Assma.ru

Ремонт и стройка
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды механизированных способов резки и рубки металлов

При работе с определенными материалами не допускается применение высокотемпературных режимов. Они приводят к утрате металлом своих физических свойств или повредить нанесенные покрытия. В этом случае применяются механические способы резки металла, которые могут выполняться при помощи ручного инструмента или специального стационарного оборудования.

Инструменты для ручного резания

Такие приспособления применяются в бытовых условиях, при выполнении строительных работ, например, при монтаже кровельных покрытий или устройстве систем вентиляции из тонколистового металла.

Чаще всего используют следующие типы инструмента:

  • Ножницы по металлу являются одним из первых инструментов для данных целей. Работа с ними требует приложения значительных усилий, отличается невысокой производительностью. В последнее время все чаще применяются электрические модификации подобного инструмента, которые позволяют существенно упростить выполнение работ и увеличить скорость резки. Основная сфера применения — работа с тонколистовыми металлическими материалами.
  • Ножовка по металлу оснащается режущим инструментом (полотном) с мелкими зубьями определенной формы. Может применяться для резки более толстых металлических заготовок, в том числе и арматуры. Более высокую производительность обеспечивает и в этом случае применение ручного электрооборудования данного типа.
  • Резка при помощи абразивного инструмента. В быту такое приспособление называется «болгаркой». Вращающийся с высокой частотой абразивный круг или режущий диск с твердосплавными напайками позволяет выполнять работы с заготовками даже значительной толщины, но в основном сфера применения ограниченно тонколистовыми материалами.

Стоимость услуг по резке металла механическим способом при помощи подобных инструментов невысока, но основной недостаток их применения — низкая производительность труда. Поэтому для более серьезных работ применяют специализированное стационарное оборудование.

Станки для резки

Наиболее часто применяется следующее оборудование для работы с различными металлами:

Гильотины для рубки металла — достаточно простое приспособление, применяемое для работы с материалом, толщина которого не более 20 мм. Оборудование такого типа обеспечивает высокое качество кромок при продольной и поперечной рубке, при этом оно отличается высокой производительностью. Основным недостатком оснащения является то, что с его помощью осуществляется только прямолинейный рез, получить деталь сложной конфигурации практически невозможно.

Ленточнопильный станок — считается одним из самых надежных и производительных типов оборудования. Рабочий орган установки (ленточная пила) приводится в движение при помощи приводных шкивов. Может использоваться для резки металла различной толщины, но основная сфера применения заключается в обработке труб, арматуры, металлического прутка.

Оборудование обеспечивает высокое качество реза, при этом основным преимуществом является минимальная потеря металла благодаря небольшому сечению реза. Станок позволяет осуществлять резку металла под углом.

Механические технологии резки металла получили широкое распространение в первую очередь благодаря низкой себестоимости выполнения работ при высоком качестве реза. Кроме того, отсутствие теплового воздействия позволяет сохранить все качества и свойства материала.

Способы рубки металла

Технология слесарной рубки металла подразделяется на следующие виды:

  • по характеру решаемых задач (вырубка деталей по заданной форме, отделение части металла необходимого размера, вырубание канавок);
  • способу операции (ручную или механизированную);
  • методу фиксации;
  • направлению рубочного действия (вертикальное или горизонтальное).

Все виды рубки металла могут осуществляться как вручную, так и механически. Это определяется требуемым качеством получаемого изделия, количеством (производительностью), техническими возможностями (наличием ручного или механического инструмента).

При ручной рубке используются следующие способы: вертикальный или горизонтальный. Выбор способа зависит от возможности закрепления металла.

Она может зажиматься в тисках (если позволяют размеры и масса). Если это невозможно, заготовку располагают на наковальне или металлической плите. Горизонтальную операцию целесообразно производить с использованием слесарных тисков.

При ручной рубке выделяют три способа нанесения удара молотком. Это — кистевой, локтевой и плечевой удар. От силы удара зависит скорость проведения операции и качество получаемого края детали. На силу удара влияет масса ударной части молотка, длины ручки.

В оборудованных мастерских и на металлообрабатывающих предприятиях применяют различные виды механизированных способов рубки и резки металлических заготовок. К этим способам относятся:

  • вырубка с помощью пресса или молота;
  • рубка и резка с помощью гильотины;
  • применения специальных станков.

В основу механизированных видов положены, механические, гидравлические или электрические принципы приведения в действие режущего инструмента.

