Прямолинейный раскрой заготовок из листа

Обновлено: 08.07.2024

Разрезание любого материала на заготовки преследует цель – получить из исходного полотна наибольшее количество требуемых изделий. Обязательные отходы при этом стараются минимизировать. Данное правило справедливо и для отделения заготовок при раскрое пиломатериалов на завершающем этапе переработки деловой древесины.

Формирование длины пиломатериалов поперечным распилом

Оборудование и организация раскроя пиломатериалов

Технологическая операция раскроя деловой древесины заключается в делении пиломатериала на черновые заготовки (с припусками под дальнейшую механическую обработку) с помощью режущего инструмента. Этот рабочий этап характеризуется получением неизбежных производственных отходов – опилок, стружки и кусковых отходов (горбыля, торцевых отрезков с выявленными пороками или дефектами, реек, другой крупной обрези). Их объем возрастает при распиле необрезных (придется удалять обзол) и сырых пиломатериалов (имеют увеличенные припуски для устранения в дальнейшем возможных дефектов покоробленности, трещин на торцах и учитывающих последующую усушку древесины).

Увеличить объем полезного выхода древесины помогает грамотная организация процесса и рабочего места, подбор оптимального способа и схемы раскроя, сводящих к минимуму возможные технологические потери, применение математических расчетных моделей для разработки раскроечных карт. Многое также зависит от применяемого промышленного оборудования и оснастки для разделения пиломатериалов, способного обеспечить высокую точность реза с минимальными припусками.

Предложенное видео знакомит с возможностями современного высокопроизводительного раскроечного оборудования с функцией удаления дефектных участков:

Перечислим виды разметки перед операцией раскроя:

Индивидуальный. Применяется к лесопильным материалам с наличием пороков, которые нужно обойти при разметке. Этот способ требует вовлеченности оператора, является более медленным, трудоемким. Его преимущество – при сниженном качестве исходного материала получается выполнить эффективный раскрой с выходом максимального количества качественных полуфабрикатов.
Групповой. Качественный материал не требует удаления дефектов и не имеет пороков. Его укладывают в пачку, которую раскраивают по намеченной схеме. Способ позволяет увеличить производительность, автоматизировать процесс.
Комбинированный. После индивидуального раскроя, отрезки пиломатериала определенной длины проходят стадию раскроя в пачках. Метод наиболее рационален для одновременного получения отрезков различной длины.

Для выполнения операций разделения пиломатериала могут применяться следующие станки:

Круглопильные – предназначены для поперечного (торцовочные станки), продольного и смешанного распила. По техническим особенностям и виду траектории подачи пилы различают маятниковые, шарнирные, балансирные и суппортные (наиболее точные) торцовочные станки. Аппараты продольного и универсального (смешанного) типа по количеству режущего инструмента бывают одно-, двух- или многопильными. Подача пиломатериала на режущий инструмент осуществляется вручную или механизированным способом с помощью вальцов, кареток, конвейеров.
Ленточнопильные, которые представлены двумя группами механизмов. Делительные станки предназначены для продольного реза линейных пиломатериалов с выходом более тонких изделий и досок. Подача в них механизирована, в зависимости от типа станка пильное полотно может иметь горизонтальное либо вертикальное положение. Столярные ленточнопильные станки бывают только вертикальными. С их помощью производится прямо- и криволинейный распил любых древесных пиломатериалов. Подача, для удобства и точности реза, выполняется вручную или с помощью автоподатчика.

Многопильный станок для продольного распила лесоматериалов

Разделение досок на черновые заготовки

Получение из доски прямолинейных заготовок требует раскроя на круглопильных станках. Для получения элементов с требуемыми размерами применяют следующие способы раскроя:

Поперечный – простой способ для формирования длины будущих заготовок. Идеальный вариант для обрезной доски с таким же сечением, как и у заготовки. Также применим для случаев, когда ширина отделяемых частей пиломатериала может быть свободной. Поперечный раскрой обеспечивают торцовочные станки. Рабочий процесс сопровождается образованием отходов: опилок, неровных торцовых отрезков, коротких участков доски (с недостаточной длиной для требуемой заготовки).
Продольный. При данном способе формируется ширина отделяемой части пиломатериала. Остальные размеры либо соответствуют заданным параметрам, либо могут быть свободными. При продольном кроении также могут вырезаться дефектные участки. Раскрой необрезной доски отличается увеличенным объемом отходов – к ним добавляются обзольные и свилеватые участки древесины.
Ребровый способ применим для формирования толщины тонких заготовок.

