Механическая резка листового металла

Механическая резка металла – оборудование и правила безопасности

Содержание:

Резка металла – это производственный процесс, в течение которого сортовой или листовой металл разделяется на отдельные куски, детали или заготовки. Наиболее распространенным видом резки, когда речь идет о небольших объемах, является механическая резка металла, во время которой применяется физических труд или специальные механические приспособления.

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.

Правила безопасности при работе с механическим оборудованием для резки металлов.

Механизированная резка металла производится с помощью специальных резаков, конструкция которых рассчитана таким образом, чтобы все работы не вызывали никаких сложностей у оператора подобного оборудования. Но использование механических приспособлений в процессе резки металла требует соблюдения определенных мер безопасности.

Часто перед началом резки металл разогревают с помощью пламени резака. И здесь для обеспечения безопасности труда необходимо выполнить несколько обязательных процедур.

• Перед тем, как зажечь пламя резака, необходимо проверить герметичность всех соединений и подтянуть, если требуется, гайки.
• Проверить, смазаны ли места уплотнения вентилей специальной смазкой или глицерином.
• Вентиль кислорода для того, чтобы загорелось пламя резака, необходимо предварительно открыть на ¼ оборота. Это позволит разрядить газовые каналы. После этого открывают вентиль баллона с горючим газом и зажигают полученную смесь газов. Силу пламени можно отрегулировать с помощью вентилей на кислородном и газовом баллоне.
• Следующим шагом необходимо разогреть металл (он по своему цвету должен напоминать солому), и только после этого открывается вентиль баллона с режущим кислородом и начинается резка металла.
• В том случае, если необходимо погасить пламя резака, сначала нужно закрыть вентиль на баллоне с горючим газом, а потом вентиль баллона с кислородом.
• Если в процессе резки наконечник резака станет слишком горячим, его можно охладить с помощью воды. Но при этом необходимо помнить о том, что перед началом охлаждения вентиль на баллоне с горючим газом следует закрыть (баллон с кислородом остается открытым).
• В том случае, если мундштук резака засорится, его можно прочистить с помощью специальной иглы, изготовленной из меди или алюминия.

Недостатки и достоинства механической резки металла.

Основным недостатком механической резки металла является то, что все ее способы позволяют производить разрез только по прямой линии. В том случае, если требуется раскрой металла по сложной криволинейной траектории, этот вид резки применить невозможно. Кроме того, к недостаткам механической резки можно отнести и не слишком высокую производительность труда, а также недостаточно большую глубину пропила.

Но есть у механической резки металлов и свои достоинства – высокое качество среза и его высокая точность, возможность резки металла под углом и небольшие потери металла про его обработке (при применении ленточнопильного оборудования).

Способы и технология резки металла

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.

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 0 С, 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.

Резка металла: как режут металл — инструменты и способы

В упрощённом виде технология резки металла заключается в следующем:

• Режущая кромка инструмента внедряется в заготовку;
• Движение инструмента по верхнему слою металла приводит к отрыву его от основной заготовки, срезаемый слой при этом испытывает пластическую деформацию.

Когда создавшееся в этом слое напряжение становится выше прочности металла, происходит скалывание и образуется стружка (элементы припуска постепенно переходят в стружку).

Резка металла может быть холодной и с применением высокотемпературных технологий.

При холодном способе — к материалу применяется механическое воздействие, режущий инструмент при этом должен иметь большую твердость, чем заготовка. В этом случае используются различные пилы, прессножницы, шлифмашинки, болгарки.

При горячей обработке — металл при помощи инструмента расплавляется в месте разреза, а расплав удаляется потоком газа. Системы для такого способа резки – это автогены, плазменная резка, кислородная, воздушно-дуговая, лазерная.

При применении некоторых способов обработки нельзя получить необходимую чистоту — это воздушно-дуговая, кислородная резка и обработка болгаркой. Поэтому эти способы применяют для подготовительных работ, нарезания заготовок и демонтажа.

Та как же режут металл?

Способы резки металла можно разделить на несколько групп: механическая резка (зенкование, сверление, фрезерование, шлифование и др), гидроабразивная, лазерная, газовая, плазменная резка.

Механическая резка может производиться при помощи углошлифовальной машины (болгарки), гильотины, стационарной циркулярной пилы, ленточнопильного станка. Существенным недостатком механической резки является то, что с её помощью возможно производить только прямолинейные разрезы. К достоинствам относят экономичность, высокую точность и ровные края разреза.