Рубка металла: применение

Основная цель операции — разделить заготовку на несколько частей в заранее установленных пропорциях. Для этого перед обработкой обязательно наносится разметка и выбирается оптимальный метод. Рубку можно осуществлять как по длине, так и по ширине заготовки. Благодаря этому можно существенно снизить количество операций, а значит уменьшить итоговую стоимость готовой детали.

Различные технологии рубки металла, как правило, используются для решения следующих задач:

  1. Удаление верхнего слоя и дефектов на поверхности заготовок.
  2. Снятие кромок после литья или штамповки.
  3. Разделение заготовки на отдельные части.
  4. Создание канавок, пазов и так далее.
  5. Вырубание отверстий.

Все задачи, описанные выше, встречаются в различных сферах промышленности, от строительства до создания сложных машин и другого оборудования. Они используются как в небольших мастерских, так и в крупных предприятиях.

Одним из недостатков рубки металла является необходимость последующей обработки краев. Так как они могут получиться рваными, для исправления дефектов их шлифуют.

Способы рубки металла

Классификацию можно проводить по различным факторам.

По решаемой задаче – распиловка, вырубка, снятие малой части, слоя. Фактически все они повторяют перечисленные выше цели.

Читать еще:  Помощники в работе по металлу для домашней мастерской

По приводящей силе:

  • вручную;
  • с помощью механизированной машины.

На этом мы более подробно остановимся ниже.

По принудительной фиксации – в зажимах, тисках, а также с закреплением на специальной станине и под прессом.

По направлению движения – по вертикали или по горизонтали.

Перечисленные способы выбираются в зависимости от:

  • наличия оборудования;
  • толщины металлического изделия;
  • требуемого уровня работы – кромки могут получиться гнутыми при исполнении вручную, а при механизированном процессе повышается точность;
  • степени производительности – ради одной детальки нет смысла перенастраивать оборудование, но на серийную партию потребуется специальные станки.

Виды механической резки металла.

Все процедуры, связанные с механической резкой металла, можно разделить на несколько видов.

  • Механическая резка металла с помощью стационарной циркулярной пилы. Чаще всего этот вид резки применяется, когда необходимо обработать профильный металл небольшого размера – например, профильные трубы, а также разрезать металл на квадраты или круги. Кроме того, именно этот вид резки применяется при обработке изделий из цветного металла. Преимуществом резки с применением циркулярной пилы является то, что в ее процессе можно добиться очень ровного среза высокого качества, а допуски при этом будут минимальными.
  • Механическая резка с использованием болгарки. Чаще всего этот вид резки применяется, когда необходимо выполнить поперечные разрезы изделий, выполненных из черного металла, например, арматуры, швеллеров, труб или уголков. Использование этого вида резки позволяет добиться очень высокой точности – допуски здесь бывают меньше, чем при применении газовой резки. Но недостатком резки металла с помощью болгарки является то, что она является очень трудоемкой, а следовательно, и очень дорогой.
  • Механическая резка металла с помощью гильотины. Этот вид резки называют еще рубкой металла. Основной спектр применения этого вида резки – резка листового металла, причем, это может быть как черный металл, так и все виды стали – нержавеющая сталь, оцинкованная сталь или электротехническая сталь.

Для производства механической резки металлов может применяться специализированное оборудование – ленточнопильные станки или гильотинные ножницы, оснащенные числовым программным управлением. Кроме того, резка металла может осуществляться с помощью токарных станков с установленными на них специальными резцами.

Гильотинные ножницы для рубки металла

Ножницы гильотинного типа обладают одним весомым преимуществом. В таких ножницах одно из режущих лезвий расположено под углом к горизонтальной плоскости. Наклонное расположение верхнего лезвия позволяет правильно распределять усилие резания. В этом случае рез происходит не по всей длине заготовки одновременно, а лишь в одной точке, которая плавно смещается от одного края к другому.

Чем больше угол наклона подвижного лезвия, тем меньше усилий требуется для реза. Но вместе с тем будет ухудшаться качество режущей кромки.

Существует широчайшее видовое разнообразие гильотинных ножниц:

  1. Механические
  2. Пневматические
  3. Гидравлические

Механические модели могут быть как ручными, так и с электрическим приводом. Ручные ножницы используются в том случае, когда режется на полоски сравнительно тонкий листовой металл небольших размеров. Длина реза в ручных моделях обычно не превышает 300 (мм). Для ручной рубки оптимальной толщиной является металл до 2 (мм).

