Các loại cắt kim loại: tổng quan về công nghệ và thiết bị hiện đại

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Một trong những hoạt động gia công kim loại phổ biến nhất là cắt. Đây là một quá trình công nghệ trong đó một tấm hoặc phôi được chia thành các phần có định dạng mong muốn. Các kiểu cắt kim loại hiện đại cho phép thực hiện thao tác này với độ chính xác cao và lượng loại bỏ tối thiểu.

Phương pháp cắt cơ khí bằng tay

Vẫn là cách tiếp cận phổ biến và dễ tiếp cận nhất để cắt phôi kim loại là sử dụng các dụng cụ cầm tay. Cả trong lĩnh vực gia dụng và xây dựng, các loại máy điêu khắc, máy chém và đôi khi là máy mài được sử dụng. Máy cắt đĩa trên khung đối phó hiệu quả với các dải kim loại và với đường ống, cũng như với các phụ kiện. Chỉ cần cố định chắc chắn bệ máy cắt vào bề mặt sàn và sử dụng tay cầm để thực hiện công việc. Đặc biệt để xử lý kim loại tấm, máy cắt được sử dụng. Nguyên tắc hoạt động của nó nói chung tương tự như máy cắt - người thợ được yêu cầu phải thực hiện các thao tác tương tự, nhưng cơ học của tác động lên chính phôikhác nhau do thiết kế của phần cắt.

Các kiểu cắt kim loại cơ khí bằng tay có sử dụng vật liệu điện hiếm khi được sử dụng do mức độ an toàn thấp. Các phương pháp này bao gồm máy mài góc (máy mài góc) và máy cưa đĩa đã được đề cập, sẽ yêu cầu các đĩa đặc biệt. Cả hai tùy chọn, tuân theo các quy tắc an toàn, có thể được sử dụng trong trường hợp mặt cắt, khi xử lý đường ống, góc và thanh kênh. Nhưng để đạt được chất lượng cao trong cả hai trường hợp sẽ không hiệu quả.

Cắt cơ khí công nghiệp

Ở mức độ gia công trong dây chuyền chuyên nghiệp trong quá trình sản xuất, tất nhiên, phương pháp cắt thủ công không được sử dụng. Ngày nay, các doanh nghiệp gia công kim loại sử dụng rộng rãi việc lắp đặt máy cưa vòng, bao gồm thân máy có bộ phận hỗ trợ, động cơ điện công suất cao lên đến 1-1,5 kW và máy cưa vòng được gắn trên ròng rọc. Tốc độ cắt trung bình trên một máy như vậy đạt 100 mm / phút trong khi vẫn duy trì độ chính xác gia công cạnh cao. Hơn nữa, các loại cơ khí cắt kim loại mới nhất tích cực liên quan đến các phương tiện điện tử để tự động hóa và lập trình hoạt động. Điều này cung cấp cài đặt chi tiết hơn về các thông số làm việc, giúp bạn có thể mô phỏng các thông số cắt, xử lý các cạnh giống nhau và tạo hình cắt theo các mẫu đồ họa máy tính.

Cắt tác động kim loại công nghiệp

Phương pháp được thực hiện bằng thiết bị kiểu máy chém, nhưng không có trong sách hướng dẫn ở trênphiên bản, nhưng với hệ thống truyền động cơ điện, thủy lực và khí nén. Người vận hành chỉ cần đặt phôi (thường là tấm) trên máy tính để bàn và cố định nó bằng các bộ phận dẫn hướng kẹp. Tiếp theo, công nhân nhấn nút thông qua điều khiển từ xa hoặc bảng điều khiển, sau đó một con dao đặc biệt chạm vào lỗ công nghệ, cắt qua phần đã đặt. Nguyên tắc của tác dụng lực được xác định bởi biến tần được sử dụng. Ví dụ, loại máy chém cắt kim loại bằng thủy lực được coi là mạnh nhất, cho phép bạn cắt chính xác các tấm 6 mm. Trong các mô hình cơ điện, trọng tâm là việc thực hiện nạp phôi tự động, điều này có ảnh hưởng tích cực đến năng suất.

Công nghệ cắt Plasma

Nhóm phương pháp gia công kim loại này liên quan đến việc sử dụng tia plasma nhiệt độ cao được tạo thành bởi hỗn hợp khí. Công nghệ này đã được sử dụng trong vài thập kỷ, nhưng chỉ trong những năm gần đây, nó mới có thể đạt được sự tối ưu hóa hữu hình về mặt tổ chức của quy trình, tiết kiệm cho người thực hiện khỏi nhu cầu sử dụng bình khí và thiết bị lớn.

Các kiểu cắt kim loại plasma hiện đại liên quan đến việc sử dụng máy cắt plasma nhỏ gọn và tiện dụng tạo ra hồ quang điện ở nhiệt độ cao. Dưới tác dụng của các dòng khí bị ion hóa, một kim loại nóng chảy được hình thành. Phương pháp này khá hiệu quả, nhưng cần công suất cao để duy trì nhiệt độ ở mức 20.000–25.000 ° C. Trong những điều kiện này, người ta có thể tính toáncho các độ dày cắt sau:

• Hợp kim thép carbon và hợp kim - lên đến 50 mm.
• Đồng - lên đến 80 mm.
• Gang - lên đến 90 mm.
• Nhôm - lên đến 120 mm.

Như các chuyên gia đã nói, máy cắt plasma tự chứng minh khả năng gia công chính xác cao của phôi dày đến 100 mm. Các sản phẩm dày hơn sẽ thích hợp hơn để cắt theo các cách khác, điều này sẽ được thảo luận bên dưới.

Công nghệ cắt Laser

Một trong những phương pháp cắt có độ chính xác cao cũng cho phép khắc. Cho đến nay, các loại laser sau được sử dụng để cắt kim loại:

• Phổ thông. Có thể cắt các vật liệu khác ngoài kim loại, nhựa, gỗ và vật liệu composite.
• Chất xơ. Tia laser được tạo ra bằng cách làm đầy sợi quang cung cấp tốc độ cắt cao với tổn thất vật liệu tối thiểu. Nhân tiện, chiều rộng đường cắt có thể lên đến 0,1 mm.
• Mô hình CNC. Cơ sở quy định dựa trên kiểm soát số.
• Mô hình công nghiệp. Họ không tập trung quá nhiều vào chất lượng cắt, mà là sức mạnh và năng suất. Những thiết bị như vậy có thể xử lý tới 10 tấn phôi mỗi ngày.

Một trong những hạn chế của tất cả các loại máy cắt laser là hạn chế sử dụng liên quan đến một số loại kim loại nhất định. Điều này chủ yếu áp dụng cho titan và nhôm, nhưng một số hợp kim cao hơn có thể bị loại trừ tùy thuộc vào hiệu suất.

Cắt kim loại nhiệt

Một nhóm phương pháp khá rộng rãi được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, xây dựng và gia dụng. Các kiểu cắt kim loại bằng nhiệt hiệu quả nhất dựa trên sự kết hợp các nguyên lý của quá trình xử lý bằng tia laser và plasma. Điểm nhấn là sự kết hợp cân bằng giữa công suất nhiệt và độ chính xác quang học. Công nghệ được thực hiện bằng máy cắt nhiệt, tùy thuộc vào chức năng, cũng có thể thực hiện các hoạt động cắt và khắc, vát mép và gia công cuối.

Cắt kim loại bằng Oxyfuel

Phương pháp này dựa trên hiệu ứng nhiệt độ cao của hồ quang hàn về cơ bản, được hình thành trong quá trình đốt cháy hỗn hợp oxy-khí. Không giống như các phương pháp xử lý khí, nhiệt và plasma thông thường, phương pháp này yêu cầu làm nóng trước bộ phận và chỉ khi đó tia oxy-nhiên liệu mới đi vào hoạt động, tạo thành một đường cắt trên bề mặt mục tiêu một cách chính xác. Chất lượng của công việc sẽ phụ thuộc phần lớn vào việc sử dụng công cụ nào. Hiện tại, có một số dấu hiệu cho thấy sự phân biệt của mỏ hàn để cắt kim loại bằng oxy theo loại:

• Đích - để cắt thủ công hoặc tự động.
• Loại nhiên liệu - axetylen, khí thay thế hoặc nhiên liệu lỏng.
• Kiểu cắt - tách, bề mặt, chảy.
• Nguyên tắc hoạt động - không có kim phun hoặc kim phun.
• Mức áp suất oxy caohoặc thấp.
• Dạng ống ngậm - nhiều vòi hoặc có rãnh.

Cắt kim loại bằng tia nước

Một phương pháp gia công các vật liệu khác nhau rất công nghệ và hiệu quả, nhờ đó có thể cắt các phôi kim loại với độ dày khoảng 300 mm. Phương tiện ảnh hưởng chính trong trường hợp này là một tia nước được cung cấp dưới áp suất cao ở mức 6000 bar. Đối với nguồn cung cấp của nó, các vòi phun kim cương, ruby và sapphire được sử dụng, với đường kính đầu ra lên đến 0,1 mm. Hầu hết tất cả các kiểu cắt kim loại theo cách này đều có sự kết hợp của các hạt mài mòn cát (thường là cát granat). Ngoài ra còn có các kỹ thuật sử dụng cát kim loại mịn có thể được tái sử dụng. Về năng suất, theo ước tính trung bình, máy phun nước cung cấp khả năng cắt kim loại có độ dày 100 mm với tốc độ khoảng 20 mm / phút.

Kết

Cắt kim loại với các thông số nhất định có thể được yêu cầu bởi cả các doanh nghiệp xây dựng hoặc sản xuất, cũng như một thương nhân tư nhân bình thường. Cũng có thể giải quyết những vấn đề như vậy bằng nhiều cách khác nhau, nhưng còn lâu mới có thể sử dụng thiết bị chuyên dụng. Do đó, có một loại hoạt động riêng biệt - cắt kim loại với khả năng xử lý bổ sung. Giá cho các dịch vụ như vậy trung bình là 500-700 rúp / m với độ dày phôi từ 70 đến 100 mm. Bạn có thể tự quản lý nếu chúng ta đang nói về khối lượng nhỏ và cómáy mài hoặc máy cắt cơ khí. Ít nhất thì thiết bị như vậy cũng khá hợp túi tiền đối với cùng một chủ nhà.