно определить как отрасль машиностроения, которая «включает применение принципов физики и инженерии для проектирования, производства, автоматизации и обслуживания механических систем» .Машиностроение тесно связано с рядом других инженерных дисциплин. Эта серия способствует обмену информацией и обсуждению всех аспектов машиностроения с особым упором на исследования и разработки с различных точек зрения, включая (но не ограничиваясь) материалы и производственные процессы, механическую обработку и станки, трибологию и инженерию поверхностей, строительную механику. , прикладная и вычислительная механика, механическое проектирование, мехатроника и робототехника, гидромеханика и теплопередача, возобновляемые источники энергии, биомеханика, наноинженерия и наномеханика.Кроме того, серия охватывает полный спектр аспектов устойчивого развития, связанных с машиностроением. Advanced Mechanical Engineering — это важный справочник для студентов, ученых, исследователей, материаловедов, инженеров-механиков и технологов, а также специалистов в области машиностроения.

Проводит новейшие исследования в области технологий резки металла. Особенно актуален для автомобильной, авиационной, аэрокосмической и биомедицинской промышленности.

Программа электронного обучения технологии резки металла

Официальные представители компании Mitek Sports Medicine * , входящей в состав DePuy Synthes Companies of Johnson & Johnson, объявляют, что компания добавила систему крестообразных штифтов RIGIDFIX Curve Cross Pin System, первую в своем роде, разработанную специально для использования с переднемедиальным (AM ) портальный доступ для более анатомической реконструкции передней крестообразной связки.Компания также объявила о запуске системы кортикальной фиксации RIGIDLOOP, которая при использовании с системой крепления большеберцовой связки INTRAFIX ACL предоставляет хирургам полное процедурное решение для анатомических реконструкций ACL мягких тканей.

Кроме того, компания объявила, что наряду с 23-миллиметровым винтом, который был выпущен ранее в этом году, к растущему портфелю решений Mitek Sports Medicine для коленных суставов для мягких тканей и костей были добавлены два новых размера интерференционных винтов MILAGRO ADVANCE (30 мм и 35 мм). реконструкция сухожилий и кости надколенника.

Система перекрестных штифтов RIGIDFIX Curve
Используя портальный подход AM, система RIGIDFIX Curve System обеспечивает точное размещение двух перекрестных штифтов в бедренном туннеле. Поперечные штифты обеспечивают прочную фиксацию, а фиксация близко к апертуре сводит к минимуму микродвижение трансплантата внутри туннеля, небольшие перемещения трансплантата внутри бедренного канала, которые могут вызвать расширение туннеля. ¹ Две поперечные штифты создают компрессионную посадку, которая дополнительно улучшает контакт трансплантата с костью на 360 °.Конструкция RIGIDFIX Curve основана на оригинальной системе крестообразных штифтов RIGIDFIX, которая использовалась для реконструкции ACL с помощью транстибиального подхода более 10 лет.

«Переднемедиальный доступ может обеспечить более анатомическое размещение трансплантата и большую стабильность вращения колена по сравнению с транстибиальным сверлением», — говорит МАРК Р. ЛАББЕ, доктор медицины, ** клинический доцент кафедры ортопедической хирургии, Бейлор-колледж. медицины. «Кривая система RIGIDFIX обеспечивает прочную и жесткую фиксацию и обладает функциями, повышающими точность и простоту использования.«

Система кортикальной фиксации RIGIDLOOP

Система RIGIDLOOP предлагает надежное и простое в использовании решение для реконструкций ПКС мягких тканей. Имплант состоит из титановой кнопки, которая поставляется с предварительно загруженной плетеной петлей для швов и обеспечивает отличную прочность на вырывание. ² Новое устройство доступно в размерах от 15 до 60 мм с шагом 5 мм, а также с кнопкой Extra-Large (XL) для бедренных туннелей диаметром более 6 мм. Разработанная с учетом простоты, система включает в себя инновационный измеритель глубины с переменной длиной, который рассчитывает общую чрескостную длину, количество трансплантата в туннеле, глубину раскрытия лунки и размер имплантата.При использовании в сочетании с системой крепления большеберцовой кости INTRAFIX ACL компании Mitek Sports Medicine, ведущим на рынке устройством для фиксации большеберцовой кости, система RIGIDLOOP обеспечивает полную анатомическую реконструкцию ПКС мягких тканей, которая состоит из самого прочного кортикального устройства2 (по сравнению с Endobutton) и самого прочного, клинически подтвержденного большеберцового устройство. ³

Также было объявлено, что интерференционный винт MILAGRO ADVANCE теперь доступен в более крупных размерах — 30 мм и 35 мм. Интерференционный винт MILAGRO ADVANCE — это биокомпозитный винт, который обеспечивает более легкое и быстрое введение по сравнению с традиционными интерференционными винтами. ⁴

«Наш портфель процедурных решений в ортопедической спортивной медицине продолжает расти, поскольку мы отвечаем клиническим потребностям пациентов и специалистов здравоохранения во всем мире», — заявляет Ян Лоусон, президент Mitek Sports Medicine во всем мире. «Две наши новые системы ACL были разработан для удовлетворения потребностей хирургов в надежной фиксации, простоте процедуры, воспроизводимости и большей анатомической реконструкции, достигаемой с помощью техники портала AM ».

По данным U.S. Центров по контролю и профилактике заболеваний, травмы передней крестообразной связки поражают до 250 000 человек в Соединенных Штатах каждый год. ⁵

Источник: Mitek Sports Medicine *

^{* DePuy Synthes Mitek Sports Medicine является подразделением DePuy Orthopaedics, Inc.
** Консультант Mitek Sports Medicine}

^{1 Джошуа А. Баумфельд и др. Расширение туннеля после реконструкции передней крестообразной связки с использованием аутотрансплантата подколенного сухожилия: сравнение между двумя поперечными штифтами и поддерживающей фиксацией трансплантата.Коленная хирургия Sports Traumatol Arthrosc (2008) 16: 1108–1113}

^{2 Данные внутреннего тестирования, исх. DHF-102035-MEMO 14 и 16 (по сравнению с Endobutton)}

^{3 Kousa P, et al. Прочность фиксации шести устройств для фиксации трансплантата сухожилия подколенного сухожилия при реконструкции передней крестообразной связки. Часть II: большеберцовая область. Am J Sports Med 2003}

^{4 Данные внутреннего тестирования, исх. DHF-101914-DFTR и DHF-101914-DFTR2}

^{5 финансируемых исследовательских центров по контролю за травмами, США.С. Центр по контролю и профилактике заболеваний. http://www.cdc.gov/injury/erpo/icrc/2009/1-R49-CE001495-01.html. По состоянию на октябрь 2013 г.}

Sandvik Coromant предлагает программу электронного обучения технологии резки металла

Home / Sandvik Coromant предлагает программу электронного обучения технологии резки металла

Sandvik Coromant недавно объявила о доступности своей интерактивной программы электронного обучения MCT.

Sandvik Coromant (Fair Lawn, NJ) объявила о доступности интерактивной программы электронного обучения технологии резки металла (MCT).Эта комплексная онлайн-программа была разработана Sandvik Coromant Academy и основана на потребностях производственного персонала во всем мире.

Учебная программа из 75 курсов содержит информацию и знания о процессе резки металла. Идеально подходит для инженеров, программистов, операторов и студентов, он предоставляет первоклассную информацию и знания для повышения производительности и прибыльности.

Эта уникальная программа обучения и образования объясняет основы обработки металлов резанием и, в частности, обучает внутреннему и внешнему точению, отрезке и обработке канавок, фрезерованию, сверлению, нарезанию резьбы, растачиванию и удержанию инструмента.Понимание процесса резки металла играет все более важную роль в производстве для повышения производительности и сокращения затрат.

Эта программа предоставляет важную информацию о том, как спланировать лучший процесс резки металла для компонента, выбрать подходящий режущий инструмент для работы и понять основы экономики производства. Он также учит, как распознавать различные типы износа инструмента и способы их устранения, а также как оптимизировать режимы резания и срок службы режущего инструмента.

«Знания в новой программе электронного обучения технологии резки металла — это лишь часть того, что Sandvik Coromant делает, чтобы помочь своим клиентам», — говорит Джейми Прайс, президент Sandvik Coromant в США.Он продолжает: «Эта программа поможет людям, которые хотят получать самую свежую информацию, получить максимальную отдачу и продуктивность от своих инструментов. Они могут учиться в своем собственном темпе и по своему усмотрению. Мы используем новейшие методы обучения, чтобы помочь людям понять, как лучше всего использовать свои режущие инструменты ».

