Сущность процесса резки металлов

Обновлено: 18.05.2024

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.

Резкой называют процесс разделения заготовки на части заданных размеров и формы. Резку применяют для получения заготовок заданных размеров и формы из сортового и листового проката, а также прорезей и отверстий в заготовках. Современные методы резки обеспечивают высокопроизводительную обработку заготовок практически любых размеров и из материалов с любыми физико-механическими свойствами.

Различают следующие технологические методы резки.
1. Распиливание ножовками, ленточными и дисковыми пилами. Используется для резки сортового проката.
2. Резка ножницами. Применяется для резки листового проката.
3. Резка на металлорежущих станках (токарных, фрезерных и др.).
4. Анодно-механическая, электроискровая и светолу-чевая (лазерная) резка. Эти методы применяют в тех случаях, когда другие методы не обеспечивают достаточной производительности и требуемого качества. Например, они используются для резки высокопрочных материалов по сложному и точному контуру и т. д.
5. Ацетиленокислородная резка. Ее используют для резки заготовок значительной толщины из углеродистой стали. Она не обеспечивает высокой точности, приводит к изменению структуры и химического состава материала в месте реза. Однако она широко распространена в условиях единичного производства благодаря своей простоте, высокой производительности и универсальности.

Рис. 1. Распиливание (а) и резка заготовок на ножницах (б): 1 — заготовка, 2 — ножи; у — передний угол, а — задний угол, Р — угол заострения, 8 — угол резания

Резка может производиться как вручную, так и механически.

Физическая сущность резки основана на различных способах разрушения материала заготовки в месте реза.

При распиливании и резке на металлорежущих станках сила F, приложенная к режущему клину, направлена под острым углом к обрабатываемой поверхности. Поэтому режущий клин срезает материал и превращает его в стружку. При резке на ножницах сила F, приложенная к режущему клину, перпендикулярна обрабатываемой поверхности. Поэтому инструмент разрезает материал без образования стружки.

Электроискровая резка основана на электрической эрозии (разрушении) материала заготовки. Конденсатор С, включенный в зарядный контур, заряжается через резистор R от источника постоянного тока напряжением 100—200 В. Когда напряжение на электродах (инструменте) и (заготовке) достигнет пробойного, между их ближайшими микровыступами происходит искровой разряд продолжительностью 20—200 мкс. Температура разряда достигает 10 000—12 000 °С. В месте разряда на заготовке мгновенно расплавляется и испаряется элементарный объем материала и образуется лунка. Удаленный материал в виде гранул остается в диэлектрической среде (масле), в которой проходит процесс обработки. Разрядами, следующими непрерывно друг за другом, разрушается весь материал заготовки, находящийся от инструмента на расстоянии 0,01—0,05 мм. Для продолжения процесса обработки электроды необходимо сблизить, что делается автоматически.

При ацетиленокислородной резке металл заготовки в месте реза сначала подогревают ацетиленокислород-ным пламенем до температуры его воспламенения в кислороде (для стали 1000—1200 °С). Затем в это место направляют струю кислорода и металл начинает гореть. При этом выделяется столько теплоты, что ее достаточно для поддержания непрерывного процесса резки.

Анодно-механическая резка основана на комбинированном разрушении материала заготовки — электрическом, химическом и механическом. Постоянный ток, проходящий в месте реза между заготовкой и инструментом, вызывает электрическую эрозию поверхности заготовки. Образующиеся расплавленные частицы материала выносятся из зоны обработки вращающимся инструментом — диском. Одновременно электролит, подаваемый в зону обработки, под действием электрического тока образует на поверхности заготовки пленки оксидов, которые удаляются тем же вращающимся инструментом.

Инструменты для резки. При распиливании в качестве режущих инструментов применяют ножовочные полотна (для ручной и механической ножовок), ленточные и дисковые пилы. Ножовочные полотна и ленточные пилы представляют собой тонкую ленту из быстрорежущей или легированной (Х6ВФ, В2Ф) стали с мелкими зубьями в виде клиньев на одной или двух сторонах. Ленточные пилы получают путем сгибания ленты в кольцо и спаивания ее концов высокотемпературным припоем. У дисковой пилы зубья расположены на периферии диска. Режущие зубья закаливают до твердости 61 — 64 HRQ . Для того, чтобы инструмент не заклинивал в узком пропиле, его зубья разводят.

При выборе инструмента для распиливания в первую очередь следует учитывать длину пропила и твердость обрабатываемого материала.

При длинных пропилах необходимо выбирать полотна с крупным шагом зубьев, а при обработке тонкостенных заготовок — с мелким. В резании должны одновременно участвовать не менее трех зубьев.

Чем выше твердость обрабатываемого материала, тем больше должен быть угол заострения. Образующаяся в этом случае стружка имеет форму запятой и плотно укладывается в небольшом пространстве. При обработке мягких материалов следует применять инструменты с большим пространством для стружки. Положительный передний угол повышает производительность, так как в этом случае зуб режет, а не скоблит материал заготовки.

Для обработки высокопрочных материалов применяют ножовочные полотна с синтетическими алмазами на рабочей поверхности.

Для резки листового материала применяют режущие инструменты в виде ножей, которые чаще всего выполняются съемными. Ножи бывают с прямолинейными, криволинейными и круглыми (роликовыми и дисковыми) режущими кромками.

При анодно-механической резке в качестве инструмента используют тонкие диски из мягкой стали. На электроискровом станке в качестве инструмента для вырезания применяют непрерывно перемещающуюся проволоку.

Оборудование и приспособления для резки. В условиях инструментального цеха небольшие заготовки режут ручной ножовкой. Ножовочное полотно крепят в рамке так, чтобы зубья были направлены от рукоятки.

Ручные рычажные ножницы предназначены для резки листового материала. В инструментальных цехах используют небольшие переносные ножницы. На них можно разрезать листовую сталь толщиной до 4 мм, алюминий и латунь — до 6 мм.

Ручные ножницы предназначены для резки листового материала, изготовления заготовок с криволинейным контуром, вырезания в заготовках отверстий сложного контура. Для прямолинейного реза применяют ножницы с прямыми широкими ножами. Если верхняя режущая кромка расположена справа относительно нижней, то ножницы называются правыми, а если слева — левыми. Для получения наружных криволинейных резов используют ручные ножницы с изогнутыми широкими ножами. Вырезание внутренних криволинейных контуров производят ножницами с узкими изогнутыми ножами.

Механическую резку листового материала выполняют ручными электроножницами, виброножницами, а также на роликовых, многодисковых и листовых ножницах.

Последовательность и приемы работ при резке. Резке предшествует разметка. Затем выбирают метод резки, оборудование и инструмент.

Большое значение для качественной обработки имеет правильное выполнение приемов резки. Расположение заготовки и инструмента при ручной резке должно быть таким, чтобы разметочная риска постоянно была доступна для наблюдения. При большой длине реза нажим на ножовку увеличивают, при малой — уменьшают. Так как зубья ножовки особенно легко ломаются в начале и в конце реза, в эти моменты нажим на нее должен быть минимальным.

Ручные ножницы при резке следует раскрывать на 2/3 длины режущих кромок. В этом случае они легко захватывают заготовку и хорошо режут. Плоскость резания всегда должна быть перпендикулярна разрезаемой поверхности заготовки. Перекос ведет к заеданию, смятию кромок и появлению заусенцев.

Большое значение имеет правильная регулировка инструмента. Так, при слабом натяжении ножовочного полотна в ручной ножовке рез получается косым. Большой зазор между ножами ведет к образованию заусенцев. Появление заусенцев при правильно отрегулированных ножах является сигналом об их затуплении.

Выполняя резку ручной ножовкой, следует стоять свободно и прямо, вполоборота к тискам.

Резка металла

Виды резки металла: суть и способы

Резка металла — технологический процесс раскроя листов профильного проката или заготовок заданных размеров, форм и конфигураций. В зависимости от технических и химических характеристик исходного материала и получения деталей определённой формы применяют различные виды резки металла.

Резку металла можно производить двумя способами — механическим: ножницами, фрезерованием, распиливанием, сверлением, ударной рубкой и термическим приёмом.

Основные виды резки металла проводятся согласно требованиям ГОСТа 14792-80, применяемых при обработке деталей и заготовок.

Термическое воздействие на металлическое изделие для формирования отдельных деталей может быть разделительным, поверхностным или нанесение отверстий. Термические способы резки металла позволяют изготавливать детали по заданным размерам, корректировать отдельные части изделия. Преимуществом данной техники металлообработки является возможность осуществлять резку по заданным параметрам даже при большой толщине металла.

Газовая резка металла

Газовая технология — бесконтактная высокотемпературная резка с помощью смеси газа и кислорода. Струя пламени разогревает плоскость в месте разреза и одновременно удаляет окислы, которые образуются на поверхности разрезаемого листового проката. Суть данной тактики в том что, струя пламени равномерно перемещается по линии разреза и режет металл по всей ширине. Условием высокого качества разреза является постоянное соблюдение расстояния между раскройным материалом и нижней точки резака при сохранении равномерной скорости.

Специфика применения газового резака:

возможность производить раскрой из титановых листов;
можно перерезать многослойный материал;
производить операции по шаблону.

Газовая обработка не рассчитана для работ с алюминием и высоколегированной сталью.

Плазменная резка металла

Плазменная резка металла — это технология, при которой в качестве режущего инструмента используется струя плазмы. Термическая резка — плавления плазмой с потоком ионизированного газа, под воздействием электрической дуги создаваемого плазмотроном прямого давления. Температура плазменного потока может достигать 30000 0 . При плазменной технологии резки металла могут использоваться неактивные газы: аргон, азот, водород и активные: кислород и воздух.

Особенности плазменной резки:

возможности производить раскрой сплава толщиной до 1500 мм;
резка осуществляется с максимальной точностью по контурам без дополнительной обработки краёв;
плазменная дуга способна резать любые сплавы: цветные, тяжёлые, тугоплавкие;
максимальная точность раскроя позволяет получать детали сложной конфигурации;
отсутствуют ограничения по геометрической форме;
высокая скорость раскроя и качество поверхности разреза;
производить высокоточный скос кромок под определённым углом.

Высокопродуктивный метод плазменной резки широко применяется при прямолинейном и фигурном раскрое листового и профильного проката.

Лазерная резка металла

Лазер высокой мощности применяется на производственных линиях. Технологическая установка работает в непрерывном или импульсно-периодическом режимах. Сфокусированный лазерный луч позволяет производить резку высокой точности любых сплавов. Потенциал лазера обеспечивает высокую производительность процесса в сочетании с высоким уровнем качества поверхностей реза.

Лазерная резка металла позволяет изготавливать объёмные и плоские детали сложного контура.

Сквозной прожиг лазерного луча имеет ряд преимуществ над другими методами резки:

отсутствует механический контакт;
возможность высокоскоростного раскроя тонких листов стальных сплавов;
обработка высокотвёрдых и тугоплавких материалов;
техника может применяться для обработки тонких и легко формирующихся материалов;

Для разных видов металлических сплавов используют разные типы лазера: твёрдотельные, газовые, волоконные.

Стоимость лазерной резки вы можете уточнить в соответствующем разделе сайта, либо у наших специалистов.

В основе гидроабразивной резки стоит принцип направленного действия тонкой сверхскоростной струи воды разрушительной силы.

Гидрорезка осуществляется тонкой струёй воды через отверстие размером меньше 1 мм под давлением от 1000 до 6000 атмосфер. Скорость направленной струи воды на обрабатываемую поверхность превышает скорость звука в 3-4 раза. При таких условиях, вода становится режущим инструментом.

Вода под очень высоким давлением подаётся в смесительную камеру, где она смешивается с абразивными частицами высокотвёрдых материалов, затем через сопло узкой режущей головки вырывается и разрезает металл.

Разрушительная сила воды зависит от абразива, это могут быть: мелкие зёрна огнеупорного сверхтвёрдого материала на основе оксида алюминия – электрокорунда, карбида кремния, частицы гранатового природного минерала.

Применение технологии резки металла водой используется при раскрое стальных листов, различных деталей и отливок, сплавов алюминия и тугоплавкого титана.

Водная струя исключает появление дефектов и деформации.

Механическая резка осуществляется при помощи режущих инструментов более высокой твёрдости и оборудования: стационарной циркулярной пилы, болгарки, ударной гильотиной или рубкой.

Лентопильные станки и гильотинные ножницы с установленными на них специальными резцами производят резку листового проката, профильных труб, литых заготовок.

Основным недостатком при механическом способе раскроя:

возможность производить разрез только по прямой линии;
исключается обработка материала по криволинейной траектории;
не большая глубина пропила, поэтому имеются ограничения по размерам заготовок.

При обработке возможны различные виды дефектов на поверхности материала:

перекосили искривлённый профиль реза;
неровная поверхность шва в месте разреза;
оплавление верхней части поверхности;
деформация поверхности изделия.

Под термическим воздействием может произойти деформация материала — удлинение, сжатие или изгиб изделия. Дефекты получаются при несоблюдении правил резки: неравномерном нагреве, высокой скорости движения пламени, быстрым охлаждением места нагрева.

Применение основных видов резки металла для металлических конструкций: механической и термической позволяет производить обработку металла и сплавов от заготовительной стадии до конечного продукта сложной конфигурации с высечками, отверстиями, надрезкой и другими сложными элементами.

Мы всегда придерживаемся важнейших принципов, заключающихся в честности и открытости. Поэтому не стоит переживать за качество наших работ. Среди услуг компании ЦСР: фрезерная обработка металла, лазерная резка нержавейки, цементация и многое другое.

Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.

Применение высоколегированных и жаростойких сталей, а также твердых сплавов, которые трудно поддаются или совсем не поддаются разрезанию обычным инструментом, вызвало необходимость в изыскании новых методов обработки. В СССР впервые в мире были разработаны анодно-механический и электроискровой способы резки металловВ настоящее время кроме этих методов применяются и другие электрические методы обработки металлов.

Электродуговая резка металла используется в тех случаях, когда газовая резка невозможна или когда отсутствует необходимое оборудование. Ее применяют при разрезании стали, чугуна и цветных металлов.

Сущность процесса электродуговой резки заключается в том, что благодаря высокой температуре, создаваемой электрической дугой, металл плавится и, стекая, разрезает заготовку в зоне реза. Резку выполняют металлическим, угольным или графитовым электродом. Более эффективной является резка металла металлическими электродами; в этом случае обеспечиваются ровная поверхность разрезаемого металла, небольшая ширина реза и возможность применения переменного тока.

Анодно-механический способ разрезания металлов заключается в том, что разрезаемый пруток (анод) (рис. 1, а) зажимается рукояткой в тисках, соединенных с положительным полюсом источника постоянного тока, а гладкий режущий диск (катод) соединен с отрицательным полюсом. В зазор между инструментом и прутком к соплу подается рабочая жидкость определенного состава, образующая на поверхности разрезаемого металла пленку, плохо проводящую электрический ток. В процессе удаления этой пленки механическим путем между режущим диском и прутком возникают многочисленные короткие замыкания, при которых в месте реза создается высокая температура, что и обеспечивает разрезание металла.

Рис. 1. Разрезание металлов: а — на анодно-механическом станке; б — электроконтактным; в и г—электроискровым способами: 1 — режущий диск; 2 — заготовка; 3—жидкость

Режущий диск вращается от электродвигателя через ременную передачу; скорость 12—20 м/сек. Напряжение тока 10—30 В. Сила тока выбирается в зависимости от диаметра разрезаемого прутка: при диаметре 10—20 мм сила тока равна 20—40 А, при диаметре 200—250 мм она составляет 350—400 А.

Диски изготовляются толщиной 0,5—0,8 мм из листовой стали марок 10 и 15, а также из кровельного железа и меди. В качестве рабочей жидкости — электролита — при анодно-механической обработке применяется водный раствор силиката кальция (жидкое стекло).

Преимущество анодно-механического способа резки металлов по сравнению с механическим состоит в том, что он создает возможность разрезания всех металлов независимо от их химического состава и твердости, а также всех твердых сплавов. Обычный дорогостоящий режущий инструмент заменяется более дешевым — стальным диском; значительно возрастает производительность резки.

Электроконтактные способы разрезания металлов основаны на использовании тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через участки цепи с повышенным сопротивлением, в частности через контакты.

Соприкосновение под небольшим давлением двух металлических электродов — режущего диска и разрезаемого металла (рис. 1, б) — приводит к образованию в месте реза (контакта) повышенного переходного сопротивления. Проходящий через место контакта электрический ток разогревает, размягчает и плавит металл, облегчая его удаление в месте разрезания. Для предотвращения плавления режущего диска (инструмента) ему придают скорость вращения 40—50 м/сек или охлаждают.

Описанное явление электроконтактного тепловыделения используется как для проведения технологических операций, связанных с удалением металла (разрезание, фрезерование, шлифование, заточка, прошивка и т. д.), так и для таких операций, как сгЙйживание, контактная сварка и др.

Электроискровой способ обработки металлов основан на явлении электрической эрозии, т. е. разрушения поверхности металла действием электрических искровых разрядов.

К инструменту и заготовке, которую нужно разрезать, подводится постоянный ток определенной силы и напряжения. Инструмент и заготовка являются электродами. Если далее режущий диск или ленту — катод (рис. 93,в, г) приближать к заготовке — аноду, то при определенном расстоянии А (дельта) между ними этот промежуток (пробивной зазор) под действием электрического поля начнет пробиваться электронами. В узком промежутке А (около 0,05 мм при напряжении 220 В и емкости 300—400 мкФ) образуется интенсивный электронный поток, переносящий значительное количество электричества. В месте пробоя возникает высокая температура расплавляющая и даже испаряющая любой металл, который выбрасывается при этом в виде жидких частиц.

Электроискровой способ обработки значительно облегчает получение деталей со сложными наружными и внутренними очертаниями в вырубных, гибочных, вытяжных, ковочных штампах, а также вырезку сложных фигурных заготовок из листового металла. Этот способ позволяет легко обрабатывать также металлы, которые с трудом поддаются обработке обычным режущим инструментом.

Читайте также: