Любое, даже самое элементарное производство, связанное с обработкой металла, требует развитой материальной базы. Для резки труб, профиля, листового металла требуются различные инструменты, оснастка, оборудование. Универсальных вариантов не существует. Одни станки работают исключительно с листовыми сталями, другие – с металлопрофилем.
На сегодняшний день резка остаётся одним из самых востребованных способов обработки металла. Она применяется и в тяжёлой, и в лёгкой промышленности, и судостроительной отрасли, и в авиастроении. Нет практически ни одной отрасли экономики, где не были бы востребованы заготовки из стали, чугуна, нержавейки, латуни, меди, алюминия. Цель резки металла – получение детали или элемента заданных размеров максимально быстро, точно и дешёво.
Материал статьи об инструментах для резки металла, его разновидностях и возможностях. Более точные и детальные определения и понятия указываются в технической документации на конкретное оборудование.
Виды резки
Всё оборудование, предназначенное для обработки металлов резанием, делится на две группы:
- термическое;
- механическое.
Эта классификация принята исходя из способа воздействия на поверхность. Нельзя отдавать приоритет тому или другому способу: каждому из них присущи свои достоинства и недостатки, а в некоторых случаях термическая и механическая обработка используются совместно.
При термической обработке металл разрушается под высокотемпературным внешним воздействием. Лазерный луч, струя плазмы, пропан или ацетилен, электрическая дуга движутся по линии реза, дефрагментируя поверхность металла. Частицы раскалённого металла удаляются из контактной зоны, оставляя чётко очерченную линию реза.
К механическим способам резки причисляют гидроабразивную, гильотинную, ленточнопильную и круглопильную. Диск пилы, лезвие гильотины или струя воды с абразивом воздействуют на поверхность стали, вызывая мгновенное механическое разрушение в совокупности с высоким давлением.
Металлорежущие станки используют, как правило, только один вид резки. Это ограничение объясняется их конструкционными возможностями. Однако, они выполняют свою функцию эффективно, быстро и качественно. Особенно это относится к станкам с числовым программным управлением – ЧПУ.
Станки для резки металла
Одними из самых быстрых и точных считаются плазменные станки для резки. Раньше плазменная резка была уделом исключительно промышленных предприятий и заводов. Сегодня она возможна даже в полевых условиях. С помощью плазменных резаков выполняют и высокоточный раскрой листового металла. Принцип работы основан на воздействии на поверхность металла раскалённой до 30 000°С струи плазмы, разжигаемой высоковольтной дугой. Пламя со скоростью до 1500 м/с направляется на поверхность металла, вызывая моментальное разрушение. В качестве «разгонного блока» для плазмы используется внешнее электромагнитное поле. Рабочие газы – чистый кислород, аргон, водород. Выбор зависит от типа стали.
Практически все промышленные станки способны резать сталь толщиной до 200 мм. Они имеют широкие рабочие столы, на которые помещается листовая заготовка. Плазморез под контролем программного обеспечения движется вдоль линии реза, меняя направление в трёх осях. Благодаря этому можно создавать самые сложные геометрические формы.
Ручной инструмент для резки металла отличается компактными размерами. По габаритам он не больше обычного сварочного инвертора. Однако, необходимо вспомогательное оборудование: компрессор, редуктор, баллоны с газом, транспортировочная тележка, шланги. Такое оборудование способно разрезать металлы толщиной 15-20 мм. Точность обработки «хромает», обычно кромки требуют обработки на фрезерном или токарном станке.
Станки для лазерной резки – самое высокотехнологичное и массово применяемое оборудование. Их используют и при художественной резке, и в промышленном производстве, и для создания декорирующих элементов. Преимущество лазера – моментальное воздействие на поверхность металла. Кромки не успевают перегреваться, термозакалка исключена, а линия реза получается чёткой и ровной. Такими же преимуществами обладает и гидроабразивная резка. Но она считается «вредным» производством. Риск получения травмы обслуживающим персоналом выше, чем при других способах. Абразив практически невесом, способен долгое время находиться в воздухе и причинять вред здоровью. Именно поэтому к вопросам организации производственного участка подходят с особым вниманием.
Ручная термическая резка
С таким типом резки сталкивался практически каждый. В быту применяется только он. Это резка металла с помощью так называемой ацетиленовой горелки. Для того, чтобы обрезать трубу или фрагмент арматуры даже не нужно иметь специального образования и профессиональных навыков газосварщика. Достаточно разжечь струю газа, надеть защитные очки и приступить к работе.
Из оборудования понадобится только:
- баллоны с кислородом или пропаном;
- подводящие шланги;
- газовый резак.
Наверняка, многие перекрывали крышу рубероидом или рубемастом, разогревая внутренний слой материала газом. Так вот, эти операции выполняются с помощью оборудования для термической резки. Только вместо резака используется горелка.
Принцип работы оборудования для термической резки основан на горении металла в среде чистого газа. Поверхность разогревается до температуры чуть ниже температуры плавления. Происходит разрушение поверхностного слоя и далее наступает цепная реакция. Процесс поддерживается именно за счёт высокой температуры, при которой горит металл. Основной недостаток такого метода – низкое качество реза, обильное образование брызг металл и шлака, что вызывает необходимость дальнейшей чистовой обработки кромок.
Механическая резка
Механическая резка выполняется при помощи оснастки: отрезных кругов, пил по металлу, токарных резцов. Она распространена и в промышленном, и в «кустарном» производстве. Самый известный и распространённый механизированный инструмент – углошлифовальная машинка, УШМ, больше известная как «болгарка». Болгарки могут быть и с пневматическим, и с электрическим приводом. Их часто используют на СТО или автосервисах при кузовных работах.
На производстве для механической резки задейтсвуют обычные токарные станки. Большинство из них способны работать с любыми видами круглого металлопроката, включая шестигранники.
Механическая резка может выполняться и гильотинными ножницами. Они также имеют электрический, пневматический или гидравлический привод. Принцип работы ничем не отличается от обычных бытовых ножниц, разрезающих лист бумаги. Мгновенное разрушение металла происходит за счёт давления рабочего ножа, который опускается на поверхность с усилием несколько тонн. Сдавливая металл одновременно с двух сторон, лезвия гильотины оставляют аккуратную и ровную линию реза. Гильотины считают устаревшим оборудованием, но их до сих пор можно встретить на многих «советских производствах».
При работе с металлическим профилем и трубами чаще используют дисковые или ленточные пилы. Режущий диск на скорости до 15 000 об/мин быстро «врезается» в поверхностный слой. Однако, такое оборудование требует интенсивного охлаждения и качественного дымоудаления. При работе подобных станков образуется огромное количество искр – потенциального источника возгорания. На базе дисковых пил выпускаются и станки для продольно-поперечной резки. Они незаменимы при средне- и крупносерийном производстве стандартных деталей по требованиям ГОСТ или ТУ.
Разнообразие современного оборудования и оснастки не позволяет охватить все типы и разновидности в отдельной статье. Сегодня высокоточные станки и механизированный инструмент выпускаются не только в Европе, Тайване, Японии и Китае, но и в России. Всё больше предприятий поддерживают политику импортозамещения, переходя на создание машин из комплектующих отечественного производства.