Разработанная, чтобы позволить пользователям работать в своем собственном темпе по собственному графику, программа электронного обучения MCT доступна на сайте www.metalcuttingknowledge.com через портал Sandvik Coromant Academy.Эта программа сочетает в себе несколько форматов обучения, включая видео, анимацию, вопросы и повествование, чтобы предоставить подробные инструкции и рекомендации о том, «что, как и почему» при резке металла. Пользователи могут проверить свои знания и получить «Сертификат об окончании».

www.sandvik.coromant.com

Оборудование для лазерной резки листового металла | Kern Laser Systems

Системы Kern для лазерных и волоконных лазеров могут быть оснащены инновационной технологией резки металла. Опция резки металла позволяет производить точную резку листового металла, такого как нержавеющая сталь, низкоуглеродистая сталь, алюминий, медь и латунь.

Автоматический следящий за высотой фокусировки, разработанный Kern Laser Systems, является одним из ключевых элементов для оптимальной резки металла. Режущее сопло управляется емкостным датчиком и двигателем оси z. Зазор между разрезаемым металлом и режущим соплом можно регулировать, пока не будет получен желаемый фокус луча. В начале процесса резки регулятор высоты будет отслеживать поверхность металла и регулировать сопло по оси z, поддерживая постоянную точку фокусировки во время резки металла.

Защитная K-Lens (CO2) или F-Lens (Fiber) установлена ​​внутри узла линзы подачи. Эти линзы представляют собой недорогие заменяемые линзы, которые помогают защитить фокусирующие линзы от отраженной лазерной энергии, пыли и мусора.

Стол для резки металла сконструирован из прочной решетки, которая сводит к минимуму контакт поверхности с нижней частью разрезаемого металла. Файл планок, из которых состоит сетка, сохраняется на компьютере, а запасные планки можно разрезать на лазерной системе.

Расширенные функции резки металла в программном обеспечении KCAM Laser Software позволяют полностью контролировать процесс резки металла. Доступна задержка задержки лазера, гарантирующая, что лазер пробьет металл до начала движения реза. Давление воздуха в сопле можно настроить независимо для выдержки лазера, обычной лазерной резки и перехода между деталями. Частоту модуляции лазера можно установить от 500 до 50 000 Гц для достижения резания без окалины, что устраняет необходимость во вторичном процессе удаления заусенцев.

Экономия времени

Вспомогательный газ под высоким давлением, например кислород или азот, впрыскивается через сопло для резки металла. В результате получается обрезная кромка без окалины, которая практически не требует удаления заусенцев.

Низкие эксплуатационные расходы

Лазерная резка — это бесконтактный процесс, который исключает высокие затраты на замену штампов, переналадку обрабатывающего центра и фрезерование.

Сложная резка

Металлорежущие станки

Kern способны резать металл тонкой толщины до нужной формы.Небольшой пропил позволяет вырезать очень сложные конструкции.

Лазер мощностью 200 Вт предназначен для резки той же толщины, что и лазер мощностью 150 Вт.Однако лазер мощностью 200 Вт будет резать с более высокой скоростью подачи. Если большая часть разрезаемого металла находится в верхнем диапазоне этой таблицы, настоятельно рекомендуется обновить лазер мощностью 200 Вт.

* Указанная толщина металла приблизительна. Фактическая толщина может варьироваться в зависимости от сплава металла и калибровки системы.

Характеристики лазерной резки CO2

Характеристики резки волоконным лазером

Резка металла | JMTUSA.com

Волоконные лазеры для резки металла, станки плазменной резки, ленточные пилы и ножницы.JMT предлагает прецизионные станки для резки металла для любых деталей.

Внедрение технологических достижений может дать промышленному предприятию конкурентное преимущество в резке металла, а JMT — простите за каламбур — является передовой технологией резки металла. Наши волоконные лазеры, ножницы и ленточные пилы могут выполнять точные пропилы, необходимые для любых ваших проектов в области металлообработки. В наших сложных волоконных лазерах используются последние инновации, обеспечивающие максимально быструю резку при минимальных затратах.Наши прочные ножницы обеспечивают постоянную резку тонких листов, толстых листов и всего, что между ними. Наши универсальные ленточные пилы обеспечивают точность в автоматическом, полуавтоматическом и ручном исполнении с превосходной стабильностью полотна.

Использование превосходной волоконной лазерной технологии

Постоянно стремясь внедрить технологии, которые делают нас лидером в области промышленной резки, мы предлагаем волоконные лазеры, которые отражают нашу приверженность разработке современного оборудования.

• Наша серия интеллектуальных лазеров JMT-HDFS поддерживает производство круглосуточно и каждый день. Обладая экономичной работой, не требующей разогрева, режущая система предлагает три уникальных варианта мощности для резки различных материалов толщиной от 0,3 мм до 8 мм. Точность системы без необходимости в зеркалах или регулировках снижает затраты на электроэнергию и техническое обслуживание. JMT-HD может резать светоотражающие материалы, такие как медь и латунь.
• Наш JMT-HDFS отличается гибкостью и экономичностью для многих операций по резке листового металла.Жесткая рама поддерживает стол челнока, зубчатую рейку и шестерню с прямым приводом, устройство для удаления отходов, пылеулавливание и удобную для оператора режущую головку.
• Наш JMT-HDFL обеспечивает превосходную производительность в приложениях, где требуется высокоточная резка. В инженерной конструкции используются линейные двигатели, которые обеспечивают большую точность, чем наши модели JMT-HDF. С нашей головкой Procutter система включает в себя дополнительное экранирующее окно, которое защищает основные механизмы фокусировки.
• Наш лазер для резки труб JMT-HDTC представляет собой специальную систему для работы с трубами.Быстрое и эффективное производство за счет автоматического перемещения материалов через станцию ​​резки.
• Наша JMT-HD CELL сочетает в себе эффективность резки с автоматизированной обработкой материалов. Экономичное решение, оптимизирующее рабочий процесс для повышения производительности, система требует минимальной площади. Лазерное управление и рабочие очереди, содержащие несколько листов материала, производят эффективную работу нажатием одной кнопки. В конструкции системы предусмотрена возможность интеграции с автоматическим хранилищем.

Точность — ключ к успеху при стрижке

Наши ножницы — это прочные, точные режущие машины с низким уровнем деформации. Они установлены и работают в самых разных операциях по резке листового и листового металла во многих отраслях промышленности. Они сконструированы таким образом, чтобы оставаться прочными — даже большие рамы для ножниц обрабатываются без изменения положения, в результате чего получаются параллельные и квадратные поверхности. Автоматическая регулировка давления прижима на наших гидравлических ножницах надежно фиксирует толстые или тонкие листы перед фактической резкой.

• Наши ножницы с ЧПУ с регулируемым углом наклона серии VR регулируют угол резки и зазор между лезвиями автоматически с помощью устройства управления, что обеспечивает гибкость и точность резки. Они оснащены сенсорным экраном и имеют длину от 10 футов до 30 футов, с емкостью от 1/4 дюйма до 1 дюйма.
• Наши ножницы с ЧПУ с поворотной балкой JMT-SBT оснащены сенсорным экраном. Эти сверхмощные станки обеспечивают надежную резку с поворотной балкой с оптимальными параметрами резки. Они бывают длиной 10–13 футов и вместимостью от 1/4 до 3/4 дюйма.
• Наша серия высокоскоростных механических ножниц MS — это комплексное решение для небольших работ, обеспечивающее высокую скорость, точность, эффективность и отличную производительность. Доступны длины от 4 футов до 10 футов, с допустимыми отклонениями от 12 до 10.

Выбирая ценность для высокопроизводительных ленточных пил

Изготовленные из прочной стали, которая снижает вибрацию, наши ленточные пилы обеспечивают превосходное качество резки двутавровых балок, двутавровых балок, швеллера и уголка, труб и другого материала.Наша серия JMT-HBA обеспечивает автоматическую прямую резку, а наша серия JMT-DCBA обеспечивает автоматическую прямую резку с двумя колоннами.

С нашей полуавтоматической линией операторы могут управлять несколькими рабочими станциями, загружая одну, а другая делает разрезы. Пилы этой серии с поворотной головкой или двумя колоннами могут выполнять прямые пропилы, а также одинарные и двойные пропилы под углом. В нашей ручной линии наши пилы обеспечивают высокий уровень производительности для цехов, которые производят небольшие партии различных деталей.