На практике перечисленные способы могут сочетаться. Например, при продольно-поперечном методе сначала получают доску нужной ширины, которую разделяют на части требуемой длины. Количество и очередность различных видов пропилов подбирают для обеспечения наиболее рационального и производительного раскроя.

Раскрой плитных материалов

Пиломатериалы большой площади – листы, плиты – являются заводскими изделиями со стандартными размерами. Их раскрой упрощен, так как не требуется отслеживать наличие каких-либо изъянов. Поступающий в работу материал гарантированно отвечает по характеристикам нормам, заложенным отраслевыми стандартами.

Основным критерием при раскрое плитных пиломатериалов считается рациональное использование большей площади сырья с максимально возможным выходом заготовок или готовых деталей. Следовательно, особое внимание уделяется разработке экономной схемы распила, выбору эффективного вида кроя с учетом возможностей применяемого оборудования.

Станки для работы с плитными, листовыми изделиями называются форматно-раскроечными. Они могут иметь конструктивные отличия, разные размеры рабочей зоны, мощность, производительность, точность. Также аппараты отличаются наборами дополнительных опций – возможность выполнения углового реза, изготовления паза определенной формы, доступность пакетной обработки, возможность работы с другими материалами (пластик, алюминий, оргстекло и другие).

Роботизированный центр по раскрою листовых пиломатериалов

Изготовление облицовок из строганного шпона

Тонкие древесные листы – шпон – применяют для облицовки деталей при изготовлении мебели. Технология их раскроя напоминает работу с картонно-бумажными изделиями. И станки применяют соответствующие: бумагорезательные, ротационные резательные (для рулонных материалов), ножницы гильотинные.

Обработка черновых заготовок

Первоначально брус и доску разделяют с припусками для торцовки, строгания, под усушку древесины. Из такого чернового полуфабриката получают чистовую заготовку, главное отличие которой – наличие чистовых баз для точного расположения на станке перед операциями обработки в нужный размер по сечению.

Чистовая база (пласть доски) формируется на фуговальном станке. На двусторонних агрегатах одновременно получают вторую базу на смежной поверхности и требуемый угол между полученными базами. Дальнейшая обработка заготовки производится после ее базирования по обработанной стороне. Для получения заданной толщины параллельно фугуют противоположную поверхность на определенном расстоянии. Сразу получить изделие нужной толщины с параллельными противоположными поверхностями позволяют рейсмусовые станки.

В работе рейсмусовый станок с ручной подачей пиломатериала

Окончательно ширина чистовой заготовки и перпендикулярность кромок формируются продольными распилами. В массовом производстве себя оправдывают высокопроизводительные 4-х-сторонние строгальные станки. Сечение заготовок в них формируют за один проход два горизонтальных и два вертикальных ножевых вала.

Калибрование заготовок щитов из древесностружечных плит

Технология калибрования предполагает выполнение дополнительной механической обработки для получения нужной толщины черновых заготовок, отделенных от древесностружечной плиты. Другие листовые пиломатериалы считаются сформированными по толщине и в калибровании не нуждаются. Результат может достигаться фрезерованием, строганием и шлифованием (самый распространенный метод).

Гнутые заготовки

Получить необходимые криволинейные заготовки можно несколькими способами:

Загибание линейной заготовки в шаблоне – применяется для брусков.
Гнутье при прессовании – способ для массивных древесных пиломатериалов.
С использованием гнутопропильной технологии – изогнуть лесоматериал помогают пропилы (продольные или поперечные), выполненные на изгибаемых участках.
Выпиливание – самый простой метод.

Запомните! При выпиливании прочность получаемых криволинейных изделий значительно снижается из-за повреждения (перерезания) древесных волокон.

Технология гнутья – сложный процесс, требующий применения специального оборудования. Его основное преимущество – получаемые гнутые изделия не теряют прочности материала.

Пресс для получения гнутых элементов при производстве мебели

Экономическую отдачу выполненного раскроя пиломатериалов оценивают по соотношению объемов отделенных заготовок и израсходованного исходного материала. Чем выше показатель, тем эффективней был применен способ раскроя.

Существуют несколько видов разрезания металла. Каждый из них выбирается в зависимости от разновидности листового металлического материала.

Раскрой металла можно производить:

ножницами;
гильотиной;
циркулярной пилой; ; ; ;
сверлением;
электроэрозией;
электроискровой;
плазмой.

Механический раскрой.

Это один из самых старых методов раскроя металлического материала. В наши дни существует множество более современных способов. Однако этот традиционный вид резки тоже применяется на практике. Механическую резку можно осуществлять самостоятельно. Если не хватает опыта и навыков можно заказать раскрой металлических листов в мастерской. Этот метод самый дешёвый из всех типов обработки металла.

Раскрой металла с помощью циркулярной пилы

Для раскроя металла потребуются специальные диски. Применяется использование:

Армированных абразивных отрезных кругов.
Дисков, имеющих напайки из твёрдого металла.

Отрезными кругами режут алюминий, дисками - более твёрдые металлы. Этот способ разрезания металлических материалов даёт точный и качественный результат. Циркулярной пилой можно резать лист под разными углами. Однако, имеются и недостатки. Разрез получается довольно широкий, поэтому теряется много материала (до 6 мм). Пропил ограничен до 10 мм. Скорость обработки небольшая.

Раскрой на ленточнопильном станке

Этот станок воздействует на металлический лист пилочной лентой. Такой пилой без труда разрезаются трубы, арматура, пруты и тому подобное. Ленточный аппарат хорош тем, что может разрезать изделие из любого металла, имеет не очень широкий разрез, может действовать в наклон до достижения 600. При этом получается красивая ровная кромка.

Резка при помощи гильотины

Это устройство очень продуктивно. Но разрезать лист толще 20 мм оно не сможет. Ещё один недостаток этого агрегата: раскрой сложных деталей на нём невозможен.
Но если нужен простой разрез, то дешевле этого способа не найти.

Термический раскрой

Термическая резка осуществляется с помощью трёх основных видов воздействия.

Лазерное.
Плазменное.
Газовое.

Рассмотрим каждый из них.

Раскрой лазером.

Лазерные станки воздействуют на металлический материал посредством лазерного луча. Металлический лист устанавливается на рабочую поверхность и закрепляется. С помощью лазерного устройства (волоконного, твердотельного или газового) происходит разрезание. Режим мощности излучения устанавливается по выбору. Воздействие может быть импульсным и непрерывным.

Этот метод раскроя металлических деталей довольно часто используется. Однако далеко не все желающие могут себе позволить такое оборудование. Дело в том, что оно очень недёшево. Себестоимость изделий, обработанных на таких станках, будет довольно высокая. Окупаться оборудование будет долго. Для небольших предприятий это не выгодно.

Если говорить о преимуществах, то лазерный агрегат, прожигающий материал и осуществляющий таким образом разрезание металла, имеет их довольно много.

Он справится с любыми сплавами.
Качественно обработает хрупкий материал. Этого удаётся достичь благодаря тому, что отсутствует непосредственный контакт с обрабатываемой поверхностью.
Лазером можно быстро обработать большое количество материала.
Подсоединение к компьютеру или ЧПУ дают возможность выполнять очень сложные и трудоёмкие операции.

Наша компания выполняет резку листового металла любой сложности

Плазменный раскрой.

При использовании этой технологии раскрой металла производится путём действия на материал разогретой плазменной струёй. Этот вид раскроя имеет большую популярность. Такой струёй можно резать материалы, не проводящие электричество. Расплав может удаляться при помощи плазменной дуги. К числу достоинств этого способа относится:

Разрезание металла происходит очень быстро.
Края реза получаются качественные и ровные.
Струя нагревает металл только в области реза.
Не наблюдается деформация металлического материала.

Газовый раскрой.

Газовое, а точнее кислородное воздействие на металл - метод дешёвый и часто используемый. В зону реза направляется струя кислорода, при этом нагрев материала в этой зоне достигает 12000°C. Этот метод хорошо подходит, когда нужно разрезать углеродистую, низко- и среднелегированную сталь. К преимуществам данного способа можно отнести:

Невысокую стоимость раскроя.
Ровную кромку реза.
Воздействие на металлический лист под любым наклоном.
Способность разрезать толстые листы металла.

Подводя итоги обозрения методов раскроя металла, необходимо отметить, что этими технологиями современная металлообрабатывающая промышленность не ограничивается. Технический прогресс способствует появлению нового оборудования и других технологий.

Резка листового металла — это предварительный этап обработки металлопроката при производстве изделий и конструкций, подразумевающий раскрой цельного полотна на части различного размера и формы (заготовки).