Ручные гильотинные ножницы применимы в случаях единичного производства. Ножницами этого типа нередко оснащаются ремонтные участки и слесарные мастерские.

Гильотинные ножницы с электрическим приводом уже можно использовать для более серьезного производства. Электромотор дает возможность гильотине развивать достаточно высокую силу реза. На таком оборудовании можно без труда осуществлять рубку металла толщиной до 3 (мм) и даже более того. Длина реза в гильотинных ножницах с электромотором может превышать 2000 (мм).

Гильотинные ножницы с электроприводом нередко используются в серийном и массовом производстве. Такой техникой удобно распускать на полоски и заготовки прямоугольной формы листовой металл, который смотан в рулоны.

Как вырубать металл пневматическими и гидравлическими ножжницами.

Пневматические и гидравлические гильотинные ножницы

Гильотина с пневматическим и гидравлическим приводом мало чем отличается от ножниц с электромотором. Если в гильотине с электроприводом сила резания создается за счет зубчатых зацеплений редуктора, то в пневматических моделях лезвия приводится в движение потоком сжатого воздуха. В гидравлических же гильотинах режущее лезвия приводится в движение напором рабочей жидкости.

На сегодняшний день гильотины с электроприводом считаются устаревшими. Дело в том, что в таких ножницах используется большое количество трущихся пар. Как известно, контактные поверхности склонны к механическому износу.

Куда более надежными и долговечными являются пневматические и гидравлические модели. В таких гильотинах сила резания создается воздухом или жидкостью, которые выступают рабочим телом (рабочей средой). К сжатому воздуху, как и жидкости, не применимо понятие механического износа.

Конечно, для работы пневматического/гидравлического режущего оборудования необходимо использовать вспомогательную техник:

  • Пневматические установки требуют использования компрессорной станции. При этом компрессор должен быть весьма и весьма мощным, чтобы ножницам передавалась требуемая сила резания.
  • Касательно гидравлических гильотинных ножниц, такая техника работает с применением маслонасосной станции. Это достаточно крупногабаритное и тяжелое оснащение, которое требует регулярного сервисного обслуживания.

При установке современной техники для рубки металла на производственной линии должно быть место и для размещения силовой установки. Да, механические ножницы хоть и являются устаревшими, но иной раз куда проще использовать классическую технику с электроприводом. Она занимает меньше места и не требует дополнительных затрат на обустройство линии силового агрегата.

Читать еще:  Лазерная резка и гравировка фанеры на станке с ЧПУ

Наличие пресса в гильотинных ножницах

Мощные производительные станки для раскройки листового металла обязательно оснащаются прижимным устройством, то есть прессом. Пресс нужен для фиксации заготовки. Если хорошо прижать заготовку, то металл в процессе резки не будет растягиваться.

Гильотинные пресс-ножницы позволяют добиться при рубке металла достаточно высокой точности. Даже при рубке металла толщиной 2-3 (мм) точность достигает 0,2-0,4 (мм) на каждый погонный метр реза!

Разумеется, наличие прижимного устройства заметно усложняет конструкцию гильотины. Пресс делает станок более массивным, а вместе с тем и более тяжелым. Работа пресса обычно сопровождается повышенным уровнем шума.

Какой еще существует инструмент для рубки металла.

Полуавтоматический

Возможно, это название не совсем верно, но суть способа в том, что для разрубания заготовки используются различные механически станки — гильотины, ускоряющие и упрощающие процесс и обеспечивающую гораздо более аккуратный рез.

При их использовании обработанный край получается ровным, на нем отсутствуют зазубрины и заусенцы, обычные для работы зубилом, а также не нарушается геометрия самого изделия. Отсутствие неровностей на получаемой кромке существенно экономит время, так как необходимость в дальнейшей обработке отсутствует.

Для использования гильотины достаточно положить на нее металлический лист и опустить ручку. Резак, усиленный гидравликой, механикой или пневматикой легко прорубит заготовку по всей ширине.

Подобные механизированные устройства пользуются популярностью на небольших производствах, но по-настоящему производительными считаются электромеханические гильотины.

Способы рубки металла

Всего есть два способа рубки — ручной и гильотинный (в таком случае это считается резкой).

Рубка ручным способом осуществляется с помощью инструментов, описанных в предыдущем пункте, то есть молотка и одного из режущих инструментов — зубила, крейцмейселя или канавочника.

В свою очередь ручная рубка может производиться либо вертикально, либо горизонтально. В случае горизонтальной рубки для закрепления материала используются тиски, а если операция осуществляется вертикально, то материал закрепляется либо на плите, либо на наковальне.

Ручной метод традиционен, но он потерял свою актуальность с появлением гильотинного способа, который используется на любом производстве за счет своей более высокой экономической и производительной эффективности. Что касается ручной рубки, то она более затратна в отношении используемых ресурсов и времени, а также допускает большой процент различных погрешностей.

Результат, который можно получить при использовании гильотинного метода обработки, более качественный, и готовые детали уже не нужно будет подвергать дополнительной обработке, поскольку срезы при использовании гильотинного метода получаются практически идеальными, они не имеют заусенцев и сразу готовы к дальнейшему использованию — то есть сверлению, покраске, сварке или другим операциям по обработке материала.

Принцип работы станков, с помощью которых осуществляется гильотинная резка, можно сравнить с приспособлением, в честь которого и был назван этот метод рубки. При использовании данного метода можно существенно понизить расходы на производство, а также уменьшить количество отходов в процессе.

Резание метала

Рубку нередко относят к группе работ по резке, но, на самом деле, здесь применяются абсолютно другие инструменты, а предоставляемые им возможности куда шире. В отличие от ударного действия, оказываемого на резец в предыдущем случае, при резке используется нажим.

Вручную

Для работы с различными заготовками используются:

  • для перекусывания проволоки – кусачки,
  • круг, квадрат и шестигранник пилится слесарной ножовкой,
  • листовые материалы раскраиваются ножницами.

Применение специальной техники способно в несколько раз расширить возможности металлообработки.

В промышленности и серийном производстве

На производстве используются различные виды станков:

  • с ножовочными полотнами или дисковыми пилами,
  • токарные,
  • фрезерные,
  • установки для плазменной/лазерной/газовой резки.

Область применения у данных установок, как и у ручного инструмента, достаточно разная.

Ножовочные и дисковые пилы – самые простые виды станков. Их единственная задача – экономия времени при распиле сортового проката. Также они с лёгкостью справляются с заготовками большой толщины.

Токарные станки можно разделить на модели:

  • для работы вручную,
  • с ЧПУ.

В первом случае с помощью твердосплавных резцов различной формы рабочий вручную вытачивает из горизонтально закрепленной вращающейся цилиндрической заготовки необходимую деталь. Во втором – все действия производятся автоматически при выполнении заранее загруженной программы.

Проще всего понять принцип использования можно по данному видео:

Фрезеровальные станки выполняют примерно ту же функцию, но могут создавать изделия абсолютно произвольно формы. Прямоугольная, квадратная или цилиндрическая заготовка закрепляется на подвижном столе, после чего головка с вращающейся фрезой, следуя программе, начинает отсекать «лишний» металл.

Процесс выглядит следующим образом:

Для тонко- и толстолистового металла используется отдельная группа станков с ЧПУ. Ключевое различие в них – это сама технология, используемая для резки.

Лист-заготовка укладывается на неподвижный стол, после чего режущая головка, управляемая компьютером, начинает вырезать детали по заранее заданной программе.

Для резки может использоваться головка для:

  • газовой,
  • лазерной,
  • плазменной резки.

Подобная технология обеспечивает максимальную точность и скорость производства, что высоко ценится в условиях массового выпуска.

Главным же ее недостатком является вероятность образования наплывов расплавленного металла на кромках деталей и окалины, особенно при использовании заготовок большой толщины.

Читать еще:  Газовая резка чугуна

Газокислородная резка металла

Такой вариант доступен при соблюдении целого ряда условий. В первую очередь можно резать только изделия и конструкции, которые содержат строго определенное количество примесей. Конструкция не должна отличаться высокой теплопроводностью.

Важно. Чтобы температура плавления обрабатываемого материала, была выше, чем температура горения. При этом важно, чтобы разница не была меньше 50°С.

Те оксиды, которые получаются в результате резания металла должны обладать высокими показателями жидкотекучести. В противном случае они будут серьезным препятствием длясгораня основного металла. Процесс станет более дорогим и экономически не выгодным.

Технология резки газом

Данная разновидность резки не является наиболее часто используемой. Она применяется, когда необходимо раскроить сплавы до 6 см толщиной. Вся процедура происходит за счет того тепла, что выделяется при реакции окисления. При этом все продукты сгорания удаляются из области разреза непосредственно потоком газа.

Важно правильно провести подготовку к разрезанию металла, а также технологически правильно соблюдать все нюансы процесса:

  1. Непосредственно линию разреза, а также область на 20 см вокруг следует очистить ото всех посторонних материалов. В противном случае может случить возгорание или даже взрыв. Специалисты советуют зачистить даже ржавчину, поскольку ее наличие сильно замедлит процесс резки.
  2. Непосредственно под линией разреза важно сделать свободное пространство в 10-15 см. Если поток газа будет отражаться на деталь и не сможет свободно выходить, то в результате резки возникнет отрицательная турбулентность и в итоге скорость процесса очень сильно снизится.
  3. Режущий инструмент должен быть расположен строго по вертикали. Отклонение больше чем в 5° значительно снизить точность резки и качество выполняемой работы.
  4. Рабочий, выполняющий резку при помощи газа должен иметь высокий уровень квалификации.

При выполнении всех перечисленных условий, место разреза будет ровным, а скорость и качество выполняемых работ превысит многие другие варианты резки металла.

Виды газовой резки

Есть несколько разновидностей резки металла газом. Каждый из них применяется в своих условиях и имеет несколько технологических особенностей:

  • Пропаном — один из наиболее популярных методов газовой резки. Абсолютно не подойдет для разрезания высокоуглеродистых соединений. Прекрасно используется для резки титановых соединений и низколегированных сплавов.
  • Воздушно-дуговая. В данном варианте помимо кислорода используется электродуга, которая вмонтирована в резак. Удобен при необходимости сделать широкую линию разреза.
  • Кислородно-флюсовая. Название дано за счет флюсового порошка, который подается на обрабатываемую поверхность при резке. Благодаря своим свойствам данный порошок придает материалу большую пластичность и делает его более податливым при обработке резаком. Особенно это помогает при наличии на металле термостойкой оксидной пленки. Поэтому данный вид резки применяется для изделий из меди, чугуна, бронзы, латуни.
  • Копьевая. При такой разновидности резки используется дополнительный расходный материала. Это специальная стальная труба — газовое копье. За счет ее применения повышается эффективность, скорость основного процесса. Используется такой вид резки применяется при обработке больших заготовок и массивных конструкций.

Вне зависимости от конкретного вида газовой резки, технология процесса предполагает, что специалист весь процесс контролирует и проводит сам, вручную, без участия автоматов.

Собственно на рукоятке резака есть три патрубка. По ним подается собственно кислород из баллона, пропан, а также жидкость для охлаждения. Давление кислорода может достигать 12 атмосфер. Выставляется данный показатель на редукторе баллона.

Кислород подается только после того как выполняется зажигание в факеле резака.

Важно. Важным параметром на производстве считается расход газа при газовой резке металла. Этот параметр зависит и от опыта специалиста, который осуществляет данный процесс, и от толщины металла, и от ширины разреза.

Заключение

Рубка металла — это ряд слесарных процедур, которые позволяют создать в металле различные выемки и углубления. Может использоваться также для раскройки металлических листов и отделения одних элементов деталей от других.

Не следует путать с резкой и пробивкой: в первом случае речь идет лишь о разрезании на части, а во втором случае — о создании отверстий в объекте.

Ручная рубка является простой и интуитивно понятной технологией: рабочему дается зубило и молоток, а сама деталь/лист фиксируется в тисках — после этого рабочий наносит удары в нужных местах, чтобы создать выемки и сделать раскройку. Также рубку можно сделать с помощью различных инструментов — с помощью ножниц, автоматических роликовых пил. Минусы подобных подходов очевидны — не слишком высокая точность, низкая скорость обработки.

На заводах для рубки металла используются специальные станки, на которые ставятся ножи гильотинного типа. Эта технология является более точной и производительной, однако нужно помнить, что хороший гильотинный станок стоит достаточно дорого.

Используемая литература и источники:

  • Шмаков В. Г. Кузница в современном хозяйстве. — М.: Машиностроение, 1990.
  • Щеглов В.Ф., Максимов Л.Ю., Линц В.П. Кузнечно-прессовые машины: Учебник для техникумов по специальности «Теория, конструкция и расчёт кузнечно-прессовых машин».. — М. Машиностроение, 1979.
  • Groover, Mikell P. (2007), «Theory of Metal Machining», Fundamentals of Modern Manufacturing (3rd ed.), John Wiley & Sons, Inc.
  • Статья на Википедии
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector