Резка металла. Классификация

Резка металла – это технологический процесс, который осуществляется с целью изготовления деталей с заданными формами и размерами, при помощи универсальных станков, специального металлорежущего оборудования и различных режущих инструментов.

Газовая резка металла

При помощи плазменной резки металл разрезается струей плазмы. При работе между электродом и соплом образуется электрическая дуга.

Из сопла выходит газ, который преобразовывается в плазму. Плазма, температура которой может достигнуть 30 тысяч градусов, разрезает металл. Толщина металла может быть до 200 мм.

Резка плазмой имеет некоторые преимущества:

• этот вид резки подходит для любых металлов и черных, и цветных;
• скорость резания более быстрая, чем газовая резка;
• плазменная резка более экологичная, потому что в воздух выбрасывается минимальное количество вредных веществ;
• плазма может разрезать не только металлические материалы, но и неметаллические;
• этот вид резки отличается высокой скоростью, а изделия, разрезанные плазмой, получаются с наименьшим количеством дефектов и загрязнений.

У плазменной резки есть и свои недостатки:

• плазмотрон имеет высокую стоимость;
• толщина разрезаемого металла не может превышать 200 мм;
• сложность обслуживания;
• металл нельзя обрабатывать вручную.

Резка металла пропаном и кислородом

Резка металла пропаном и кислородом является наиболее распространенным способом обработки заготовок.

При газовой резке кислород смешивается с пропаном, тем самым подогревая поверхность, которую необходимо разрезать, после подается струя кислорода, которая воспламенится вследствие контакта с нагретой поверхностью. Таким образом, происходит процесс резания.

К металлу предъявляются следующие требования:

• температура горения металла должна быть меньше температуры его плавления;
• оксиды, образующиеся в полости реза при воздействии режущего кислорода, должны иметь температуру плавления ниже, чем аналогичный параметр самого металла.

Преимуществами данного метода является:

• простота обработки;
• оборудование для данной резки не является дорогостоящим;
• доступна для работ в условиях, когда необходимо быстро обработать металл;
• метод позволяет разрезать металл толщиной до 80 см;
• быстрота резания.

Недостатки метода:

• можно разрезать только углеродистые стали и чугун;
• большие отклонения резания, что понижает точность;
• требуется последующая обработка.

Станки с ЧПУ для плазменной резки металла

Для плазменной резки металла применяют станки с числовым программным управлением (ЧПУ).

Применение станков с ЧПУ для данного метода резки металла позволяет:

• повысить объем производства за счет увеличения скорости обработки;
• во много раз повысить точность обработки;
• улучшить качество выпускаемой продукции.

Среди станков с ЧПУ для плазменной резки металла можно выделить: Стартик-1А 12-25, Стартик-1А 15-20, Стартик-1А 15-30, Стартик-1А 20-40.

Резка металла сваркой

При сварке можно не только соединять детали, но и разрезать их.

Во время сварки металл разогревается до температуры плавления. После металл необходимо удалить (а не добавить в сварочную ванну). Таким образом, получается сквозное отверстие либо разрез.

Виды сварки:

• дуговая;
• газовая;
• плазменная.

При дуговой сварке электрод, расплавив металл, углубляется в сварочную ванну и «выдувает» оттуда расплавленный металл. Данный вид сварки применяют довольно-таки часто обычно там, где точность не важна. Иногда место разреза приходится в дальнейшем обработать.

Большой популярностью пользуется газовая сварка. Ацетилен является нагревателем металла, он разогревает металл до состояния горения в кислороде, далее небольшая струя кислорода, подающаяся под давлением, формирует разрез с ровными кромками.

Гидроабразивная резка металла

При гидроабразивной резке металл обрабатывается тонкой сверхскоростной струей воды. При работе в струю воды добавляют частицы абразива – высокотвердого материала.

Технология резки следующая. Вода, помещенная в насос под давлением 1000-6000 атмосфер, подается в режущую головку.

Струя воды поступает в смесительную камеру, где начинает смешиваться с частицами абразива. Смешанная струя выходит из смесительной трубки с внутренним диаметром 0,5-1,5 мм и разрезает материал.

Плюсы данного способа резания:

• высокое качество реза;
• позволяет резать термочувствительные материалы;
• экологичный, по сравнению с другими методами, способ резания.

Минусы:

• небольшая скорость резания;
• можно обрабатывать только тонкие материалы»
• высокая стоимость оборудования;
• повышенный шум.

Лазерная резка металла

Сейчас лазерная резка металла один из самых современных методов обработки заготовок.

Этот процесс имеет следующие преимущества:

• лазерная резка позволяет качественно обрабатывать поверхность без последующей обработки;
• можно производить резку по сложным контурам листа с высокой точностью;
• в процессе производства получается минимальное количество отходов.

Принцип действия состоит в том, что поверхность, на которую будет воздействовать лазер, нагревают до температуры плавления.

Лазер действует на поверхность, при этом нагревая ее до температуры кипения, при которой металл начинает испаряться. В качестве вспомогательного газа используется кислород, воздух, инертный газ или азот.

Особенности продольной резки металла

Продольная резка металла (раскрой металла) осуществляется путем обработки рулонов металла на специальном оборудовании. Можно использовать обычную машину для резки стали, можно и автоматическую.

Принцип работы следующий:

• рулон устанавливают на барабан;
• далее, осуществляется заправка ленты в планки режущей машины;
• затем, в режиме наладки осуществляют подачу ленты в отрезные ножницы и обрезают кромку;
• потом роликовый стол переводят в верхнее положение;
• теперь оператор переводит управление отреза ленты в ручной режим, и лента отрезается.

Существуют следующие виды резок:

• художественная;
• лазерная;
• фигурная;
• контурная.

Оборудование, станки и инструменты для резки металла

На машиностроительных предприятиях широкое применение получили станки для резки металла.

Эти машины позволяют отделять детали и заготовки от листового и сортового металла.

Использование станков с ЧПУ позволяет в считанные минуты разрезать любой металл, в то время как применение ручных станков делало это работу более трудоемкой.

Существуют следующие виды станков:

• лазерные;
• газокислородные;
• плазменные;
• гидроабризивные.

Выбор режущего инструмента зависит от твердости и толщины металла.

К основным инструментам резания можно отнести: сверла, фрезы, различные резцы, шлифовальные диски.

Резка металла гильотиной и ножницами

Разрезание металла гильотинными ножницами идет за счет наклонного ножа, разрез выходит прямой, но бывает с косыми срезами.

Ножницы делятся на механические, электромеханические и пневматические. Их широко применяют в мелкосерийном производстве.

Резка металла дрелью и специальными резаками

Резка металла дрелью имеет следующие преимущества:

• высокое качество среза по сравнению с болгаркой;
• оптимальная производительность;
• универсальность;
• процесс резки удобный;
• есть возможность проделывать отверстия любой формы.

Резка металла специальными резаками пользуется огромной популярностью, благодаря высокому качеству разреза, при котором на поверхности металла не появляется других повреждений. Специальными резаками можно раз резать металл любой толщины.

Резка изделий резаками позволяет работать с цветными и черными металлами. Резаки для обработки металла подразделяются на две категории: газовые и воздушно-дуговые.

Резка металла болгаркой и пилой

С помощью болгарки осуществляется не только резка, но и шлифовка, а также заточные работы. Поэтому данный инструмент можно назвать универсальным. Минусом применения инструмента является опасность в применении, поэтому следует быть осторожным.

Резка металла болгаркой осуществляется машиной, минимальная мощность которой 600 Вт. Для работы с этим материалом подходит отрезной круг. Исходя из специфических показателей, следует выбирать диск с меньшей толщиной, хорошего качества и без повреждений.

Для резки пилой применяют различные виды пил. Пилы легко меняются, подобно сверлам в электродрели. Система крепления надежная и рациональная. Зная, с чем предстоит работать, можно правильно выбрать соответствующую пилку.

Например, чем больше кривизна разреза, тем уже должно быть полотно. Для работы с сабельной пилой нужны: определенный навык и хороший глазомер.

Проще работать дисковыми пилами. Их режущие диски обычно изготовляют из твердого высоколегированного сплава или специальной быстрорежущей стали.

Предназначены пилы для резки разнообразных металлических профилей, изготовленных из самых различных металлов и сплавов, обеспечивают узкий пропил, малое количество стружки.

Станки для резки металла лазером

• На сегодняшний день одним из ключевых критериев выбора лазерной установки является принцип работы источника излучения:
• СО2-лазеры: когда формируется лазерный луч в резонаторе, используется смесь газов. Эта смесь может возбуждаться из-за большого напряжения. Благодаря чему обеспечивается эмиссия фотонов, которая генерирует лазерное излучение. После чего лазерный луч, который состоит из зеркал, передается по тракту в режущую головку.
• Обычно мощность станков резки металлов СО2-лазерами не превышает 6-8 кВт. Пример подобного станка – LTT-500W.
• Оптоволоконные лазеры: Структура резонатора у таких станков намного проще, чем у предыдущих. Формирование луча происходит в активном волокне.
• Волокно постоянно возбуждается за счет светового потока, который идет от диодов накачки. Далее, по транспортному волокну, луч попадает в режущую головку, где и выполняется фокусировка для раскроя требуемого металла.
• Оптоволоконная технология достаточно новая. Мощность такого оборудования для лазерной резки легко масштабируется и на сегодняшний день может достигать 12 кВт. Пример –МЛ35.

Станки с ЧПУ

Станки с ЧПУ являются разновидностью автоматических устройств и предусматривают запись программы в буквенно-цифровом коде. Принцип действия основан на содержании информации о чертеже, о цикле и режиме обработки, информация о перемещении заготовки написанной на языке программирования.

Одними из распространенных станков с ЧПУ является CTX-310 и DMU-60. Это оборудование отличается друг от друга количеством инструмента, установленного в барабане: в первом станке это 12, во втором – 32. В токарном станке СТХ заготовка закрепляется в трехкулачковый патрон, а в DMU заготовки крепятся в шпиндель.

Станки с ЧПУ предназначены для обработки совершенно разных по габаритам деталям. Первый станок предназначен для обработки маленьких простых деталей, а второй – для крупногабаритных изделий сложной конфигурации.