Различают следующие способы обработки:

В статье рассмотрены особенности популярных методов резки, таких как плазменная резка металла в Минске, газовая резка, резка лазером, ножницами, болгаркой и другими устройствами, применяемыми для раскройки металла.

Методы механической резки

Основаны на воздействии на металл режущим инструментом, который прочнее и тверже обрабатываемого материала. Не предполагает нагрев листа, поэтому такую обработку называют холодной.

Резка гильотинными ножницами

Вид ударной обработки, который подразумевает разрезание листового металла специальными ножами или ножницами по металлу на станке с фиксацией. Используется для производства заготовок.

ровный край реза;
отсутствие выщербин и заусениц;
быстрота обработки материала.

ограничение по толщине рубки (до 20 мм);
невозможность изменения направления резки (только прямолинейная).

Резка дисковыми ножницами

Дисковые ножницы представляют собой станок с парой режущих дисков с углом заострения 90 градусов из высоколегированной стали. Листы металла могут подаваться вручную или при помощи автоматического устройства подачи.

точность резки;
высокое качество линии реза;
простота и удобство использования.

Резка болгаркой

Обработка ручным электроинструментом — углошлифовальной машиной (УШМ) с режущей абразивной насадкой. Эффективная резка осуществляется ближней частью абразивного диска.

возможность фигурной резки (осуществляется насадками самых малых диаметров либо почти отработанными дисками).

не подходит для обработки листового металлопроката с полимерным напылением (абразивные насадки портят покрытие и снижают его защитные свойства по линии реза);
особые требования относительно техники безопасности;
обильный вылет осколков;
невозможность длительной непрерывной резки (чтобы рабочий ресурс насадки не выработался слишком быстро, через каждые 5-7 минут работу необходимо прерывать на 20-30 минут).

Ленточнопильная резка

Выполняется на специальном ленточно-пильном станке. Требует правильного подбора шага зубьев режущего полотна, а также верного выбора скорости подачи листа. Подходит для быстрого изготовления небольших изделий.

высокая скорость получения детали;
точность обработки;
возможность изменения угла резки.

невозможность изменения направления резки (производство фигурных деталей);
максимальный размер детали ограничен возможностями станка.

Гидроабразивная резка

Осуществляется смесью воды и абразивного материала (песка), которая подается под высоким давлением через узкое сопло в место реза. Подходит для раскройки материала толщиной до 30 0 мм.

высокая точность;
края реза не нуждаются в дополнительной обработке;
отсутствует термическая деформация металла.

высокая стоимость оборудования и работ;
не подходит для обработки металлов и сплавов, подверженных коррозии.

Методы термической резки

Газовая резка

Способ термической обработки, при котором материал нагревается до температуры воспламенения, после чего под высоким давлением подается струя кислорода. Она разрезает металл по всей толщине, плавно перемещаясь вдоль направления реза.

Используется для исправления дефектов, вырезки заготовок и прорезания отверстий.

высокая скорость резки;
отсутствие ограничений по форме и размерам;
возможность использования для резки ржавого и окрашенного металла;
толщина обрабатываемого листа – до 200 мм.

низкое качество обработки (увеличенная ширина реза, окислы и наплывы);
не подходит для производства заготовок небольшого размера.

Плазменная резка

Осуществляется высокотемпературной струей плазмы, получаемой при помощи электродугового разряда. Воздействие плазмы вызывает оплавление, выгорание и выдувание материала из листа. Обработка металла происходит при температуре от 15 000 до 30 000 градусов °C, что делает этот метод обработки применимыми к любым типам металлов и сплавов.

Используется для резки гибких листов толщиной до 200 мм. При этом крайне высокие температуры в зоне резки не оказывают теплового воздействия на материал рядом с ней, благодаря чему лист не деформируется, а характеристики материала не ухудшаются.

подходит для обработки любых типов сталей, включая сплавы с высоким коэффициентом расширения;
высокая скорость и точность резки;
простота работы с плазморезом;
возможность фигурной резки;
безопасность процесса (благодаря отсутствию газовых баллонов).

относительно небольшая максимальная толщина реза (до 50 мм в зависимости от мощности плазмореза);
необходимость строго придерживаться перпендикулярного угла реза.

Лазерная резка

В основе способа лежит принцип воздействия на материал тепловой энергией узкосфокусированного лазерного луча.

Благодаря возможности точной и сложной фигурной резки, способ используется в ювелирном деле, для производства деталей машиностроительного производства, элементов декоративных кованых изделий и других областях, где необходима точная обработка.

