Вырезка из листа металла

Обновлено: 28.04.2024

Резка металла - процесс деления металлического листа, трубы или отливки на отдельные части с помощью ручной, механической и термической операции.

Одним из вариантов резки металла является операция раскроя заготовки. В этом случае готовое изделие имеет размеры и конфигурацию, указанные в чертеже.

Гидроабразивная резка металла

Этот метод один из первых начал использоваться для раскроя металла. Заготовки заданной формы вырезали из металлического листа струей воды, смешанной с абразивом и подаваемой под давлением до 5000 атмосфер.

Метод имеет ряд ограничений по марке металлического сплава, толщине раскраиваемого листового материала, хотя позволяет выполнить раскрой деталей со сложной траекторией.

Для повышения производительности процесса существует возможность одновременного раскроя тонких листовых материалов в стопке из нескольких слоев.

Раскрой листового металла значительно ускорился, когда появилось оборудование для термической резки. Теперь для раскроя используют установки плазменной резки. Другой вариант оборудования для раскроя - лазерный станок. Функция раскроя, как правило, является одной из опций заложенной в программном продукте таких машин.

Высокоскоростной раскрой, выполняемый по программе, позволяет максимально выгодно расположить детали на листе, минимизирует отходы. При этом лазерный или плазменный автоматизированный раскрой безопасен, экономичен, не вредит экологии.

Резка металла: виды

В промышленном производстве применяют такие способы резки металла - листов, пластин, труб и прочего на части, заготовки:

ручная;
термическая резка;
механическая и ударная.

Каждому из этих способов соответствует своя технология, свои вид оборудования. Каждый процесс по-своему уникален, наделен своими преимуществами и недостатками. Рассмотрим основные способы резки металла подробнее.

Ручная резка металла

Этот способ разрезания материала выполняется мастером с помощью шлицевых ножниц по металлу, угловой шлифовальной машины - «болгарки» или трубореза.

Для раскроя «болгаркой» применяют специальные абразивные круги «по металлу».

Труборезы, у которых рез выполняется дисковыми резцами-роликами из стали, используют для разрезания труб.

Скорость и точность работ, выполняемых вручную, полностью зависят от человека. Толщина разделяемого металла (особенно шлицевыми ножницами) ограничена.

Ручной метод малоэффективен, практически не эксплуатируется в промышленных масштабах. Главная сфера использования ручной резки - в быту.

Термическая резка металла

Применяют такие виды терморезки:

газокислородная;
лазерная;
плазменная.

Все эти методы являются бесконтактными, т.е. при работе между заготовкой и режущим инструментом нет непосредственного контакта. Заготовка разделяется с помощью струи газа, плазмы или луча лазера.

Газокислородная резка

В основу технологического процесса заложены свойство металла нагреваться, плавиться и выгорать в чистом кислороде при высокой температуре (более 1000 °C).

Перед началом технологической операции необходимо разогреть место реза до такой температуры, при которой происходит воспламенение материала. Эта операция разогрева выполняется за счет пламени резака. В качестве разогревающего газа чаще всего эксплуатируют ацетилен. Время прогрева зависит от толщины, марки и состояния обрабатываемой металлической поверхности. Кислород на этом этапе не используется.

После прогрева к операции добавляется кислород. Струя пламени, равномерно перемещаясь вдоль линии реза, прорезает полуфабрикат на всю толщину. Кислород, используемый в процессе, не только режет, но и удаляет окислы, которые образуются на поверхности разрезаемого листового полуфабриката.

Важный критерий для получения качественного реза - выдерживание одинакового расстояния между резаком и разрезаемой поверхностью на протяжении всей операции. Этого сложно добиться, если резка металла выполняется ручным газокислородным резаком. При автоматизированном процессе (скоростная, газокислородная с повышенным качеством, резка кислородом высокого давления) скорость резания увеличивается, а качество реза возрастает.

возможность разрезать заготовки большой толщины;
возможность резать титановые листы.

Отдельные недостатки газокислородной резки:

резке не поддаются цветные металлы типа алюминия, меди, а также высокоуглеродистые или хромоникелевые стали;
большая ширина реза, невысокое качество, образование окислов, наплывов,
невозможно работать с криволинейными поверхностями;
изменение физических свойств в области реза.

Лазерная резка

Эта технология подразумевает резку и раскрой металла посредством сфокусированного лазерного луча, получаемого при помощи специального оборудования.

Луч лазера сосредотачивается в определенной точке разрезаемой детали. Под воздействием тепловой энергии лазерного луча поверхность прогревается, закипает и испаряется. Луч плавно передвигается вдоль границы реза, разделяя металлическую заготовку на части.

Лазерная резка применяется для разделения металлов с низкой теплопроводностью. Ее используют при резке, раскрое тонких листов (от 0,2 мм), цветных металлов (алюминия, меди), нержавеющей стали, трубных изделий.

Уникальность метода: обрабатываются практически все металлы, металлические сплавы, неметаллы.

Ряд недостатков технологии резки лазером:

ограничение по толщине разделяемых изделий;
большие энергетические затраты в ходе процесса;
работу может выполнить только специально обученный персонал.

Плазменная

Эта технология подразумевает использование в качестве оборудования плазмотрон, в котором роль режущего инструмента выполняет струя плазмы.

Раскаленный ионизированный газ (плазма) с высокой скоростью проходит через сопло плазматрона. Плазма нагревает, расплавляет металл, а затем сдувает расплав, тем самым образуя линию раздела заготовки.

безопасность процесса;
высокая скорость;
незначительный ограниченный нагрев разрезаемой поверхности.

Недостатки данной технологии - высокая цена оборудования, необходимость в обучении персонала, шум при работе плазменных установок, ограниченность значений толщин обрабатываемого металла.

Механическая резка металла

Механическое разделение основано на прямом контакте обрабатываемого металла с режущим инструментом. Материал инструмента, как правило, тоже металл, но более высокой твердости.

Выделяют механическую резку с применением ножниц, пилы, резцов. Частным случаем механической резки выступает ударная (рубка). Ударная резка или рубка с помощью гильотины используется на стадии заготовительных работ.

Виды оборудования, используемые для механического разделения материалов:

ленточно-пильные станки (ЛПС);
гильотины;
дисковые станки;
токарные станки с установленными на них резцами;
агрегаты продольной резки.

Резка ленточной пилой

Разрезание материала ленточной пилой часто используется для разделения сортового, листового металла. Пила ленточная - основной узел на так называемом ленточно-пильном станке (ЛПС). Суть работы пилы ленточной такая же, как у обычной ножовки. Полотно пилы замкнуто в ленту большого диаметра, одна сторона которого имеет специальные зубья. Лента пилы движется непрерывно за счет вращения шкивов, подключенных к электромотору. Средняя скорость резки станка - 100 мм/мин. Материал для изготовления полотна пилы - углеродистая сталь или биметаллический сплав.

Достоинство метода: точность, доступность, невысокая цена оборудования, возможность выполнять не только прямой, но и угловой рез; малый процент отходов, так как ширина реза составляет всего 1,5 мм.

Современные модели ЛПС оснащаются электроникой и дополнительным оборудованием, с помощью которого можно включить станок в состав технологической линии.

Ударная резка металла на гильотине

Такой вид обычно именуют рубкой. Основная сфера применения рубки – разделение листового металла. Это может быть черный металл, различные виды стали – нержавеющая, оцинкованная или электротехническая сталь.

Метод основан на использовании механических приспособлений: ножниц, ножей для рубки металлического листа. Металлический лист размещают на рабочей поверхности гильотины. Закрепляют с помощью прижимной балки и выполняют операцию.

Уникальность метода состоит в том, что рубка (резка металла) происходит одномоментном ударом ножа по всей длине разрезаемой заготовки. В результате получается абсолютно ровный край без лишних кромок и заусенцев.

В промышленном производстве применяют три вида гильотин:

электромеханические;
гидравлические;
пневматические.

На некоторых производствах сохранились ручные гильотинные ножницы, где режущий механизм включается нажимом на педаль.

К недостаткам можно отнести шум при работе механизма, ограничение по толщине заготовки, разность ширины у отрезанных частей.

Резка на дисковом станке

Основное достоинство данного оборудования простота эксплуатации, компактность, универсальность.

Роль режущего инструмента играет диск с зубьями, защищенный кожухом. Диск крепится на поверхности рабочего стола, приводится в действие электродвигателем.

Резка дисковой пилой характеризуется высоким качеством среза, возможностью раскроя под углом, высокой точностью обработки.

Агрегат продольной резки - узкоспециализированное оборудование, которое эксплуатируется исключительно для продольного разделения металлической заготовки.

Процесс резания полностью автоматизирован. Оператор следит за процессом и управляет работой, находясь за специальным пультом.

Уникальность метода: возможность разделить листы на узкие элементы большой длины (ленты, полосы, штрипсы).

Общие недостатки, свойственные всем видам контактной резки можно сформулировать так:

режется только по прямой линии или под углом;
проблематично получить детали сложной конфигурации.

В современных технологиях находят применение новейшие способы разделения металла, в частности, криогенная (операция с использованием сверхзвукового потока жидкого азота).

Раскрой, резка металла - первичные заготовительные стадии обработки металлов и сплавов. Применение прямосторонних заготовок правильной формы, как конечного продукта металлообработки, ограничено. После раскроя механическими способами и газокислородной резкой детали передаются на механическую обработку. А вот используя термические операции лазерной и плазменной резки, можно получить детали, которые являются конечным продуктом. Это будут детали сложной конфигурации с прорезанными отверстиями, высечками и прочими элементами.

Стоимость раскроя

Цена на работы по раскрою, резке металла зависит от ряда факторов:

выбора технологии;
мощности используемого оборудования;
марки, толщины исходного сырья;
категории качества заготовок готовой продукции;
объема сырьевой партии.

Если предстоит работа с большим объемом сырья, то общая стоимость заказа может быть снижена за счет снижение значения стоимости расчетной единицы (килограмма, погонного метра).

Стоимость резки или раскроя небольших партий, как правило, обговаривается с заказчиком заранее. Она не всегда рассчитывается по формуле «цена расчетной единицы, умноженная на количество», так как любой заказ - большой или малый - требует переналадки оборудования.

Современный промышленный рынок предоставляет массу вариантов резки и раскроя сортового, профильного металла. Но основными критериями для определения исполнителя заказа всегда остаются качество работы, срок изготовления, стоимость выполняемых работ, дополнительные услуге по погрузке, транспортировке.

Резка толстого металла

Сегодня известно множество технологий обработки металлов и создано немало необходимых для этого приспособлений. Из нашей статьи вы узнаете, при помощи каких методов и в каких условиях осуществляется резка толстых металлов.

Основные нюансы резки толстых металлов

Степень сложности резки толстых металлов зависит от условий работы. Одним из основных факторов считается жесткость технологической системы резания, ведь при ее снижении появляются вибрации. Это вызывает наложение вибрации на скорость движения режущей поверхности инструмента, и разрезание листа идет быстрее.

Реальная скорость при этом повышается на 15–40 % – все зависит от жесткости системы. Однако нельзя забывать и том, что вместе с повышением скорости значительно усложняется работа с материалами, сложными в обработке. Чтобы увеличить жесткость технологической системы резания, рекомендуется изменить схему крепления детали, сократить вылет резца, повысить жесткость инструмента, использовать специальные устройства, призванные гасить вибрацию.

Чтобы нормально работать с толстыми и труднообрабатываемыми металлами, приходится подбирать оптимальные комбинации режимов и учитывать немало иных факторов. Только в этом случае удается добиться большей пластичности материала, его нагрева в процессе обработки.

Еще один способ, позволяющий облегчить резку толстого металла, состоит в использовании дополнительной внешней стимуляции. Для этого применяют наложение ультразвуковых колебаний, вводят электрический ток и т. д.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Благодаря физическому механизму резки толстых металлов, основанному на дислокационно-энергетических закономерностях пластического деформирования и разрушения, становится ясна суть ряда технологий, используемых для повышения обрабатываемости заготовок. В их число входит нагрев материала, позволяющий снизить его твердость, если обработка отличается повышенность сложностью. Помимо этого, удается облегчить деформирование при помощи нагрева, преодоления дислокациями барьеров, развития диффузионных процессов.

Однако основным среди всех критериев является общий/интегральный показатель обрабатываемости толстого материала. Речь идет о расчете удельной энергоемкости, то есть о количестве энергии, которое пришлось потратить на снятие единицы объема припуска. Благодаря этой характеристике удается решать практические задачи, например, выбирать оптимальные условия для резки изделий из толстого материала.

Распределение энергии при пластическом деформировании зоны резания происходит по-разному, что во многом связано с выбранными для работы режимами, а также с особенностями оборудования. От 95 % работы в этом случае – это деформация части металла, которая находится выше реза. А значит, если нужно упростить обрабатываемость, необходимо снизить твердость снимаемого с материала слоя.

Упрощение обработки толстых листов металлов и сплавов перед резкой и в ее процессе считается очень важной задачей. Решив ее, во-первых, удается управлять процессом работы, во-вторых, сокращается расход энергии.

За счет регулировки показателей обрабатываемости упрощается подбор оптимальных условий для обработки толстого металла. Поэтому повышается сопротивление образованию стружки, увеличивается стойкость инструмента, эффективность работы.

Изделия наиболее серьезного назначения либо с кромками сложной формы производят на токарных станках, труборезах, пр. Кроме того, могут применяться ручные механические фрезы, абразивные машинки, но только при условии, что заготовки не предназначены для использования на особенно ответственных объектах либо их размеры позволяют выбирать именно такой способ обработки.

Прежде чем приступать к сборке изделия из толстого материала, выполняют очистку заготовки – удаляют дефекты, которые могли появиться во время проката, перевозки. Данная подготовка может производиться механическим либо химическим путем.

В некоторых случаях огневые работы сопровождаются хлопками, обратными ударами пламени, что провоцирует разрыв шланга, пожар.

Вот несколько причин, способных вызвать обратный удар:

слишком высокая температура мундштука;
попадание горючего в кислородные шланги;
недостаточно высокая скорость движения горючей смеси из мундштука – горение идет быстрее;
ослаблена накидная гайка мундштука либо камеры смешения.

Кислородный шланг может загореться, взорваться из-за обратного удара, когда в нем или в кислородной трубке оказывается жидкое топливо.

При производстве изделий из цветных металлов обязательно используется резка. Прямолинейные и некоторые криволинейные резы считаются простыми, так как выполняются механически без нагрева утолщенного материала. Однако резка толстого металла, изготовление фасонных деталей, проделывание отверстий, поверхностная обработка не обходятся без использования дополнительного тепла.

Если речь идет о плазменной резке, то нельзя забывать, что в ее процессе появляется сильный шум. Он дополняется эффектом ультразвука, поэтому опасен для работников предприятия.

Кислородная резка толстого металла

Часто кислородную резку толстого металла механизируют за счет переносного оборудования, газорезательных машин. Нужно понимать, что во время такой обработки применяют ацетилен, а также ряд других горючих газов: природный, нефтяной, водород, кроме того, используется такое топливо, как керосин, бензин.

По своим качествам, производительности данная технология резки превосходит большинство других, поэтому ее часто применяют на производствах.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Важно упомянуть о методе обработки толстых материалов кислородным копьем. Он необходим для пропиливания толстого металла в металлургических печах, создания отверстий в бетонных изделиях, пр. Для этого трубку, изготовленную из стали с небольшим содержанием углеродов, прижимают к месту резки, направляя по ней газ. Оговоримся, что обрабатываемую зону и конец трубки предварительно нагревают при помощи паяльника, и только после этого открывают подачу газа. Как только конец трубки загорается, его соприкасают с металлом – сама резка идет при помощи сгорания материалов трубки и заготовки.

Как происходит инжекторная резка толстого металла

Сегодня все большую популярность набирает инжекторная резка толстого металла. Конструкция такого резака включает в себя ствол, наконечник. По сути, данная схема не отличается от устройства горелки.

Самая важная деталь резаков – это мундштуки, на данный момент их делают бронзовыми (БрХ0,5), с кольцевым пламенем и многосопловые.

По ГОСТу 5191-79Е резаки для разделительной резки толстого материала кислородом имеют такие мощности:

Эти разновидности используются для резки толстого металла следующим образом:

малая мощность для металла толщиной 5–100 мм;
средняя мощность – 8–200 мм;
большая мощность – 10–300 мм.

Для изделий толщиной в пределах 3–100 мм может применяться обработка вставными резаками. Однако сразу оговоримся, что они не позволяют работать при высокой мощности.

Каждый резак имеет мундштуки таких размеров: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6.

Исходя из типа и модели резака, выбирают вид сменных мундштуков, последние могут быть:

составляющие (внешние и внутренние);
моноблочные (неразборные).

В соответствии с ГОСТом, длина резака не должна превышать 700 мм.

Гильотинная резка толстого металла

Данная разновидность обработки представляет собой прямолинейное разрезание толстых листов противоположными лезвиями двух ножей.

При резке толстого металла подвижный нож изменяет свое положение, а второй остается на месте, при этом между ними сохраняется определенный зазор. Подвижный выставляется под углом ко второму ножу, тогда резание происходит последовательно. Угол между ножами уменьшает усилие резания, при этом увеличивает ход подвижного ножа.

Гильотина состоит их таких частей: станины с рабочим столом, системы прижима листа, пары ножей, заднего упора, который позволяет добиться нужного размера отрезаемой детали.

Задний угол верхнего ножа мало влияет на усилие резки. Если используются два лезвия с четырьмя режущими кромками, необходимы большие усилия, чем в случае, если верхнее лезвие стоит под задним углом до 3°. Именно от угла между лезвиями зависят возможные дефекты. Вот почему он не должен превышать 3°.

Зазор представляет собой перпендикулярную линию между ножами. На чистоту резки толстого материала непосредственно влияет толщина листа металла. При недостаточном зазоре ножи быстро изнашиваются, а значит, требуются дополнительные затраты на их заточку. Иногда возникает и обратная ситуация – слишком широкий зазор вызывает сминание толстого металла, получается конусновидный срез, заметны изменения формы изделия.

У гильотинной резки немало недостатков, а именно: скручивание, саблевидность, сгиб материала толстой заготовки, невозможность получения прямой кромки.

Гильотинные ножницы предназначены для резки толстых листов металла до 5 мм. В этом случае получается ровный край, если между лезвиями удается сохранить зазор 0,03 мм.

Гидроабразивная резка толстого металла

Этот метод резки утолщенного материала сложно назвать инновационным, на производствах его начали применять еще 1960-х годах. Первой в этом деле стала американская авиастроительная компания – именно ее руководство сделало официальное заявление, описав все достоинства данной технологии и рекомендовав ее для резки материалов повышенной твердости. После чего абразивная резка при помощи воды стала все больше распространяться по миру.

Суть данного метода состоит в том, что в зону резки под большим давлением поступает вода, смешенная с абразивными веществами. Все современные установки гидроабразивной резки работают так: в смеситель аппарата подаются вода и абразив (обычно его роль играет мелкий песок), получившийся состав попадает в сопло установки, где создается тонкая струя гидроабразивной смеси, и под большим давлением подается на разрезаемый, в том числе толстый, материал.

В каких случаях нужна дуговая резка толстого металла

Дуговая резка – выплавление части толстого листа металла при помощи нагревания дугой. Разогретый жидкий металл вытекает из полости реза, оставляя отверстие. Разрезаемое изделие устанавливают вертикально или под наклоном, чтобы добиться стабильности и ускорения процесса. Дело в том, что при таком положении на вытекание требуется меньше времени.

Если сравнить этот метод резки толстого металла с обработкой газовой резкой, то первый имеет такие минусы: широкий рез, неровные края, появление натеков по нижнему краю разреза. Все перечисленное приводит к тому, что данную технологию используют относительно редко. Ее выбирают, если утолщенный материал не удается обработать при помощи газовой резки, либо для этого нет соответствующего оборудования. Также дугу используют для разделки лома, отрезки литников, пр. Если требуется повысить производительность, применяют выдувание при помощи сжатого воздуха.

Принцип дуговой резки толстого металла основан на его расплавлении в месте реза и удалении данного фрагмента под собственным весом либо благодаря давлению дуги или дополнительному потоку воздуха.

Обычно такая обработка толстого материала имеет низкую производительность, поскольку ее производят вручную угольными или покрытыми металлическими электродами. Она подходит для чугуна, высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов. Нужно понимать, что обычно речь идет о низком качестве выполнения реза, кромки получаются неровными, покрытыми шлаком и оплавившимся металлом. А значит, дальнейшей сварке толстых фрагментов изделия должна предшествовать механическая обработка.

Для дуговой резки не требуется специального оборудования – для нее используют приборы для дуговой сварки. Немаловажно, что такая обработка может осуществляться в различных пространственных положениях, поэтому ее часто используют в монтажных работах, с изделиями из углеродистых, низколегированных сталей. Эта технология подходит для выполнения разделительной и поверхностной резки толстого металла. При поверхностном резании в толстом листе материала делают канавки либо удаляют дефекты в сварных швах, литейных отливках, пр.

Если требуется разрезать сталь толщиной 6–50 мм, используют электроды диаметром 4-5 мм и ток 300–400 А. В покрытие электродов входят элементы, богатые кислородом, такие как магниевая руда, оксиды железа и те, что нужны для активного газообразования, то есть древесная мука, целлюлоза электродная, пр.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Разрезание металла

Разрезание металла, или его резку, можно определить как процесс разделения заготовки – листа, трубы или отливки – на отдельные части при помощи специального оборудования. Технологий для проведения подобных операций существует достаточно много.

Так, резка может осуществляться ручным, механическим или термическим методами, каждый из которых подразделяется еще на несколько видов. Для выполнения тех или иных работ выбирают тот способ, который в отдельно взятой ситуации подходит лучше всего.

Механические способы разрезания металла

Механические методы разрезания металла предполагают использование специальных инструментов, которые в процессе обработки имеют непосредственный контакт с материалом.

Как правило, для работы применяют такие станки, как дисковый, ленточнопильный, токарный с установленными дополнительными резцами, а также для продольной резки. Кроме того, в некоторых случаях разрезание металла осуществляется с помощью гильотины (ударный метод).

Применение ленточной пилы

Данный инструмент используется для разрезания сортового листового материала. В основе ленточнопильного станка лежит ленточная пила, принцип работы которой тот же, что и у ножовки.

Благодаря тому, что в действие она приводится электромотором, ее движение во время резки материала равномерное. С одной стороны полотна пилы, заключенного в ленту с большим диаметром и изготовленного из углеродистой стали или сплава металлов, расположены зубья.

К плюсам этого способа разрезания металла можно отнести возможность выполнения разных резов (угловых, прямых), их высокую точность, минимальную ширину, что сокращает количество отходов, а также относительную дешевизну оборудования.

Благодаря оснащению электронным оборудованием использование современных моделей становится еще более удобным.

Использование дискового станка

В данном случае разрезание осуществляется при помощи диска с зубьями, расположенными по внешнему краю. В действие он приводится электродвигателем, что обеспечивает качественный рез.

Если говорить о плюсах этого способа, то к ним стоит причислить возможность резки под углом, высокое качество реза, точность обработки, а также универсальность и небольшие размеры оборудования.

Использование гильотины

Данный вид разрезания металла еще называется рубкой или ударной резкой, для которой используется гильотина. Процесс разделения материала заключается в том, что сначала он фиксируется в горизонтальном положении, а затем наносится рубящий удар.

Чаще всего такой способ используется в отношении листового металла, причем разрезание осуществляется по всей длине. Что касается видов стали, с которыми можно работать с помощью гильотины, то они различны, в этот же список входит оцинкованная, нержавеющая, электротехническая.

Несомненным преимуществом этого метода разрезания металла является получение идеального реза. Недостатки: разная ширина полученных частей, шумная работа оборудования, ограниченные размеры обрабатываемого материала (в частности, ширина).

Термические методы резки металла

С помощью термической резки (лазерной, газокислородной, плазменной) раскрой металла происходит значительно быстрее.

У каждого вида термической резки есть свои особенности, однако их объединяет то, что в процессе работы контакт между обрабатываемой поверхностью и инструментом отсутствует. Разделение в данном случае осуществляется лучом лазера, плазмой или струей газа.

Газокислородная резка металла

Как известно, металл при воздействии на него высокой температуры нагревается, плавится и выгорает. Если говорить о газокислородной резке, то она основана именно на этом свойстве.

Данная технология включает в себя два этапа. На первом происходит разогревание металла в месте разделения, для чего туда направляется струя пламени (горючим материалом является ацетилен).

После того как материал нагрелся до определенной температуры и стал мягким, подается кислород, под воздействием которого и происходит разделение изделия с одновременным удалением окислов.

Газокислородная резка является экономически эффективной, а иногда и незаменимой технологией, а все благодаря большому количеству плюсов:

Резка материала любой толщины.
Выполнение сложных резов, в том числе многоступенчатых.
Рез может быть осуществлен не сквозной, а на определенную глубину, что дает возможность проводить фасонную обработку поверхности.
Высокая производительность.
Низкая себестоимость процесса при качественном резе.
Мобильность, что позволяет использовать данную технологию в труднодоступных местах, а также для демонтажа корпусов судов и сложных промышленных конструкций.

Несмотря на множество плюсов, данная технология обладает и недостатками, один из которых заключается в том, что осуществлять газокислородное разрезание металла может только профессионал слесарного дела с высокой квалификацией и большим опытом.

Новичку могут быть поручены только простые операции, например, прямая резка тонкого листа.

Стоит заметить, что газокислородной резке не поддаются некоторые металлы, включая цветные (медь, алюминий и др.), высокоуглеродистые и хромоникелевые стали.

Еще одним недостатком является низкая точность раскроя, особенно, когда разрезание металла осуществляется вручную. В результате заготовки нуждаются в дополнительной механической обработке, чтобы их форма и размеры соответствовали тем, что указаны в чертежах.

Четвертым минусом является возможная деформация (кручение, коробление и др.) металла из-за воздействия высокой температуры. Если в случае с демонтажем это не особо важно, то при раскрое появляются дополнительные риски.

Сложность получения высококачественного реза при использовании данного метода заключается в том, что на протяжении всего процесса необходимо выдерживать одинаковое расстояние.

Поэтому данную работу лучше производить не ручным способом, а с помощью автоматизированного устройства, которое разрежет деталь быстро и более точно.

Плазменная резка металла

В данном случае для разрезания металла используется плазмотрон, а режущим инструментом является струя плазмы, которая проходит через сопло и представляет собой ионизированный газ сверхвысокой температуры.

Когда требуется разрезать металлический лист большой толщины, то без плазменной технологии не обойтись. Она позволяет работать с материалом, ширина которого достигает 150 мм.

В зависимости от типа воздействия на металл, рез может быть косвенным, то есть разделение осуществляется плазменным лучом либо плазменно-дуговым, когда материал оплавляется электрической дугой между инструментом и изделием.

Характерные особенности плазменного разрезания металла:

работа со сложными контурами;
безопасность;
гладкость среза;
высокая скорость работы;
незначительный нагрев поверхности обрабатываемого изделия.

Недостатки данной технологии: дорогостоящее оборудование, шум от работающих плазмотронов, ограниченная толщина обрабатываемого материала, а также сложное обучение.

Разрезание металла лазером

Современным методом обработки изделий является резка металла при помощи лазерного луча, который способен нагреть поверхность свыше температуры плавления и испарить участок при его фиксации в одной точке.

По мере передвижения рабочей головки по заданной траектории на металлическом листе появляется рез нужного размера и формы.

Данная технология чаще всего используется для обработки цветных металлов (алюминия, меди, нержавеющей стали), трубных изделий, а также тонких листов из данного материала.

Уникальность лазерной резки заключается в том, что она позволяет разъединять любые изделия из металла, сплавов и других материалов.

Другими особенностями данной технологии являются:

высокая точность резки;
вырезание сложных контуров геометрической формы;
практически идеально ровная кромка;
высокая производительность.

Минусами лазерной резки является ограниченная толщина обрабатываемых поверхностей, существенные энергозатраты, необходимость обучения для выполнения работы.

Поскольку в данном случае термического воздействия на поверхность обрабатываемой детали нет, то этот способ не относится к методу горячего разрезания металла.

С помощью гидроабразивной резки удается произвести раскрой металлических листов с высокой точностью независимо от сложности и кривизны линий. Кроме того, данный метод позволяет обрабатывать материал толщиной до 200 мм.

Сам процесс разрезания заключается в том, что через сопло диаметром до 0,5 мм под давлением около 4 тыс. атмосфер подается струя водного раствора, смешанного с абразивными частицами.

Скорость взаимодействия раствора с металлом почти такая же, как скорость звука, а иногда и выше. Благодаря этому гидроабразивная резка позволяет обрабатывать материал с высокой скоростью, в результате чего получается такая же гладкая поверхность, как при лазерной резке.

На сегодняшний день данная технология считается одной из самых лучших, поскольку позволяет обрабатывать сложные изделия нестандартной формы и металл большой толщины.

Кроме того, благодаря небольшой ширине реза расход материала минимален, а низкая температура в месте разъединения позволяет избежать плавления и деформации.

Недостатки гидроабразивного метода: невозможность резки металлических изделий, которые подвержены коррозии, высокая стоимость оборудования, что делает использование этой технологии для частных нужд не всегда возможным.

Чаще всего гидроабразивная технология применяется в художественной и декоративной резке, где очень важен минимальный расход материала, а также высокая точность реза.

Разрезание металла в домашних условиях

Для того чтобы разрезать металл в домашних условиях, необходимо знать, какие инструменты для этого можно использовать. Как правило, основными из них являются ножовка и ручные ножницы.

Разрезание металла ножницами

Этот инструмент может быть использован для разрезания металла, толщина которого не превышает 3 мм. Ручные ножницы имеют несколько видов резцов:

для прямого реза;
для криволинейного реза;
пальцевые – для вырезания сложных фигур (прямого, зеркального вида);
с одним фиксированным лезвием, которое закреплено в верстаке, и вторым подвижным.

Резка металла с помощью пилы

Такой инструмент для разрезания металла, как пила, используется очень часто, при этом она может быть нескольких видов:

ручная, которая вставляется в С-образную раму;
дисковая – работающая от электродвигателя;
маятниковая – отличается тем, что на торцевой части присутствует твердосплавная напайка;
циркулярная – с торцом из твердосплавных или абразивных напаек;
торцовочная – устроена так, что позволят осуществлять резку под разными углами.

Разрезание металла посредством углошлифовальной машины

В данном случае речь идет о разрезании металла болгаркой (углошлифовальной машиной). Она обладает следующими плюсами:

Удобство в работе благодаря небольшим размерам и весу.
Нет ограничений относительно толщины обрабатываемого материала.
Большое количество сменных дисков.

Сравнение методов резки металла

Если сравнивать различные методы разрезания металла в промышленности, то лучшими являются плазменная и лазерная технология, так как:

Если говорить о том, какой способ разрезания металла больше подходит для домашнего применения, то наиболее популярным считается метод с использованием углошлифовальной машины.

Объясняется это тем, что болгарка является относительно недорогим и многофункциональным инструментом.

Обзор технологий раскроя металла: выбор метода, минимизация отходов типичные ошибки

Для оптимизации расположения контуров заготовок на стальном листе, полосе или другом основании необходим правильный раскрой металла. Выбор технологии влияет на скорость выполнения работ, качество кромок, количество отходов. Выход – проанализировать все способы раскроя, узнать их преимущества и недостатки.

Задачи раскроя металла

Основные функции процесса – получение качественных заготовок при минимальных объемах отходов. Основание размечают на контуры требуемых изделий (заготовок). Затем с помощью инструмента (оборудования) происходит резка. Правильный раскрой листового металла начинается с формирования технических требований к процессу.

Что нужно учитывать:

Качество кромок – ровность реза, минимальное количество дефектов, отсутствие поверхностного или внутреннего натяжения.
Скорость выполнения. Зависит от выбранной технологии резки – механическая, лазерная или плазменная.
Расчет отходов. Учитывают технологические потери (стружка, оплавление и испарение материала) и раскроя (металл, расположенный между контурами заготовок).
Составление карты раскроя. Влияет на объем отходов, и скорость обработки.

К конечным изделиям (заготовкам) могут предъявляться дополнительные требования. Они описаны в нормативных документах и являются частью технологического процесса. В частности – допустимые отклонения в размерах.

Важно: точный раскрой листа металла влияет на конечную себестоимость продукции. Последняя складывается из затрат на порезку, отходов и трудоемкости процесса.

Способы раскроя металла

Выбор способа порезки заготовки зависит от нескольких факторов – конфигурации будущей конструкции, толщины и марки металла. Возможно применение комбинированных методов, когда сначала формируются общие контуры с помощью механических резов, а затем выполняется точная обработка краев. Также учитывается однотипность заготовок. Если необходимо сформировать разные по форме изделия, необходима точная карта раскроя.

Механические

Суть метода заключается в механическом воздействии на стальной лист или полосу. Подобная резка металла применяется для формирования прямых сторон простой формы. Оборудование – гильотина, дисковые или ленточные пилы. Для небольших однотипных форм можно использовать просечной пресс.

Механические методы раскроя:

Гильотина. Лист (полоса) фиксируется на рабочем столе, прижимается, затем лезвие разрезает необходимый фрагмент. Толщина металла – 0,45-2,5 мм. Преимущества: скорость обработки, нет температурного воздействия. Недостатки: возможны отклонения геометрии по краям, нельзя делать сложные формы.
Дисковые или ленточные пилы. Заготовка располагается на небольшой станине, часть вырезается диском или ленточной пилой. Максимальная толщина – до 8 мм. Технология не относится к высокоточным, часто применяется как вспомогательная. Преимущества: скорость порезки, небольшой размер оборудования. Недостатки: нельзя автоматизировать процесс, невозможно делать криволинейные резы.
Просечной пресс. Рабочая головка различной формы формируется на листе отверстия или выемки нужной формы. Технология только косвенно относится к раскрою металла. Области применения: создание рифленой формы, небольших однотипных отверстий.

Отдельно рассматривается гибка металла, принцип которой напоминает гильотинный. С помощью насадок на пресс специальной формы создается изгиб на листе. Способы давления – ручной механический, гидравлический или электрооборудованием. Выбор зависит от максимальной толщины материала, необходимого угла гибки.

Технология относится к бесконтактному способу обработки. На материал в импульсном или непрерывном режиме воздействие лазерный луч. Для удаления окалины используют вспомогательный газ. Это зависит от требований к кромке заготовки.

Эффективный лазерный раскрой металла выполняется твердотельным (YAG лазеры) или газовым (СО2-лазеры) оборудованием. Мощность – от 0,05 до 30 кВт. Максимальная толщина материала – до 8 см. Однако для большинства стандартных станков она не превышает 1 см. Также существуют ограничения на максимальный размер листа. Они зависят от площади рабочего стола.

Преимущества лазерной резки:

точность обработки;
возможность создания сложных фигур;
применяется для металлов с высокой теплопроводностью;
реализация автоматического раскроя;
минимальное термическое воздействие на края.

Недостатки технологии:

ограничения по толщине заготовки;
изменяемая скорость обработки, зависит от марки металла и его толщины;
высокая стоимость оборудования.

Помимо этого, раскрой металла лазером минимизируется технологические потери. Толщина реза равна диаметру луча или незначительно превышает его. Это позволяет формировать сложные по форме заготовки без увеличения расхода. Но дополнительно нужно составить правильную карту раскроя.

Интересно: Кроме резки металла с помощью лазерного оборудования можно обрабатывать другие материалы: пластик, дерево, сплавы. Это делает подобные станки универсальными.

Плазменный раскрой

Суть метода заключается в формировании пучка плазмы в ограниченной области, в результате чего происходит испарение материала. На практике для этого между электродом и соплом нужна электрическая дуга. На нее подают воздушную струю под давлением до 8 атм. При контакте формируется плазма, температура которой может составлять 30 тыс. °С. Происходит быстрое испарение металла в узкой области.

На производстве плазменный раскрой металла применяется для обработки заготовок толщиной до 110 мм. Однако нужно учитывать конусность – изменение ширины реза в зависимости от глубины материала. Для черных металлов она составляет 1-10°, для цветных до 20°. Это влияет на требуемую геометрию кромки.

Преимущества плазменной резки:

высокая производительность;
возможность обработки разных материалов (сталь, чугун, алюминий, медь) без глобальной перенастройки оборудования;
минимальная ширина реза;
отсутствие наплывов, окалины.

Недостатки:

ограничения по отклонению от перпендикулярности, наблюдается существенное увеличения толщины реза;
обязательная подготовка воздушной смеси, фильтрация;
невозможно одновременное использование сразу 2-х резаков, подключенных к одной установке.

Для получения точного реза используется прецизионная технология. Ее суть заключается в сжатии дуги, повышения плотности энергии. Однако такой метод обладает недостатком – небольшая скорость обработки. Он подходит для автоматических, механизированных комплексов.

Интересно: Помимо воздушной смеси для плазменной резки могут применять другие газы, например – азот. Это повышает эффективность раскроя, но в процессе работы выделяются вредные вещества.

Газокислородный способ

Формирование реза происходит из-за воздействия струи чистого кислорода с добавлением газа, подающегося на поверхность под высоким давлением. В результате материал сгорает с высокой скоростью, что позволяет делать раскрой металла для листов толщиной 5-60 мм. Дополнительно воздушная струя удаляет остатки продуктов сгорания, очищая поверхность.

Сложность газокислородного способа заключается в необходимости выбора интенсивности потока, а также скорости обработки. Превышение расхода кислорода может привести к охлаждению зоны обработки, а недостаточная интенсивность к неполному окислению. На небольшой скорости появляются оплавления кромок, при обратном процессе (слишком быстрая обработка) металл режется не до конца.

Преимущества газокислородного способа:

возможность разрезания металла большой толщины, до 500 мм;
большая скорость работы;
при правильном подборе горючей смеси почти отсутствует конусность;
можно использовать несколько резаков.

не все металлы можно обрабатывать, только часть черных и цветных;
минимальная толщина при формировании раскроя от 4 мм, иначе теряется качество;
применении активных газов повышает требования к технике безопасности.

Качество раскроя металла по газокислородной технологии зависит от правильности подготовительного процесса, расчетов и настройки оборудования. Чаще всего этот метод применятся для обработки толстостенных заготовок, листовые и рулонные обрабатываются более технологическими способами, например – лазерной резкой.

Расчет раскроя металла, минимизация отходов

Первый этап – формирование карты раскроя. Это схема расположения контуров деталей (заготовок) на листовом металле. Делается в ручном режиме, либо с использованием программных комплексов. Последний вариант предпочтителен, так как карта раскроя получается оптимальной. Это важно для потокового производства, когда нужно учитывать деловые остатки, которые уменьшат объем невозвратных отходов.

Принципы формирования карты раскроя металла.

Размещение однотипных заготовок позволяет использовать материал максимально эффективно.
Сначала размечаются габариты длинных и широких деталей, затем остальные заготовки заполняют свободное пространство.
Совмещение контуров для оптимизации порезки, меньше проходов резака или лазерной головки.
Технологическая ширина реза. Для тепловой обработки она составляет 3-5 мм от фактической ширины. При механическом раскрое не учитывается.
Чем больше стальной лист, тем выше коэффициент использования. Это отношение площади заготовок к площади листа.

Учитывается, какой станок или другое оборудование выбрано для раскроя металла. Основной параметр – максимальная и минимальная ширина реза, возможность изменения этой величины. Основание для выбора технологии – требования к качеству получаемой заготовки. Так, для высокоточного производства важно отсутствие конусности среза, либо минимальное значение этого параметра.

Важно: для изготовления деталей разной толщины рекомендуется составлять несколько карт, а также рассчитывать параметры оборудования. Это нужно для оптимизации процесса, повышения скорости обработки, качества изделий.

Распространенные ошибки

Основные типы ошибок при раскрое металла можно разделить на расчетные и технологические. Первые появляются при неправильном формировании схемы порезки, не учитываются размеры деталей, порядок их расположения на листе. Минимизировать эти неточности можно с помощью программ по раскрою. В платных версиях возможна организация потокового производства, в расчет берутся деловые остатки после предыдущих раскроев.

Примеры технологических ошибок для различных видов резки металла:

Плазменная резка. Неправильный режим работы приведет к формированию дефектов. Дополнительно будет сильный износ сопла, последствия – растяжение дуги, расширение реза.
Лазерная обработка. Быстрый проход луча может стать причиной появления грата – затвердевание наплывов на кромке. Обязательна настройка направляющей рамы, ее износ влияет на точность реза.
Механический раскрой. Частая причина искривления края – затупившаяся кромка диска, гильотины или полотна. Также для механической обработки важна фиксация листа.

Для оптимизации процесса и получения качественных заготовок можно использовать несколько технологий раскроя. Это актуально для изготовления сложных по форме изделий или для организации постоянного потокового производства. Главное преимущество такого подхода – уменьшение отходов, что положительно сказывается на себестоимости продукции.

Итоги

Выбор технологии раскроя металла начинают с составления технических требований. Учитывается толщина, свойства материала, конфигурация заготовки. Исходя из этого определяют оптимальную методику порезки.

Следующий важный момент – формирование карты раскроя. Она должна максимально эффективно использовать всю площадь листа, обеспечить минимизацию неделовых отходов. Для выполнения этой задачи используют специализированные программные комплексы.

Настройка и техническое состояние оборудования, станков для порезки напрямую влияет на качество выполненных работ. Необходимо периодически проводить диагностику, плановый ремонт и замену комплектующих.

Для эффективного раскроя металла следует учитывать все факторы – от выбора технологии до фактического состояния оборудования. Это важно не только для массового производства, но и при изготовлении штучной продукции.

Читайте также: