Rezanie kovov: metódy, vybavenie a nástroje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Rezanie kovu sa vykonáva, aby obrobok získal požadovaný tvar. Na tento účel je potrebné odstrániť prebytok. Takáto manipulácia sa vykonáva pomocou rôznych rezných nástrojov na špeciálnych strojoch. V strojárstve je rezanie kovov veľmi dôležité. Bez tohto procesu nie je možné vyrobiť ani bežné autá, ani iné zariadenia.

Aplikácia technológie

Rezanie kovu rezaním sa praktizuje v počiatočných hrubovacích prácach a vo finálnych operáciách, ktoré sa nazývajú jemné spracovanie. V skutočnosti je niekedy potrebné vykonať takéto činnosti pri dodržaní vysokej presnosti: až do zlomkov mikrónu. A to je veľmi malá hodnota.

Rezanie kovov sa praktizuje aj pri veľkých strojových súčiastkach. Napríklad pre rotory hydraulických turbín. Priemer ich obežných kolies môže prekročiť značku 9-10 metrov. Tiež tie detaily, ktoré sú ťažko viditeľné aj pod mikroskopom, sa dajú vyrezať. Prostredníctvom spracovania získa prvok požadovaný tvar, veľkosť, získa požadovanú kvalitu povrchu. Životnosť produktu závisí od tohto ukazovateľa.

Teória rezania

Takáto veda študuje rezanie kovov podobným spôsobom. Objavil sa koncom 19. storočia. Doteraz sa tomu venujú v Rusku aj v zahraničí. Kľúčovým problémom je rýchlosť odstraňovania triesok stroja, aby sa maximalizovala životnosť nástroja. Mnohým sa môže zdať, že dosiahnuť vysoké rýchlosti nie je až také zložité. Ale nie je. Ide o to, že pri rezaní kovov sa vyvíja teplo. Ohrieva a zmäkčuje pracovný nástroj, čím hrozí jeho poškodenie. Je veľmi dôležité zvoliť správne chladenie pre frézu. Ale nie vždy to problém vyrieši. Okrem toho môže dokonca poškodiť kov. Preto rýchlosť práce čiastočne závisí od toho, ako bol zvolený správny stroj. Nástroj na rezanie kovov je potrebné zakúpiť s prihliadnutím na vlastnosti materiálu a jeho vlastnosti.

Funkcie používania strojov

Stroje na rezanie kovov sú rozdelené do typov. Líšia sa použitým nástrojom. Tiež technológia rezania kovov s ich pomocou je iná. Najčastejšie používaná fréza. S ním môžete vykonávať operácie akejkoľvek zložitosti. Všetky ostatné nástroje sú buď jeho modifikáciou, alebo kombináciou viacerých typov. Existujú dva najbežnejšie pracovné vzory:

• sústruženie, keď sa obrobok otáča a fréza sa pomaly pohybuje pozdĺž svojej osi;
• hobľovanie – obaja idú vpredpohyby.

Stroje, ktoré potrebujú, sú úplne iné.

Funkcie rezania kovov

Ako už bolo spomenuté vyššie, príslušný proces sa môže vyskytnúť atypicky. A existujú rôzne spôsoby spracovania kovov rezaním, pre ktoré je zabezpečené použitie toho či onoho zariadenia.

Okrem sústruženia a hobľovania sú bežné pracovné metódy frézovanie a brúsenie. Prvá metóda je však najobľúbenejšia. Mechanické spracovanie kovov rezaním rôznymi metódami má veľa spoločného s ostrením. Preto, ak sa naučíte túto metódu, potom v budúcnosti určite nebudú žiadne problémy so zvyškom. A všetko bude z hľadiska práce veľmi jednoduché. Nižšie sú uvedené funkcie používania rôznych typov strojov.

Aplikácia sústruhov

Zariadenia na rezanie sa líšia. Jedným z kľúčových typov obrábacích strojov je sústruh. Jeho používanie sa praktizovalo už od staroveku. Potom bol poháňaný lanovými zariadeniami ako luk na streľbu. V takej oblasti, ako je rezanie kovov, sa sústruženie v súčasnosti používa na výrobu častí strojov. Navyše sa to robí tak presne a rýchlo, že takéto ciele nebude možné dosiahnuť mechanicky.

Základom tohto typu stroja je posteľ. Obrobok musí byť upnutý medzi stredmi koníka a vreteníka alebo v skľučovadle. Vystužte frézu v podpere. Nastavte pomocou špeciálneho boxu, pripomínajúceho automobil, požadovanú rýchlosť otáčania pre rezanie. Na nástrojije tu bežiaci valec, ktorý sa z neho dostáva do pohybu a posúva strmeň spolu s frézou. Ak je okrem toho vodiaca skrutka, rezanie sa môže vykonať pomocou takéhoto stroja. Keď je namiesto koníka otočná hlava, nástroj sa nazýva revolverový sústruh. Takýto rezací stroj môže vykonávať rôzne druhy práce. Na spracovanie výrobkov s veľkým priemerom sa používajú nástroje, ako je zariadenie na čelné sústruženie alebo rotačné sústruženie. Existujú aj iné typy.

Zlepšite životnosť sústruhu

Špecialisti neustále pracujú na hľadaní vhodných materiálov, ktoré môžu zvýšiť odolnosť pracovných nástrojov na rezanie kovov. Predtým sa obrábacie stroje vyrábali na báze jednoduchých uhlíkových ocelí, ktoré mali z hľadiska chémie jednoduché zloženie. Potom sa začali používať materiály s vysokým obsahom volfrámu. S ich pomocou bolo možné rezať kovy oveľa rýchlejšie. Preto sa začali nazývať rýchlorezné. Postupom času však prestali uspokojovať aj špecialistov v oblasti strojárstva.

Potom boli pri výrobe obrábacích strojov nahradené tvrdými zliatinami špeciálnej triedy, ktoré sú schopné zachovať pevnosť aj pri teplotách do 100 stupňov. V posledných rokoch sa proces, ktorý je založený na rezaní kovov, stal ešte jednoduchším. To sa dosiahlo použitím materiálov s maximálnou odolnosťou voči vysokým teplotám. V závislosti od počiatočnej tvrdosti obrobku, ako je fréza, ako aj typu práce, môže byť spracovaný požadovanou rýchlosťou,ktorý je regulovaný pomocou špeciálneho boxu.

Frézovanie ako druh spracovania kovov

Tento spôsob práce je pomerne rozšírený a je pomerne výkonný. Vykonáva sa pomocou špeciálnej frézy. CNC (Computer Numerical Control) stroje sa využívajú čoraz viac. V závislosti od umiestnenia strmeňa sa delia na niekoľko typov:

• vertical;
• horizontálne;
• portal;
• longitudinal;
• frézovanie ozubených kolies;
• multi-spindle;
• jedno vreteno a ďalšie.

Špecialisti na výrobu zariadení tohto druhu ich neustále zdokonaľujú, aby bola produktivita spracovania kovov vyššia. Materiál strojov sa neustále mení, mení sa aj jeho dizajn. Podobne ako fréza pri hobľovaní, fréza vykonáva podobné činnosti. Zároveň však kombinuje niekoľko svojich typov. A bude produktívnejší. Vďaka tomu frézovanie výrazne prevyšuje hobľovanie a postupne ho vo výrobe nahrádza.

Funkcie brúsenia

Stroje na tento typ spracovania sa používajú na brúsenie vnútorných a vonkajších guľatých povrchov, rôznych rovin, bezhroté obrábanie, závity, ozubené kolesá a ďalšie. Takýto nástroj na kovy patrí do kategórie najproduktívnejších. Okrem špeciálneho stroja existuje ešte jedno zariadenie. Jedná sa o brúsny kotúč, ktorý obsahuje veľkýpočet malých rezných prvkov. Tie sú zase upevnené špeciálnym viazacím zariadením. A každá častica sama o sebe je fréza. Ako môžete vidieť, pokryli sme zariadenia na spracovanie kovov. Nižšie sa zoznámime s modernejšími technikami, ktoré umožňujú jeho rezanie.

Funkcie technológie plazmového rezania

Pre nízkouhlíkové kovy sa používa niekoľko techník. Ale plazmové rezanie sa považuje za jedno z najproduktívnejších. Preto stojí za to podrobnejšie sa zaoberať jeho vlastnosťami a výhodami. Procesná technológia sa rýchlo a neustále vyvíja. Plazmové rezanie kovov je široko používané v rôznych priemyselných oblastiach: od výstavby domov až po strojárstvo. Spolu s kyslíkovo-plynovou metódou sa považuje za celkom sľubnú.