• Резка болгаркой применяется для сортового металлопроката, имеющего небольшой и средний диметр и используется в производстве уголков, арматуры, квадратов, кругов и т.д. Данный метод отличается, с одной стороны, невысокой производительностью, с другой – малыми количествами побочных продуктов – окислов и окалины в месте разреза.
• Резка циркулярной пилой позволяет производить разрезы под углом, а также достигать высокой точности и качества разреза. К недостаткам можно отнести низкую скорость, ограничения в глубине разреза и сравнительно высокое количество отходов.
• Резка или, точнее, рубка металла гильотиной является наиболее продуктивным и недорогим способом обработки металла. При этом имеются ограничения в производстве деталей со сложной конфигурацией.
• Ленточнопильный станок позволяет производить резку любых металлов и сплавов, в том числе и под углом, с минимальными потерями металла, получая идеальную кромку. Способ имеет ограничения в размерах отрезаемых деталей.

Гидроабразивная резка является одним из инновационных методов и позволяет с высокой точностью производить раскрой металла толщиной до 30 см. При использовании данного метода не требуется последующая обработка краёв разреза. Резка производится на специальном оборудовании при помощи смеси воды с абразивным песком, которая подаётся под высоким давлением через узкое сопло. К преимуществам метода относится отсутствие термического воздействия на металл, что предупреждает его деформацию. К недостаткам – высокая стоимость и неприменимость для металлов, подверженных коррозии.

Газовая резка производится при помощи специального оборудования путём интенсивного оплавления металла, которое происходит под воздействием направленного потока газокислородной смеси. Данный способ подходит для резки металлов и сплавов, имеющих небольшую теплопроводность. Для газовой резки характерно наличие в местах разреза окислов, наплывов и окалины, образующихся под воздействием высоких температур.

Плазменная резка осуществляется при помощи подающейся под высоким давлением смеси газов, в результате чего происходит частичное выгорание , плавление и полное выдувание частиц металла в месте разреза. Данный способ применим к любым разновидностям металла, он является одним из наиболее экономичных и производительных методов (в 4 раза быстрее лазерной резки, в 8 раз – гидроабразивной и в 10 – механической). Потери металла при плазменной резке минимальны, как и негативное воздействие на окружающую среду. Плазменную резку применяют для любого токопроводящего металла толщиной от 1 до 150 мм, при этом полученные детали имеют ровные и гладкие кромки и не требуют последующей обработки. Способ применим как для единичного, так и для серийного производства.

Лазерная резка металла происходит на специальных станках под интенсивным воздействием на прокат лазерного луча, который испаряет часть металла. Оставшийся в месте разреза расплавленный металл выдувается потоком газовой смеси. При помощи лазерной резки можно получать детали высокой точности и любой конфигурации, с ровными, не требующими обработки краями. К достоинствам можно отнести и отсутствие деформации.

Недостатками данного метода являются его высокая стоимость, ограничения в толщине проката (до 20 мм) и типе металла (метод плохо подходит для нержавеющей стали, алюминия и других металлов, обладающих высокой отражающей способностью).

Оборудование для резки металла

Всё оборудование для резки металла делится на группы, исходя из особенностей техпроцесса:

• плазменная;
• лазерная;
• гильотинные ножницы;
• гидроабразивная;
• газовая;
• дисковая;
• резка пилой;
• абразивно-отрезная.

Плазменная резка

Плазменный раскрой — это термическая обработка листового проката. Как правило, этот способ обработки применяется к деталям, толщина которых 10 мм…20 мм.

Качество реза во многом зависит от:

• толщины и свойств заготовки;
• состава необходимых смесей;
• характеристик плазмотрона.

Очень важно правильно подобрать режим работы плазмореза. Например, в зависимости от толщины детали:

• ≤ 10 мм раскрой производится плазменной струёй (дуга между электродами);
• > 10 мм – дугой прямого воздействия (заготовка входит в электроцепь), необходима её стабилизация.

Большое значение имеет правильный подбор источника тока.

Сложный технологический процесс, но соблюдение всех требований даст великолепный результат: высокая производительность, отличное качество и низкая себестоимость.

Пример оборудования: установка плазменной резки с ЧПУ «Vanad» серии «КОМРАКТ».

Установка плазменной резки с ЧПУ «Vanad» серии «KOMPAKT».

Лазерная резка

Лазерный раскрой происходит благодаря фокусировке пучка света на небольшом участке обрабатываемого материала. Этот способ резки металла обладает рядом достоинств:

• высокая скорость;
• малая ширина реза (сокращает материальные потери);
• в зоне реза термические воздействия невелики;
• отсутствует деформация заготовки;
• резы любой формы не требуют обработки.

• необходимо учитывать взаимодействие луча света с обрабатываемым металлом. Например, лазером нельзя резать серебро из-за высокого коэффициента отражения;
• толщина заготовки ≤ 25 мм.

Пример оборудования: установка лазерной резки «Durma» серии «HD-M».

Установка лазерной резки «Durma» серии «HD-M».

Гильотинные ножницы

Это простой и надёжный станок для разрезания металлических изделий в любом направлении: поперечном или продольном.

Оборудование различают по типу привода:

• ручной;
• электромеханический;
• пневматический;
• гидравлический.

Пример оборудования: гидравлические гильотинные ножницы «ACL» серии «Q12KC».

Гидроабразивная резка

Гидроабразивное разрезание производится высокоскоростной струёй воды, смешанной с абразивом. Принцип действия этого метода следующий: поток воды, проходя сквозь отверстие Ø 0,2…0,4 мм, достигает скорости ≥ 900 м/мин. При столкновении с разрезаемой заготовкой, кинетическая энергия струи преобразуется в механическую энергию микроразрушения материала, и происходит резание. Гидроабразивная резка в промышленных условиях является процессом эффективным и высокопроизводительным.

Пример оборудования: станок гидроабразивного раскроя материалов «Mattex NWJ- 2000×4000».

Газовая резка

Газовый раскрой — это выжигание металла струёй кислорода: происходит разогрев заготовки пламенем газа с последующим воздействием на неё режущей кислородной струей.

Скорость разрезания зависит от материала заготовки:

• низкоуглеродистая сталь (содержание углерода 1%) режут с добавлением специальных флюсов;
• высоколегированная сталь, медь и бронза поддаются только кислороно-флюсовой резке;
• резать газом алюминий, вообще, невозможно.

Пример оборудования: установка газовой резки «Agat».

Установка газовой резки «Agat».

Дисковая резка

Дисковый раскрой применяется при продольном раскрое рулонной стали: сталь режется на узкие (шириной 30…400 мм) полосы, которые сматывается в штрипсы (используются при производстве сварных труб, профилей и сайдинга).

• производительности устанавливаются несколько параллельных дисков;
• точности – калибровочные втулки.

Пример оборудования: отрезной дисковый станок «FC-250».

Отрезной дисковый станок «FC-250».

Резка пилой

Пилы для разрезания металла имеют вид диска или ленты. Они используются на станках, работающих по разным схемам: возвратно-поступательное движение стола и пилы или маятниковое – диска. Разные способы резки позволяют получать различные точность и качество. Они определяют и общую производительность труда.

Применяются следующие схемы:

• маятниковая. Используется для создания прямых пропилов. Она осуществляются за счет возвратно-поступательных движений рабочего стола с заготовкой и маятниковых — режущего инструмента;
• ленточная. Принцип аналогичен обычной ручной ножовке, но применяется длинное полотно;
• дисковая. Внешне напоминает циркулярную пилу в столярном деле. Применяется для резки заготовок для крупных деталей. Режущий инструмент — зубчатый диск из инструментальной стали;
• торцовочная. Применяется для торцовки (подрезания торцов) и вырезки дефектных участков.

Пример оборудования: лентопильный станок.

Абразивно-отрезная резка

Представляет собой разрезание абразивным отрезным диском заготовок из цветных и чёрных металлов разного профиля. Применяется в заготовительных цехах промышленных предприятий и в бытовых условиях.

Преимущества таких станков:

• отсутствие сложностей в работе;
• простота обслуживания;
• высокая надёжность;
• низкая стоимость станков и режущего инструмента.

Пример оборудования: абразивно-отрезной станок «СОМ-400Г».

Абразивно-отрезной станок «СОМ-400Г».

Где купить

Компания ООО «РоллМет»;

Компания производит и продаёт станки поперечной, продольной и продольно-поперечной резки металла.