Ламинированная древесно-стружечная плита (ЛДСП) на сегодняшний день является основным материалом для массового изготовления мебели. Этот продукт деревообработки применяется не только на мебельных фабриках, но и используется домашними мастерами.

Для изготовления мебели листы ЛДСП необходимо распилить таким образом, чтобы материал не покрылся сетью трещин или сколов. Выполнить такой раскрой можно с применением специального промышленного оборудования или обычных домашних инструментов. Выполнение работ требует определенных навыков и опыта.

Основные правила

Особенностью ламинированного ДСП является то, что материал имеет твердое защитное покрытие, которое представляет собой многослойную пленку из бумаги со смолой, спрессованную под действием высокой температуры и давления. Толщина ламинированного слоя у ЛДСП невелика, но она надежно защищает материал от воздействия влаги и механических повреждений. Распиловка ЛДСП представляет собой сложность, связанную с тем, что под действием режущего инструмента ламинированный слой растрескивается, тем самым ухудшая эстетический внешний вид листа. Ширина сколов невелика, но устранить их бывает не всегда возможно.

Раскройка ламинированного ДСП может быть выполнена с применением электролобзика, дисковой пилы или обычной ручной пилы с редкими мелкими зубцами.

Чтобы резка материала была выполнена аккуратно и качественно, необходимо придерживаться следующих правил:

чтобы зубья пилы не повредили ламинированный слой материала, на линию распила приклеивают клейкую монтажную ленту;
для облегчения процесса пиления острым лезвием ножа необходимо процарапать слой ламинации до достижения слоя из щеп, при этом направление лезвия должно проходить по касательной, относительно поверхности материала;
полотно пилы в процессе пиления важно держать под острым углом 30 градусов относительно поверхности заготовки;
при использовании электроинструмента работы выполняют на низких скоростях;
на готовой детали необходимо сделать срез тонкого слоя ламинированной части под углом 45°;
после распила кромку заготовки обрабатывают напильником по направлению от периферии к середине;
после того как край среза будет обработан напильником, его закрывают самоклеящейся накладной меламиновой полосой, либо это может быть кант в виде буквы С или Т.

Что может понадобиться?

На мебельных предприятиях распиловка ЛДСП выполняется на специальном оборудовании – обычно это станок с ЧПУ, на стол которого укладывают лист материала. Циркулярная пила такого станка делает чистый срез без сколов. Форматная резка заготовок происходит в массовом количестве, и помимо распиловки в производственном процессе для обработки мебельных деталей используется дополнительные приспособления и материалы. Большинство торговых компаний оказывают населению услуги по распиловке приобретенных мебельных щитов, но некоторые мастера предпочитают выполнять эту работу самостоятельно. Пилить материал ЛДСП своими руками в домашних условиях намного сложнее. Ручная пилка потребует от мастера осторожности и наличия определенного инструмента.

Удобнее всего выполнять распил ламинированной древесно-стружечной плиты с помощью фрезера или электролобзиком. Продуктивнее всего раскрой выполняется с использованием циркулярной пилы, но правильный выбор диска для чистого реза довольно сложен.

Кроме того, для работы по обработке ЛДСП потребуется специальный рабочий стол с направляющими кромками.

При выполнении работы обычным электролобзиком при отсутствии опыта работы на материале часто образуются сколы, так как с помощью этого инструмента сделать идеальный срез довольно проблематично. Процесс пиления можно облегчить, если закрепить на лобзике биметаллическую пилку для ламината, зубцы у которой заточены во внутреннем направлении. Работу электролобзиком выполняют на малых оборотах подачи пилящего полотна, делают это для того, чтобы при работе на ламинированной поверхности не появлялись трещины.

Еще одним способом распилить ламинированный лист ДСП является применение ножовочного полотна. Для работы подойдет ножовка по металлу, у которой зубья очень мелкие. Для работы полотно придется подготовить, то есть выполнить разведение зубьев на 0,5 по толщине полотна. Само полотно должно быть выполнено из закаленной марки стали. Не всякий электроинструмент подходит для работы с ламинированным материалом. Эту мебельную плиту невозможно качественно распилить углошлифовальным инструментом, называемым болгаркой. Скорость вращения диска у этого инструмента очень высока и сколы на ЛДСП будут неизбежны, особенно если применять для работы циркулярные диск с большим размером по диаметру.

