ESAB Kompetences centrs

Kā vislabāk griezt tērauda plāksni

Skābeklis/deggāze, plazma, lāzers vai ūdens strūkla

Pastāv daudzi parastā tērauda plāksnes griešanas veidi, daži no kuriem ir piemēroti automatizācijai, bet citi – nē. Daži piemēroti plānākai plāksnei, citi – biezākai. Daži ir ātri, citi – lēni. Daži ir lēti, citi – dārgi. Un daži ir precīzi, bet citi tādi nav. Šajā rakstā sniegts īss ieskats četrās galvenajās metodēs, kuras tiek izmantotas CNC profilgriešanas iekārtās, salīdzinātas katra procesa priekšrocības un trūkumi, un sniegti daži kritēriji, kurus var izmantot, lemjot par jūsu pielietojumam atbilstošāko procesu.

Skābekļa un deggāzes griešana
Griešana ar skābekļa un deggāzes degli jeb autogēnā griešana ir neapšaubāmi senākais griešanas process, ko var izmantot, strādājot ar parakstu tēraudu. Vispār tas tiek uzskatīts par vienkāršu procesu, un aprīkojums un izejmateriāli ir relatīvi lēti. Skābekļa un deggāzes deglis var pārgriezt ļoti biezu plāksni, un rezultātu galvenokārt ierobežo padodamā skābekļa daudzums. Izmantojot skābekļa un deggāzes degli, itin viegli iespējams pārgriezt 36 vai pat 48 collas (attiecīgi 91,44 un 121,92 cm) biezu tērauda plāksni. Tomēr, runājot par figūrgriešanu no tērauda plāksnes, šie darbi galvenokārt tiek veikti ar 12 collas (30,48 cm) un plānāku plāksni.

Pareizi pielāgojot, skābekļa un deggāzes deglis nodrošina gludu, precīzu griezuma virsmu. Uz apakšējās malas paliek maz izdedžu, un augšējo malu uzkarsējošās liesmas ir tikai nedaudz noapaļojušas. Šī virsma ir ideāli piemērota daudziem pielietojumiem arī bez turpmākās apstrādes.

Skābekļa un deggāzes griešana ir ideāli piemērota plāksnēm, kuras biezākas par vienu collu (2,54 cm), taču ar nelielām grūtībām to var izmantot visā diapazonā līdz pat apmēram 1/4 collas (0,635 cm) biezai plāksnei. Tas ir relatīvi lēns process, kas sasniedz rezultātu apmēram 20 collas (50,8 cm) minūtē, strādājot ar 1 collu (2,54 cm) biezu materiālu. Vēl viena skābekļa un deggāzes griešanas priekšrocība ir tā, ka iespējams viegli griezt ar vairākiem degļiem vienlaikus, tā palielinot ražīgumu.

Plazmas griešana
Plazmas loka griešana ir lieliski piemērota parasta tērauda plāksnes griešanai, jo piedāvā daudz lielāku ātrumu nekā skābekļa un deggāzes griešana, taču nedaudz zaudē malu kvalitātes ziņā. Šajā ziņā plazma spēj radīt sarežģījumus. Malu kvalitātei ir īpaša maksimālās iedarbības zona, kuras lielums atkarībā no griešanas strāvas parasti ir no 1/4 collas (0,635 cm) līdz 1,5 collām (3,81 cm). Malu vispārējā ģeometriskā precizitāte sāk mazināties, kad plāksne kļūst patiesi plāna vai patiesi bieza (pārsniedzot tikko minēto diapazonu), kaut gan malu gludums un izdedžu rašanās var būt gluži labā līmenī.

Plazmas iekārta ir dārga, salīdzinot ar skābekļa un deggāzes degli, jo sistēmai nepieciešams barošanas avots, ūdens dzesētājs (sistēmām, kuras pārsniedz aptuveni 100 ampērus), gāzes patēriņa regulēšana, degļu elektrodi, savienojošās šļūtenes un kabeļi, kā arī pats deglis. Tomēr, tā kā plazmas iekārtas ražīgums ir lielāks nekā skābekļa un deggāzes deglim, šīs sistēmas izmaksas ļoti īsā laikā atmaksāsies.

Plazmas griešanu var veikt, vienlaikus izmantojot vairākus degļus, taču papildu izmaksu faktors parasti ierobežo to skaitu ar diviem degļiem. Tomēr atsevišķi klienti izvēlas pat trīs vai četras plazmas sistēmas vienai iekārtai, bet tie parasti ir vadošie ražotāji, kuriem nepieciešamas sagriezt lielu daudzumu vienādu detaļu, lai nodrošinātu ražošanas līniju.

Lāzergriešana
Lāzergriešanas process ir piemērots parasta tērauda griešanai no standartmēra biezuma līdz aptuveni 1,25 collām (3,175 cm). Drošības nolūkos, pārsniedzot 1 collas (2,54 cm) robežu, visam jābūt pilnīgā kārtībā, tostarp materiāliem (lāzergriešanai atbilstošam tēraudam), gāzes tīrībai, sprauslu stāvoklim un stara kvalitātei.

Lāzergriešana nav pārāk ātrs process, jo darbā ar parastu tēraudu tas galvenokārt ir dedzināšanas process, kurā uzkarsējošas liesmas vietā tiek izmantots liels karstums, ko rada fokusēta lāzera stars. Tāpēc griešanas ātrumu ierobežo ķīmiskās reakcijas ātrums starp dzelzi un skābekli. Tomēr lāzergriešana ir ļoti precīzs process. Tā rada ļoti šauru griezuma platumu, tāpēc var izgriezt ļoti precīzas kontūras un precīzus mazus caurumus. Malas kvalitāte parasti ir īpaši augsta, ar ārkārtīgi sīkiem robiņiem un aiztures līnijām, ļoti precīzām malām un tikpat kā bez izdedžiem.

Vēl viena izcila lāzergriešanas procesa īpašība ir tā drošums. Izejmateriālu kalpošanas laiks ir ļoti ilgs, un iekārtu automatizācija – ļoti laba, tāpēc daudzas lāzergriešanas operācijas var veikt bez cilvēku līdzdalības. Iedomājieties, ka noliekat 1/2" biezu 10’ x 40’ tērauda plāksni uz galda, nospiežat pogu "Sākt" un ejat pavadīt vakaru mājās. Un, no rīta atnākot, atrodat simtiem detaļu, kas sagrieztas un gatavas izkraušanai.

Tā kā stara pārraidīšana ir sarežģīta, CO2 lāzerus nevar izmantot griešanai ar vairākām galviņām vienā iekārtā. Tomēr, izmantojot optisko šķiedru lāzeru, griešana ar vairākām galviņām ir iespējama.

Griešana ar ūdens strūklu
Arī griešana ar ūdens strūklu ļoti labi veic parasta tērauda griešanu, nodrošinot gludu un ļoti precīzu griezumu. Griešanas precizitāte, izmantojot ūdens strūklu, var pārsniegt lāzergriešanas precizitāti, jo iespējamas gludākas malas un nav karstuma radīto deformāciju. Turklāt ūdens strūklai nav tādu materiāla biezuma ierobežojumu, kādi ir lāzera un plazmas griešanai. Praktiski griešanai ar ūdens strūklu robeža ir aptuveni 6 līdz 8 collas (15,24 līdz 20,32 cm) sakarā ar laiku, kas nepieciešams šāda biezuma pārgriešanai, un ūdens strūklas tendenci novirzīties.

Griešanai ar ūdens strūklu ir trūkums – ekspluatācijas izmaksas. Sakarā ar pastiprinātāja sūkņa augstajām izmaksām iekārtas pieskaitāmās izmaksas parasti ir nedaudz augstākas nekā plazmas iekārtai, bet ne tik augstas kā lāzera iekārtai. Taču maksa par stundu, darbinot ūdens strūklas iekārtu, ir daudz augstāka, galvenokārt pateicoties granāta abrazīvam, ko papildus izmanto griešanai.

Griešana ar ūdens strūklu arī ļauj izmantot vairākas galviņas, un to var izdarīt pat ar vienu pastiprinātāja sūkni. Tomēr katrai papildu griezējgalviņai nepieciešama papildu ūdens plūsma, un tādēļ vajadzīgs vai nu lielāks sūknis, vai mazāka sprauslas atvere.

Kritēriji lēmuma pieņemšanai
Tātad – kā pieņemt labāko lēmumu par to, kuru procesu izmantot?

1. Sāciet ar biezumu:

  • Ja plānāks par 0,080”(0,02 cm), izmantojiet lāzeru.
  • Ja plānāks par 0,125”(0,032 cm), izmantojiet plazmu vai lāzeru.
  • Ja plānāks par 0,250”(0,0635 cm), izmantojiet ūdens strūklu, plazmu vai lāzeru.
  • Virs 8”(20,3 cm) izmantojiet skābekļa un deggāzes degli.
  • Virs 2”(5,08 cm) izmantojiet skābekļa un deggāzes degli vai ūdens strūklu.
  • Virs 1,25”(3,18 cm) izmantojiet plazmu, skābekļa un deggāzes degli vai ūdens strūklu.
2. Ņemiet vērā prasību attiecībā uz precizitāti un malu kvalitāti:
  • Vai ir pieņemama plazmas griezuma malas kvalitāte? Vairumu izstrādājumu no tērauda plāksnes var gluži labi sametināt, izmantojot plazmas griezumu.
  • Vai ir pieņemama skābekļa un deggāzes degļa, plazmas vai lāzera karstuma zona? Ja nav, izmantojiet griešanu ar ūdens strūklu.
3. Apsveriet, kas ir svarīgāk: ražīgums vai izmaksas?
  • Ja vissvarīgākā ir ražošanas jauda, izvairieties no griešanas ar ūdens strūklu.
  • Ja vissvarīgākās ir mazas sākotnējās investīcijas un zemas ekspluatācijas izmaksas, pievērsieties skābekļa un deggāzes griešanai.

Papildu argumenti:

Pielaide pret palīgoperācijām
  • Vai varat paciest izdedžus plāksnes apakšdaļā? Ja nevarat, izmantojiet ūdens strūklu vai lāzeru.
  • Vai palīgoperācijām nepieciešami nevainojami apaļi caurumi? Ja jā, izmantojiet ūdens strūklu vai lāzeru.
Vairāki darbarīki

Vai detaļas pieļaujams griezt, izmantojot divus degļus, četrus vai vairāk degļu? Tādā gadījumā skābekļa un deggāzes iekārta pārspēs plazmas vai lāzera iekārtas. Griešana ar vairākiem plazmas degļiem ir iespējama, taču, apsverot sākotnējo ieguldījumu par attiecīgo iekārtu, izrādās, ka tā izmaksā dārgi. Izmantojot ūdens strūklas iekārtu, ar vienu pastiprinātāja sūkni var darbināt vairākas griezējsprauslas, ja iegādāts sūknis, kuram ir pietiekami liela plūsmas jauda, lai atbalstītu vairākas galviņas. Lāzergriešana tradicionāli ierobežota ar vienu griezējgalviņu, tomēr šķiedru lāzers paver iespēju veikt vienlaicīgu griešanu ar vairākām galviņām.

Jauna ideja
Vēl viens apsvērums, kas ievieš izmaiņas aprēķinos, ir ideja par vairākprocesu griešanu – divu dažādu griešanas procesu izmantošanu vienas detaļas apstrādē. Visloģiskāk savienojamie procesi ir ūdens strūkla un plazma vai ūdens strūkla un skābekļa/deggāzes griešana. Izmantojot jauno šķiedru lāzera tehnoloģiju, tagad iespējams savienot lāzeru un plazmu vai lāzeru un skābekļa/deggāzes sistēmu. Vairākprocesu griešanas priekšrocība ir iespēja dažām kontūrām izmantot lēnāku, precīzāku procesu, bet citu kontūru griešanai pārslēgties uz ātrāku un lētāku procesu. Rezultātā tiek saražotas detaļas ar vajadzīgo precizitāti, bet par ievērojami zemāku pašizmaksu, nekā lietojot augstas precizitātes procesu visas detaļas izgriešanai.

Kopsavilkums
Biezuma diapazona pārklāšanās un šo četru procesu iespējas apgrūtina izvēli – kuru procesu izmantot konkrētajai parastā tērauda detaļai. Tāpēc ražotāji vai tērauda sagataves piegādājošie uzņēmumi, kuriem nepieciešama iespēja griezt plašu materiālu klāstu, bieži iegādājas iekārtas, ar kurām var veikt divus vai vairākus griešanas procesus. Dažreiz vienīgais veids, kā noskaidrot, kurš process konkrētajai detaļai ir optimālais, ir izmēģināt vairākus atšķirīgus paņēmienus un pārbaudīt, kurš no tiem ir labākais.

Publicēšanas vieta Griešanas sistēmas , Atzīmēts ar Laser, Plazma, Procesi, Ūdens strūklas iekārta

x

x

Loading..