1.4.7 Лазерная резка
В последние годы получает развитие разрезание лазерным лучом, при котором невидимый мощный луч когерентного монохроматического света расплавляет, испаряет металл и разрезает его в экзотермической реакции с использованием кислорода в качестве режущего газа.
Резку лазером, работающем на углекислом газе, применяют для многих металлов, которые поглощают (абсорбируют) лазерное излучение и имеют относительно невысокую теплопроводность (стали, титановые сплавы и др.). Скорость резки обратно пропорциональна толщине материала, пропорциональна мощности лазерного излучения. Применение лазерной резки наиболее эффективно для получения заготовок с контуром сложной формы из листов толщиной до 10 мм, резки труднообрабатываемых металлов. Возможны вырезы по контурам с малыми радиусами скругления, острыми углами, узкими перемычками.
Лазерная
резка относится к числу прогрессивных,
развивающихся способов благодаря
следующим преимуществам перед другими
видами резки: не требуется изготавливать
инструмент; отсутствует силовое
воздействие на разрезаемый металл;
возможна вырезка сложных контуров с
острыми углами и малыми радиусами, с
точностью размеров 0,05 мм; низкий уровень
шума; узкая прорезь (0,13–0,38 мм); малая
зона термического влияния (0,1–0,2 мм);
отсутствует утяжина, скругления кромок
и заусенцы; высокая скорость резания
(до 15 м/мин); гладкая поверхность реза
(
мкм);
малое подготовительно – заключительное
время; простота программирования вырезки
контуров с помощью ЧПУ. Эффективно
применение лазерной резки в комплексе
со штамповкой на специализированых
прессах с ЧПУ.
1.4.8 Выбор способа разделения металла на заготовки. Отходы металла при разрезке
Отходы металла при раскрое проката следующие: концевые обрезки, прорезка, не кратность, опорные концы.
Концевые обрезки – отходы при удалении дефектных концов прутка. При разрезке в штампах и на ножницах длина концевых обрезков составляет:
.
(1.19)
Прорезка – отход, зависящий от толщины инструмента (резца, фрезы, полотна пилы). При разрезке в штампах и на ножницах он равен нулю.
Некратность – отход, вызванный колебанием длинны прутка и немерностью последней заготовки. Средневероятная (расчётная) длинна некратности определяется по формуле:
.
(1.20)
Опорный конец – отход, равный концевому отрезку штанги, необходимому для поперечного зажима при отрезке последней заготовки. Его длина:
.
(1.21)
Заготовки требуемого качества могут быть получены разными способами отрезки. При выборе наиболее рационального способа надо учитывать вид и свойства разрезаемого металла, форму и размеры сечения, относительную длину заготовок, требования к ним, отходы металла (таблица 1.7).
На выбор способа разрезки влияет годовой объём производства заготовок. Рациональным способом разрезки будет тот, который, обеспечивает получение заготовок необходимого качества, наиболее экономичен при заданном объёме производства. Самым производительным, металл сберегающим и экономичным способом разделения проката на точные заготовки является разрезка в штампах и на ножницах.
Разрезка проката в штампах и на современных торцевых ножницах обеспечивает существенную экономию металла по сравнению с разрезкой на плитах или с отрезкой на токарных станках. Поэтому при выборе способа разрезки надо, прежде всего, рассмотреть возможность использования этого способа.
Таблица 1.7 – Области применения способов разрезки
Способ разрезки |
Ширина прорези, мм |
Область применения |
|
Отрубка |
0 |
Разделение проката в скоростных машинах «МИР». |
|
2–25 |
Отделение заготовок под ковку и штамповку |
||
Обработка клиновым инструментом |
0 |
Разделение прутков и труб диаметром до 60 мм из металлов средней и высокой твёрдости на заготовки длиной более 0,8 диаметра. |
|
Ломка холодная |
0 |
Разделение сортового проката из твёрдых металлов на заготовки длиной более 0,8 диаметра. |
|
Разрезка в штампах и на ножницах |
0 |
Основной способ разрезки сортового проката из разны металлов на мерные заготовки длиной более 0,6 диаметра. Разрезка алюминиевых и медных прутков диаметром до 60 мм на точные короткие заготовки длиной менее 0,8 диаметра. |
|
Разрезка кручением |
0 |
Ограниченное применение для разрезки толстостенных труб из среднеуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей на заготовки длиной более 0,8 диаметра. |
|
Продолжение таблицы 1.7 |
|||
Способ разрезки |
Ширина прорези, мм |
Область применения |
|
Разрезка зубчатыми пилами |
дисковыми |
4–14 |
Разрезка профилей, проката, труб диаметром до 600 мм на точные заготовки любой длины. |
ленточными |
0,8–2,2 |
Разрезка фасонных профилей, отрезка литников и прибылей.
|
|
ножовочными |
2,5–4 |
Разрезка проката, профилей , труб в единичном, мелкосерийном и серийном производствах. |
|
Разрезка на токарно – разрезных станках |
2–10 |
Разрезка круглого проката и труб диаметром до 120 мм при высоких требованиях к точности заготовок в единичном и мелкосерийном производствах. |
|
Разрезка абразивными кругами |
1–2,5 |
Высокопроизводительная резка проката и труб любого профиля из труднообрабатываемых и закалённых металлов на точные заготовки. |
|
Резка фрикционными пилами |
4–8 |
Разрезка труб и фасонного проката при допустимости шероховатой поверхности среза и наплывов на торцах, преимущественно в металлургическом производстве. |
|
Резка электромеханической пилой |
2–3 |
Вместо резки фрикционной пилой.
|
|
Резка электроэрозионная |
2–5 |
Разрезка трудно деформируемых металлов и сплавов.
|
|
Окончание таблицы 1.7 |
|||
Способ разрезки |
Ширина прорези, мм |
Область применения |
|
Анодно – механическая резка |
0,5–2,0 |
Резка металлов любой твёрдости и любых форм сечения в тех случаях, когда механическая резка затруднена. |
|
Кислородная резка |
2,5–10 |
Зачистка и разрезка низко- и среднеуглеродистых сталей, титановых сплавов при толщине 50–2000 мм в основном в мелкосерийном производстве. |
|
Кислородно – флюсовая резка |
2,5–10 |
Разрезка высоколегированных, хромистых, хромоникелевых, вольфрамовых сталей и медных сплавов толщиной до 500 мм. |
|
Воздушно – дуговая резка |
6–12 |
Разрезка низкоуглеродистой и низколегированной стали, поверхностная обработка – разделка трещин, зачистка дефектных участков. |
|
Плазменно – дуговая резка |
4–12 |
Разрезка труднообрабатываемых сталей, цветных металлов, тугоплавких металлов толщиной до 300 мм. |
|
Лазерная резка |
0,13–0,38 |
Разрезка и вырезка заготовок сложного контура из листового труднообрабатываемого металла толщиной до 10 мм с высокой точностью. |
|