Методы раскроя листа можно разделить на две группы: механические и термические. К первой группе относятся разрезание ножницами, фрезерование, сверление, штампование и т.д. Ко вторым – кислородная резка, плазменная резка, резка лазером, резка методом электрической эрозии.

Под раскроем листовых материалов понимают принятое расположение штампуемых деталей (заготовок) на листе, полосе или ленте. При этом раскрой должен обеспечивать минимальный расход металла, простоту конструирования штампа и высокую производительность. При резке листа различают поперечный, продольный и комбинированный (рис. 1.1) виды раскроя. При резке полос – раскрой с отходами, с частичными отходами и безотходный виды раскроя.

Рис. 1.1. Расположение ряда раскроя при комбинированной схеме раскроя листа

Потери при раскрое зависят от геометрической формы детали, не кратности листового материала, величины перемычек (межконтурных и внешних) и припусков на обрезку. Выделяют также различные виды раскроя: многорядный, наклонный, встречный, и др. Выбор варианта раскроя позволяет оптимизировать процесс и получить наиболее высокий коэффициент использования металла, который в общем случае определяется как отношение суммарной площади готовых деталей к площади заготовки.

Основной и наиболее простой способ раскроя листа – обычные ножницы по металлу. Типами ножниц являются ножницы с параллельными ножами (рис. 1.2а), ножницы с наклонными ножами (гильотинные) (рис 1.2б), дисковые (рис. 1.3) и вибрационные ножницы.

Рис. 1.2а Рис. 1.2б

Гильотинные ножницы предназначены для продольной и поперечной резки листового проката. Поперечная резка листа производится за один ход ножа гильотины, продольная резка производится рядом повторных резов при продвижении листа металла вдоль линии реза. При этом длина листа может быть неограниченной, а ширина отрезаемой полосы определяется величиной вылета станины гильотинных ножниц. Причём важно понимать, что раскраивать металлический лист можно не только по прямым линиям, но и криволинейно.

В промышленности нередко можно столкнуться с необходимостью изготовления сложных металлических вырезок по заранее данному шаблону. Огромное количество мелкосерийных производств основано на криволинейном раскрое листа и резании по шаблону. Продукция, выпускаемая такими организациями, представляет собой детали, отличающиеся сложным внутренним и внешним контуром. Область применения раскроя листа чрезвычайно широка – данная операция используется и в простых ремонтных мастерских, и в промышленном и транспортном машиностроении.

Лазерная резка листов – это бесконтактный способ обработки металлопроката. В качестве инструмента используется сконцентрированный лазерный луч со строго заданной мощностью.

Лазерная установка для раскроя листа предназначена для мелко- и крупносерийного производства. В установках для лазерного раскроя используют твёрдотелые и газовые лазеры, работающие в непрерывном и импульсно-периодическом режимах. Лазерная технология раскроя листа хороша тем, что в таком случае образуется меньше отходов, а производительность всего процесса увеличивается.

Рис. 1.4. Процесс раскроя листа на станке лазерной резки с ЧПУ.

Преимущества лазерной резки металла:

· безопасность (по сравнению с механической и химической обработкой);

· позволяет работать со сложными формами и контурами заготовок;

· оказывает минимальное воздействие на обрабатываемый материал (срез остается ровным и аккуратным);

· мощность лазерного луча может регулироваться в зависимости от типа металла, размеров и толщины предполагаемых изделий и т. д.;

· исключает риск деформации заготовок;

· после выполнения резки нет необходимости проводить дополнительную механическую обработку;

· экономия обрабатываемого материала, а значит, низкие материальные затраты клиента.

Для распространения лазерного луча практически не существует ограничений, что дает возможность осуществлять резку металла в любом положении обрабатываемого материала, вне зависимости пространственного расположения разрезаемой поверхности. Но существуют и ограничение в применении лазера. Им можно разрезать листы металлопроката толщиной не более 15-20 мм.

Рис. 1.5. Пример раскроя листа лазерной резкой.

Ещё одна технология раскроя листа – это гидроабразивная резка (рис. 1.6). К основным преимуществам автоматизированных комплексов гидроабразивной резки относятся отсутствие зоны термического влияния, невысокие потери материала, универсальность, экологическая чистота процесса и возможность работы с материалами большой толщины..

Если обычную воду сжать под давлением около 4000 атмосфер, а затем пропустить через отверстие диаметром меньше 1 мм, то она потечет со скоростью, превышающей скорость звука в 3–4 раза. Будучи направленной на обрабатываемое изделие, такая струя воды становится режущим инструментом. С добавлением частиц абразива ее режущая способность возрастает в сотни раз, и она способна разрезать почти любой материал.

Технология гидроабразивной резки основана на принципе истирающего воздействия абразива и водяной струи. Их высокоскоростные твердофазные частицы выступают в качестве переносчиков энергии и, ударяясь о частицы изделия, отрывают и удаляют последние из полости реза.

Обычно для изготовления деталей необходимо выполнить несколько операций, таких как: рубка заготовки с помощью гильотины или вырезание с помощью газопламенной резки, токарная обработка, фрезерование, сверление отверстий. Как правило, все эти процессы выполняются вручную с высокими трудозатратами. Для производства каждой детали требуется провести огромную работу. При этом в отход уходит большое количество материала, а так же высока вероятность возникновения брака.

Плазменный раскрой позволяет заменить все эти процессы одним. Достаточно разместить на установке лист металла и вырезать готовые детали, совершенно идентичные одна другой. При этом будет рационально использоваться материал за счёт оптимального раскроя листа. Высокая точность реза позволит свести к минимуму окончательную обработку детали или совсем исключить необходимость этого процесса. Скорость, с которой происходит раскрой металла, позволяет на порядок увеличить производительность.

Рис. 1.7 Плазменный раскрой металла.

Плазменная резка металла является высокопроизводительным способом обработки черного металлопроката и цветных металлов и сплавов толщиной до 30 мм. Процесс происходит за счет потока плазмообразующего газа, локально выдувающего расплавленный металл в месте реза. Плазма образуется за счет воздействия электрической дуги, горящей между плазмотроном и деталью, при постоянной подаче плазменного газа. Основные показатели при таком технологическом способе, такие как скорость и качество, зависят, прежде всего, от того какой плазмообразующий газ применяется при резке.

Для сравнения с раскроем листа лазером, приведем маленькую таблицы 1 и 2:

Плазменная	Лазерная
Rz= 80	Rz = 40
Точность 14 квалитет	Точность 14 квалитет

Толщина металла S=3-5 мм.

Плазменная	Лазерная
Rz= 80-160	Rz = 40
Точность 15 квалитет	Точность 14 квалитет

Толщина металла S=15-20 мм.

Однако у обоих методом низкие временные затраты, в сравнении с электроэрозионным методом.

Электроэрозионная обработка основана на вырывании частиц материала с поверхности импульсом электрического разряда. Если задано напряжение (расстояние) между электродами, погруженными в жидкий диэлектрик, то при их сближении (увеличении напряжения) происходит пробой диэлектрика – возникает электрический разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.

Рис. 1.8. Иллюстрация работы электроэрозионного раскроя листа.

( 1- Инструмент, 2 – заготовка, 3 – жидкий диэлектрик, 4 – искра)

Так как длительность используемых в данном методе обработки электрических импульсов не превышает 0,01 c, выделяющееся тепло не успевает распространиться вглубь материала и даже незначительной энергии оказывается достаточно, чтобы разогреть, расплавить и испарить небольшое количество вещества. Кроме того, давление, развиваемое частицами плазмы при ударе об электрод, способствует выбросу (эрозии) не только расплавленного, но и просто разогретого вещества. Поскольку электрический пробой, как правило, происходит по кратчайшему пути, то, прежде всего, разрушаются наиболее близко расположенные участки электродов. При приближении одного электрода заданной формы (инструмента) к другому (заготовке) поверхность последнего примет форму поверхности первого. Производительность процесса, качество получаемой поверхности в основном определяются параметрами электрических импульсов (их длительностью, частотой следования, энергией в импульсе).

Электроискровые методы особенно эффективны при обработке твёрдых материалов и сложных изделий. При обработке твёрдых материалов механическими способами большое значение приобретает износ инструмента. Инструментом в электроискровой обработке является тонкая проволока, которая является более дешевой по сравнению с инструментом для механической обработки.

При газовой резке металлы обрабатываются смесью кислорода и горючих газов. Процесс основан на особом свойстве металлов и сплавов, гореть в технически чистом кислороде, и происходит вследствие химического и теплового воздействия. При этом металл нагревается до температуры воспламенения по линии разреза и сжижается в струе чистого кислорода, а струя одновременно с этим удаляет продукты сгорания.

Преимущества использования кислородной резки металла очевидны в тех случаях, когда требуется раскрой листового металла толщиной свыше 100 мм.

В таблице представлены общие плюсы и минусы всех выше перечисленных видов раскроя листа.

Способ резки	Положительные моменты	Недостатки
Ножницы	· самая быстрая резка · возможность продольной и поперечной резки	· самый не точный метод · требуется последующая механообработка листа
Лазерная	· высокая скорость резки · отсутствие деформации материала · возможность получения сложных форм при резке	· не все материалы могут быть обработаны (явление отражения) · высокая стоимость оборудования · толщина резки – менее 20 мм
Гидро-абразивная	· резка толстостенного материала (более 100 мм) · не выделяется тепло · отсутствует зона термического воздействия · получение различных форм при резке · возможность резки несколькими резаками одновременно · требует минимальной последующей механообработки	· более низкая точность, чем при лазерной резке · низкая скорость резки · быстрый износ рабочей деталей установки · трудности с отчисткой сточных вод · высокий уровень шума при работе · высокая стоимость установки · высокая стоимость расходных материалов
Плазменная	· обработка любого типа металла · требует минимальной последующей механообработки	· толщина реза – менее 80 мм · жесткие требования к отклонению от перпендикулярности реза (износ расходных материалов)
Электро- эрозионная	· толщина реза – до 400 мм · высокая точность резки · возможность резки в пакете	· низкая скорость резки · большая себестоимость · обязательное наличие электролита
Газовая	· толщина 400м и выше · низкая стоимость оборудования · различные положения резки	· резка только углеродистых сталей · толщина резки – до 30 мм · значительная зона термического воздействия · требует последующей механообработки

Технологии раскроя листа

Рис. 2.1 Электромеханические гильотинные ножницы
Cidan (Швеция)

Гильотинные ножницы фирмы Cidan позволяют достичь точности ±0,1 мм по заднему упору. Они могут быть оборудованы ручным или приводным задним упором с ходом 750-1000 мм, а также ЧПУ для программирования положения заднего упора и количества отрезаемых заготовок определенной длины. Ножницы гильотинные могут оснащаться различными системами поддержки и сброса листа, помогающими более точно отмерять лист при резке и препятствовать изгибанию и неаккуратному падению отрезанных кусков.

Рис. 2.2. Линии продольного и поперечного
раскроя металла Cidan (Швеция)

Линии продольного и поперечного раскроя рулонной стали Cidan представлены сериями QLA-Combi, QLA-Profi, QLA Turbo. Они спроектированы по принципу модульной системы, что дает возможность максимально учитывать техническое задание заказчика. QLA Turbo наиболее мощная серия линий раскроя, предлагаемая для резки рулонов с шириной листа до 1050 мм, 1250 мм и 1550 мм.

Рис. 2.3. Пресс-ножницы гидравлические Kingsland (Бельгия)

Это многофункциональные гидравлические станки усилием для заготовительного производства, имеющие несколько рабочих секций: для пробивки отверстий различной формы, для резки полосы, рубки круглого и квадратного прутка и фасонного проката (уголка, швеллера, двутавра), для гибки недлинных полосовых заготовок. К многофункциональному гидравлическому станку может поставляться большое количество разнообразного инструмента (для пробивки фасонных отверстий по чертежам заказчика, для высечки на трубах, вырубки пазов, пробивки в перемычке швеллеров и двутавров), а также разной оснастки типа переходников штампов, специальных подштамповых плит и т.п. для различных операций.

Рис. 2.4. Ручные гильотинные ножницы H.M. Transtech (Словакия)

Гильотинные ножницы ручные предназначенные для прямолинейной резки как листового металла, так и других материалов: пластика, резины и т.д. Управление осуществляется рукояткой или педалью.

Рис. 2.5. Угловысечные прессы с фиксированным
углом высечки Haco (Бельгия)

Угловысечной пресс — небольшой удобный станок (ручной, пневматический или гидравлический) для высечки углов на металлическом листе, например, для последующего изготовления коробок на сегментном листогибе (в случае тонкого листа) или листогибочном прессе. Различные модели этих угловысечных прессов отличаются принципом действия и тем, что наиболее простые могут высекать только фиксированные углы (90 град), а более сложные имеют ножи с регулируемым углом высечки.

Дополнительный материал

Пример правильных (а) и нерациональных (б) раскроев листа.

Историческое сочинение по периоду истории с 1019-1054 г.: Все эти процессы связаны с деятельностью таких личностей, как.

Тест Тулуз-Пьерон (корректурная проба): получение информации о более общих характеристиках работоспособности, таких как.

Читайте также: