Відрізні верстати

Різання прокату і злитків – одна з найбільш поширених операцій металообробки. В якості обладнання, що здійснює різання заготовок, застосовують ножиці і відрізні верстати. Крім того використовуються установки для гідроабразивного різання.

 Відрізні верстати

Абразивно-відрізні.Абразивно-відрізні маятникові верстати (рис.1) призначений для поперечного різання відрізним абразивним кругом заготовок з металу відрізним абразивним кругом на бакелітовій зв'язці з зміцнюючими елементами.

Дисковоотрезные відрізні верстати.Дисково-відрізні верстати (рис. 2) призначені для роботи дисковими пилами. Охолодження пилки і видалення стружки з зони різання здійснюється за допомогою мастильної охолоджуючої рідини, що циркулює в замкнутій системі. Точне затискання заготовки виконується завдяки регульованим зажиму кулачків лещат. Верстат, як правило, передбачає можливість роботи оператора з будь-якої сторони верстата завдяки переміщуваного педалі. Затискання заготовки здійснюється в автоматичному режимі завдяки спеціальному пристрою в лещатах. Процес різання здійснюється з автоматичною подачею. Є можливість проводити розпилювання під кутом +/- 45 град.

Лентопильные верстати по металу призначені для різання всіх зазвичай використовуваних матеріалів, починаючи з алюмінію і його сплавів, кольорових металів і, закінчуючи високотвердою сталлю. Лентопильные верстати характеризуються жорсткістю конструкції і високою продуктивністю за умови дотримання невеликих розмірів і мобільності.

Лентопильныепильные підрозділяють на ручні, напівавтоматичні і автоматичні (можлива повна автоматизація та напівавтоматичних моделей верстатів). По розташуванню ріжучого інструменту (стрічкової пилки верстати підрозділяють на горизонтальні і вертикальні. Верстати можуть бути спеціальними, спеціалізованими і універсальними.

Різання металів під кутом забезпечується завдяки використанню поворотних лещат або шляхом повороту плеча пилки. Для великих розмірів можна використовувати систему охолодження.

За функціональним можливостям, отже, і по області застосування всю широку гаму можна розділити на декілька класів.

Лентопильные верстати першого класу призначені для високопродуктивного розрізання практично всіх металів, використовуваних в сучасному машинобудуванні: кольорових сплавів, конструкційних і високолегованих сталей, никелей і титанових сплавів. Вони здатні розрізати з високою швидкістю як суцільний прокат і поковки великого діаметра, так і труби і тонкостінний профіль. Звідси і області застосування: основні виробництва металургійних заводів, заготівельні ділянки високотехнологічних підприємств, що використовують важко оброблювані матеріали, а також цеху, з потребою високої продуктивності на одиницю обладнання. Це обумовлено тим, що лише верстати першого класу можуть успішно працювати як з біметалічними, так і з твердосплавними пилами.

По конструктивному виконанню з горизонтальних верстатів до першого класу відносяться тільки портальні (у яких пільная рама переміщається уздовж рухомого порталу) і двох стійкові (у яких пільная рама опускається уздовж вертикальних стійок). При цьому головним критерієм двостійкового верстата, за яким його можна віднести до верстатів першого класу є конструкція напрямних, по яких переміщається пільная рама під час робочого ходу. Напрямні обов'язково повинні бути розраховані на надвисокі навантаження, що виникають при різанні поковок великого діаметру з важкооброблюваних матеріалів. У процесі різання з'являються зусилля, які прагнуть деформувати пиляльні раму, напрямні стійки і станину. Це призводить до виникнення мікродеформацій пільной рами, які можуть передаватися на інші несучі частини конструкції верстата. У верстатах першого класу ця проблема вирішується за рахунок або застосування призматичних напрямних з лінійними підшипниками, які компенсують деформації, або за рахунок розвитку діаметра циліндричних напрямних, які мають достатню жорсткість, щоб сприймати всі зусилля. Відносний коефіцієнт жорсткості стійок повинен бути не менше 0,28 (відносний коефіцієнт жорсткості дорівнює відношенню діаметра направляючої пільной рами до максимального діаметру заготовки). За ступенем автоматизації верстати цієї групи бувають автоматичні і напівавтоматичні. До обов'язкових атрибутів належать: потужний електропривод з широким діапазоном швидкостей, управління швидкістю і тиском подачі, пристрій контролю натягу полотна, відносно широка пила, витримує значні знакозмінні навантаження, механізм очищення пили і т. п. Лентопильные I класу можна віднести до спеціального отрезному обладнання. При цьому вони характеризуються самою високою стійкістю ріжучого інструменту і, відповідно, низькою вартістю одного різу. Найбільш поширеними є верстати другого і третього класу.

Лентопильные верстати II класу можуть застосовуватися на всіх заготівельних виробництвах (крім тих, де необхідні верстати першого класу). Вони здатні різати кольорові метали, леговані і нержавіючі сталі, частина жароміцних сталей і легкообрабатываемых титанових сплавів, тобто ті матеріали, які можна обробляти з допомогою біметалевих стрічкових пив (з ріжучою кромкою з швидкорізальної сталі).

По конструктивному виконанню це двостійкові , одностійкові і консольні (з пильної рамою закріпленої на шарнірі). Більшість таких верстатів дозволяють розрізати заготовку під різними кутами до її осі. Тому вони відносяться до універсального обладнання. Але менша жорсткість конструкцію, більш низька потужність електроприводу і спрощений дизайн обмежують практичне застосування. Другий клас використовується для нарізки в розмір труб, фасонного профілю і суцільного прокату. При цьому діаметр суцільного прокату необхідно обмежувати приблизно 70-80 % від максимально допустимого розміру для даного верстата (т. к. дуже істотно знижується продуктивність, а найголовніше ресурс обладнання). Обов'язкові відмінні риси консольних верстатів цієї групи - це примусове опускання пільной рами гідравлічним приводом (на відміну від верстатів третього класу, де пільная рама опускається під власною вагою, утримувана гідроциліндром), електропривод з плавно мінливих діапазоном швидкостей, управління швидкістю/тиском подачі, пристрій візуального контролю натягу полотна, механізм чищення пилки, відсутність необхідності регулювання нахилу осей шківів привода пили. За ступенем автоматизації верстати цієї групи виготовляються автоматичні і напівавтоматичні. На автоматичних верстатах подача заготовки в зону різання здійснюється гідравлічними лещатами, що дозволяє мати точність по довжині заготовки близько 0,1 мм. На перерахованих вище заготовках верстати II класу мають високу стійкість ріжучого інструменту, і самий короткий термін окупності серед усіх лентопильных верстатів. Це як раз і вплинуло на масову популярність їх застосування на заготівельних виробництвах машинобудівних заводів, мостобудівних підприємствах, фірмах, що виготовляють металоконструкції.

лентопильные верстати III класу

В основному, це верстати з консольним розташуванням пільной рами (але іноді зустрічаються і спрощені двостійкові). Вони виготовляються в автоматичному, напівавтоматичному і ручному виконанні. Основні недоліки консольних верстатів третього класу - це опускання пільной рами під власною вагою або за рахунок м'язового зусилля робітника, часте відсутність механізмів очищення пили і візуального контролю натягу пилки, необхідність періодичної регулювання нахилу осей шківів привода пили, відсутність контролю і регулювання тиску пили на заготівлю (клапан на підтримуючому циліндрі дозволяє регулювати лише швидкість подачі, та й то в дуже вузькому діапазоні), нежорстка станина при важкій пільной рами і т. д. Ця група дуже примхлива в експлуатації, через використання дешевших комплектуючих і вузлів обладнання ненадійно, вимагає високої кваліфікації обслуговуючого персоналу і частих регламентних робіт. Тому в світі подібного верстати класу використовують на невеликих виробництвах, що не вимагають високої продуктивності, для нарізки в розмір в основному труб і профільного прокату. Відрізка суцільного прокату займає надто багато часу. Так, навіть у порівнянні з верстатами другого класу продуктивність на суцільному прокаті може бути нижче в півтора-два рази. Опускання ж пільной рами під власною вагою часто призводить до вібрації полотна під час різання і різкого зниження терміну служби пилки.

До лентопильным IV класу відносяться всі побутові і настільні верстати. Застосовувати їх у яку б то не було виробництві категорично не рекомендується.

На рис. 3-7 наведені зображення лентопильных верстатів різних типів.

 Ножівкові відрізні верстати призначені для холодного різання металу різного профілю. Різання металу, закріпленого в лещатах, проводиться ножовочным полотном. Різання заготовок під кутами виготовляється у спеціальних комбінованих лещатах. Головний рух верстата – поступальний рух інструмента (ножівкового полотна).

Ножиці

Серед ножиць найбільше поширення отримали кривошипні (для різання сортового прокату листового прокату) і комбіновані. Ножиці для сортового прокату випускаються з номінальним зусиллям до 40 МН (наприклад, модель НА15460), вони можуть різати круглі штанги діаметром до 320 мм (при σ_в = 500 МПа), квадрат зі стороною до 320 мм, смугу 450×200 мм і здійснюють до 12 ходів в хвилину. Дрібні сортові ножиці можуть здійснювати до 50 ходів в хвилину.

Розглянемо докладніше ріжучі кошти ножиць. За розташуванням ножів розрізняють ножиці з паралельними і похилими ножами. Ножиці з паралельними ножами застосовують для різання заготовок прямокутного і квадратного перерізів, а також сортових профілів (куточок, швелер) в гарячому і холодному стані. В залежності від схеми різання розрізняють ножиці з верхнім і нижнім різом. Ножиці з верхнім різом зазвичай виконують з кривошипно-шатунним механізмом і електричним приводом. Вони простіше, але мають недоліки: на нижній межі смуги після реза утворюється задирок; утруднено подальше просування смуги; вимагають застосування хитного столу. Тому при різанні перерізів висотою понад 30-60 мм застосовують ножиці з нижнім різом.

Для операцій над листовим прокатом використовуються наступні типи ножиць: кривошипні листові з похилим ножем (гільйотинні); висічені; багатодискові для рулонної і листової сталі; дводискові одностійкові з похилими ножами. Найбільше поширення отримали ножиці кривошипні з механічним приводом від електродвигуна, основним робочим органом яких є кривошипний механізм. В них використовуються три схеми різання: з вертикальним рухом верхнього ножа, з рухом по дузі і з рухом під кутом 1^про30^'-2^про до вертикалі. Ножиці з вертикальним рухом ножа призначені для різання смуг під штампування і заготовок з грубим полем допуску. Ножиці з рухом ножа по дузі застосовуються при підготовці кромок відрізаній смуги під зварювання. Останній вид ножиць з похилим рухом ножа призначений для отримання точних заготовок.

Кінематичні схеми кривошипних ножиць залежать від схеми різання, виду притиску, типу приводу та кривошипного механізму.

Висічні ножиці застосовуються для фігурного різання. На них можна виробляти, використовуючи спеціальні пристосування, різання смуг, вирізку дисків, шайб, кілець, спіралей, щілин, обрізку задирок, а також формотворчі (отборка, згинання), з'єднувальні (заклепувальні, замкові) і спеціальні (отримання фланців на трубах, выколотка сферичних чаш) операції.

На дискових ножицях різання виконують при зустрічному обертанні інструмента, що має форму дисків. Їх успішно застосовують при поздовжньому різанні листового матеріалу з великою довжиною реза; для обрізки поздовжніх кромок дисків і стрічок; для фігурного різання по радіусу, величина якого не менше радіуса ножа, і т. д. У дводискових ножиць з похилими ножами осі розташовані приблизно під кутом 45° до горизонту і нахилені в бік подачі листа. Кожен з дисків є приводним, має зустрічний напрямок обертання, при якому здійснюються технологічні операції.

Для різання рулонного листового матеріалу на більш вузькі смуги або стрічки застосовують багатодискові ножиці. У процесі розпуску необрізного рулонного матеріалу виконують наступні операції: розмотування початкового рулону, поперечну різання переднього кінця стрічки, поздовжню різання, обрізання кромки, утилізацію відходів, змотування нарізних стрічок в рулони і відрізку заднього кінця стрічки. Для виконання зазначених операцій багатодискові ножиці забезпечують завантажувальної та розвантажувальної візками, разматывателем, кромкокрошителем, або кромкомоталками, моталкой і ножицями для поперечного різання стрічки.