Kľúčové výhody

Metóda plazmového rezania kovov má množstvo výhod. Jedným z nich je rýchlosť práce. Prírezy na rezanie majú najčastejšie hrúbku do 25 mm. V tomto prípade je rýchlosť ich spracovania približne dvojnásobná a dokonca vyššia ako pri použití rezania kyslíkom. A stojí za to dodať, že s výrazným znížením hrúbky plechu ju môže prekročiť 12-krát. Táto výhoda môže výrazne zvýšiť produktivitu a ušetriť čas.

Ďalšou výhodou metódy je vysoká a kvalitná rýchlosť napaľovania. Táto vlastnosť je pri rezaní veľmi dôležitákovové výrobky. Pri plazmovej metóde sú to asi 2 sekundy. Pre porovnanie: rezanie plynom s kyslíkom - 30, pri teplote najmenej 1 000 stupňov. Krátka interakcia nástroja s kovom je v prvom rade dobrá, pretože za pár sekúnd sa materiál nestihne zdeformovať, ako sa to môže stať v inom prípade.

Ďalšou nespornou výhodou plazmovej metódy je minimálne množstvo vodného kameňa počas prevádzky. Dá sa ľahko odstrániť. Rezacie systémy sa tiež ľahko ovládajú a pomáhajú zabezpečiť správnu výšku nástroja a dobrú rýchlosť.

Úspora času a peňazí

Plazmové rezanie tiež zahŕňa rezanie viacerých listov súčasne, čo šetrí veľa času. Touto metódou je možné spracovať rôzne druhy materiálov:

• hliník;
• nehrdzavejúca oceľ;
• meď a ďalšie.

Je nemožné nevšimnúť si bezpečnosť používania plazmových systémov. Nepoužívajú horľavé plyny, otvorený oheň a neuvoľňujú veľa tepla. To všetko výrazne znižuje možné riziká pre užívateľov pri práci s horúcimi kovmi. Teplom ovplyvnená oblasť je len 2 milimetre.

Všetky vlastnosti plazmového rezania majú pozitívny vplyv na náklady na recykláciu materiálov. Práce sa vykonávajú kvalitne, rýchlo a univerzálne. Na mnohé účely sú tieto výhody výhodnejšie ako iné.

Vlastnosti laserametóda

V oblasti spracovania kovových výrobkov sa dnes zaviedlo množstvo technológií. Môžu výrazne uľahčiť prácu projektantom, staviteľom a iným odborníkom, ktorých práca nejako súvisí s týmto procesom. Laserové rezanie sa v súčasnosti považuje za najpokročilejšie. Umožňuje vám získať veľké príležitosti pri výrobe kovových výrobkov z hľadiska dizajnu a rôznych konfigurácií.

Takáto sľubná technika je pomerne mladá, no už je rozšírená. Laserové rezanie kovov sa vykonáva pomocou cielených technicky výkonných špeciálnych zariadení. Vyznačujú sa vysokou koncentráciou lúča. A sú schopné rezať nielen hliník alebo meď, ale aj drevo a iné materiály.

Popis metódy

Pri tomto spôsobe rezania sa na povrchu kovu objavujú oxidy. Zvyšujú proces absorpcie energie a sú schopné udržiavať teplotu až do bodu topenia. V mieste kontaktu vytvára laserový lúč maximálne hodnoty teploty, v dôsledku čoho sa materiál začína topiť. Ale mimo určenej zóny sa iba zahrieva. Spolu s tým sa dodáva aktívny plyn, najčastejšie je to kyslík. Vyfukuje splodiny horenia a umožňuje výrazne zvýšiť rýchlosť rezania. Kyslík ohrieva viacero vrstiev odstránením tekutého kovu a oxidov.

To všetko sa deje, kým materiál nie je prerezaný do celej hĺbky. Prúd plynu v blízkosti separačných liniek ho totiž dokáže aktívne ochladiť. Malá tepelne ovplyvnená zóna môžezabezpečiť vytvorenie rovnobežných hrán v malých vzdialenostiach od seba (asi 0,2 mm). Aby sa dosiahla jedna alebo druhá presnosť počas operácie rezania, je veľmi často potrebné zaviesť automatizované riadenie pomocou počítača. V takýchto prípadoch môžete naprogramovať vytvorenie hotového produktu.

Na rezanie plechov laserom sa najčastejšie používajú zariadenia na báze pevných a plynových nástrojov. V tomto prípade je rez materiálu dokonale rovnomerný. Žiadne mechanické rezanie kovov nemôže poskytnúť takú presnosť, berúc do úvahy rýchle prevedenie a s minimálnym množstvom odpadu. V zásade sa na spracovanie plechov používajú zariadenia na báze plynových a pevnolátkových laserov. Laserové rezanie kovu bude dokonale rovnomerné. Ukáže sa to bez deformácií, ktoré sú prítomné počas mechanického rezu. Okrem toho technológia laserového rezania umožňuje značnú presnosť práce, minimálny odpad a rýchle časy obrátky.

Výhody metódy

Rezanie laserom je jedným z najžiadanejších na trhu rezania kovových výrobkov. Oveľa zjednodušila prácu s karbidovými materiálmi. Koniec koncov, sú pomerne zložité z hľadiska spracovania a často by sa po takýchto manipuláciách mohli zhoršiť. Najlepšie na rezanie laserom:

• oceľ;
• neželezné kovy;
• hliníkové zliatiny.

Tiež hrubé plechyoveľa lepšie spracované. Bude jednoduchšie pracovať so zložitými tvarmi kovových častí a robiť otvory do veľmi tvrdých materiálov s malým priemerom. Tu, z hľadiska geometrie, môžete dať voľný priechod svojej fantázii. Systém je možné automatizovať. Na to stačí vytvoriť špeciálny súbor s daným programom v počítači. Na kov nebudú žiadne mechanické účinky - to je tiež dôležité. Pri laserovom spracovaní boli pozorované aj nasledujúce výhody:

• Schopnosť vytvárať zložité kontúry rezu.
• Takmer akýkoľvek plech je možné opracovať bez ohľadu na jeho tepelné vlastnosti.
• Vysoká precízna práca.
• Rezanie je možné aj na ľahko deformovateľných a nie príliš tvrdých materiáloch.
• Vysoká produktivita vďaka vysokému výkonu lasera.
• Ak má byť povrch hladký, je lepšie použiť zaostrený lúč s nastaviteľným výkonom.

Plynová metóda

Uvažujme o pomerne bežnom spôsobe ovplyvňovania kovu, ktorý sa aktívne používa už mnoho rokov. Toto je rezanie plynom. Je pomerne populárny a nákladovo efektívny. Iným spôsobom sa nazýva aj kyslík, pretože v tomto prípade je proces ovplyvňovania kovu tepelnej povahy. Po ukončení práce je prúd kyslíka a odstraňuje zvyšky tekutého oxidu. Na začiatok sa zahreje horný okraj dielu. V závislosti od chemického zloženia materiálu (napríklad ocele) sa teplota vznietenia môže pohybovať od 1000 do 1200 stupňov.

Plynová rezacia plechovkapoužiť na stredne legovanú, nízkolegovanú alebo uhlíkovú oceľ. Hrúbka plechu alebo iného výrobku musí byť maximálne 300 milimetrov. Plynovo-kyslíkový spôsob spracovania kovov má svoje výhody:

• Nízke náklady na spracovanie.
• Po dokončení postupu nie je potrebné pracovať s okrajom.
• Dostupnosť priameho a diagonálneho rezania produktov pod rôznymi uhlami.
• Je možné použiť hrubé plechy.

Existuje pracovný štandard?

Mnohí sa pýtajú, či rezanie kovov má GOST alebo iné normy týkajúce sa vykonávania konštrukčného spracovania. Takže podľa existujúcich pravidiel a kritérií má takýto proces svoje vlastné úlohy. Najprv je potrebné uviesť podrobnosti o jednej alebo inej konfigurácii a rozmeroch. Vyžaduje to použitá technologická dokumentácia. Napríklad schválený projekt výstavby objektu. Tiež povrch, ktorý sa má ošetrovať, musí byť vždy čistý podľa uznávaných noriem. GOST uvádzajú mechanické metódy rezania kovov vrátane sústruženia, vŕtania, frézovania, ako aj drážkovania, preťahovania. Uvádza sa aj konečné spracovanie produktov. Každý typ mechanického spracovania kovov zodpovedá nielen určitému zariadeniu, ale aj sériovému číslu.

Ako sme videli, existuje mnoho spôsobov mechanického a automatizovaného spracovania produktov za účelom ich rezania. To všetko sa široko používa v stavebníctve, strojárstve,opravy a ďalšie oblasti. Metódy sa neustále zdokonaľujú a dopĺňajú o nové, vznikajú moderné zariadenia, ktoré proces zakaždým zjednodušujú.