Cắt kim loại: phương pháp, thiết bị và dụng cụ

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

Cắt kim loại được thực hiện để phôi có được hình dạng mong muốn. Để đạt được điều này, nó là cần thiết để loại bỏ phần dư thừa. Thao tác như vậy được thực hiện thông qua việc sử dụng các công cụ cắt khác nhau trên các máy đặc biệt. Trong ngành cơ khí, việc cắt gọt kim loại là rất quan trọng. Thật vậy, nếu không có quy trình này, ô tô bình thường hay các thiết bị khác đều không thể được tạo ra.

Ứng dụng công nghệ

Cắt kim loại thông qua việc cắt gọt được thực hành trong công việc gia công thô ban đầu và trong các công đoạn cuối cùng, được gọi là gia công tinh. Thật vậy, những hành động như vậy đôi khi cần được thực hiện, quan sát độ chính xác cao: lên đến phần nhỏ của micrômet. Và đây là một giá trị rất nhỏ.

Cắt kim loại cũng được thực hành cho các chi tiết máy lớn. Ví dụ, đối với rôto tuabin thủy lực. Đường kính cánh quạt của chúng có thể vượt quá mốc 9-10 mét. Ngoài ra, những chi tiết khó nhìn thấy ngay cả dưới kính hiển vi cũng có thể bị cắt. Thông qua quá trình xử lý, phần tử nhận được hình dạng, kích thước mong muốn, đạt được chất lượng bề mặt cần thiết. Tuổi thọ sử dụng của sản phẩm phụ thuộc vào chỉ số này.

Lý thuyết cắt

Một ngành khoa học nghiên cứu việc cắt kim loại theo cách tương tự. Nó xuất hiện vào cuối thế kỷ 19. Cho đến nay, họ đang tham gia vào nó cả ở Nga và nước ngoài. Vấn đề mấu chốt là tỷ lệ loại bỏ phoi của máy để tuổi thọ dao được tối đa. Đối với nhiều người, có vẻ như việc đạt được tốc độ cao không quá khó. Nhưng nó không phải. Vấn đề là cắt kim loại phát triển nhiệt. Nó làm nóng và mềm dụng cụ làm việc, có nguy cơ làm hỏng nó. Điều rất quan trọng là chọn làm mát phù hợp cho máy cắt. Nhưng không phải lúc nào nó cũng giải quyết được vấn đề. Ngoài ra, nó thậm chí có thể làm hỏng kim loại. Do đó, tốc độ làm việc phụ thuộc một phần vào cách chọn máy phù hợp. Một công cụ để cắt kim loại nên được mua có tính đến các đặc tính của vật liệu và đặc tính của nó.

Tính năng sử dụng máy

Máy cắt kim loại được chia thành nhiều loại. Chúng khác nhau về công cụ được sử dụng. Ngoài ra, công nghệ cắt kim loại với sự trợ giúp của họ cũng khác. Máy cắt được sử dụng phổ biến nhất. Với nó, bạn có thể thực hiện bất kỳ hoạt động phức tạp nào. Tất cả các công cụ khác hoặc là một sửa đổi của nó, hoặc kết hợp của một số loại. Có hai kiểu làm việc phổ biến nhất:

• quay, khi phôi quay và dao cắt từ từ di chuyển dọc theo trục của nó;
• bào - cả hai đều tiến lênchuyển động.

Máy họ cần hoàn toàn khác nhau.

Tính năng cắt kim loại

Như đã đề cập trước đó, quá trình được đề cập có thể xảy ra không thường xuyên. Và có nhiều cách khác nhau để xử lý kim loại bằng cách cắt, mà việc sử dụng thiết bị này hoặc thiết bị đó được cung cấp.

Ngoài tiện và bào, phay và mài là những phương pháp làm việc phổ biến. Tuy nhiên, phương pháp đầu tiên là phổ biến nhất. Gia công cơ học kim loại bằng cách cắt bằng nhiều phương pháp khác nhau có rất nhiều điểm chung với mài sắc. Do đó, nếu bạn học theo phương pháp này, thì chắc chắn sẽ không có bất kỳ vấn đề gì với những người còn lại trong tương lai. Và mọi thứ sẽ rất đơn giản về mặt công việc. Dưới đây là các tính năng sử dụng các loại máy khác nhau.

Ứng dụng của máy tiện

Thiết bị cắt khác nhau. Một trong những loại máy công cụ quan trọng là máy tiện. Việc sử dụng nó đã được thực hành từ thời cổ đại. Sau đó, nó được cung cấp năng lượng bởi các thiết bị dây thừng như một cây cung để bắn. Trong lĩnh vực như cắt kim loại, tiện hiện đang được sử dụng để sản xuất các bộ phận máy móc. Hơn nữa, việc này được thực hiện chính xác và nhanh chóng nên sẽ không thể đạt được mục tiêu một cách máy móc.

Cơ sở của loại máy này là giường. Phôi gia công phải được kẹp giữa các tâm của ụ và đầu gá hoặc trong mâm cặp. Gia cố máy cắt trong giá đỡ. Đặt bằng cách sử dụng một hộp đặc biệt, gợi nhớ đến một chiếc ô tô, tốc độ quay cần thiết để cắt. Trên nhạc cụcó một con lăn đang chạy, con lăn chuyển động từ nó và dịch chuyển thước cặp cùng với dao cắt. Nếu ngoài nó, có một vít chì, thì việc cắt có thể được thực hiện bằng máy như vậy. Khi có một đầu xoay thay vì một ụ, công cụ này được gọi là máy tiện tháp pháo. Một máy cắt như vậy có thể thực hiện nhiều loại công việc khác nhau. Để gia công các sản phẩm có đường kính lớn, người ta sử dụng các dụng cụ như thiết bị đảo mặt hoặc quay. Có nhiều loại khác của nó.

Nâng cao tuổi thọ của máy tiện

Các chuyên gia không ngừng làm việc để tìm ra các vật liệu phù hợp có thể tăng độ bền của các công cụ làm việc để cắt kim loại. Trước đây, máy công cụ được chế tạo trên cơ sở thép cacbon đơn giản, có thành phần hóa học đơn giản. Sau đó, các vật liệu có hàm lượng vonfram cao bắt đầu được sử dụng. Với sự giúp đỡ của họ, có thể cắt kim loại nhanh hơn nhiều. Do đó, chúng bắt đầu được gọi là cắt nhanh. Tuy nhiên, theo thời gian, chúng cũng không còn làm hài lòng các chuyên gia trong lĩnh vực cơ khí.

Sau đó, chúng được thay thế khi tạo ra các máy công cụ bằng hợp kim cứng của một loại đặc biệt, có thể duy trì độ bền ngay cả ở nhiệt độ lên đến 100 độ. Trong những năm gần đây, quy trình dựa trên việc cắt kim loại, thậm chí còn trở nên dễ dàng hơn. Điều này đã đạt được thông qua việc sử dụng các vật liệu có khả năng chống chịu tối đa với nhiệt độ cao. Tùy thuộc vào độ cứng ban đầu của phôi, chẳng hạn như dao cắt, cũng như loại gia công, nó có thể được xử lý ở tốc độ mong muốn,được điều chỉnh bởi một hộp đặc biệt.

Phay như một loại gia công kim loại

Phương pháp làm việc này khá phổ biến và mang lại hiệu quả khá cao. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng một máy phay đặc biệt. Máy CNC (Computer Numerical Control) đang được sử dụng ngày càng nhiều. Tùy thuộc vào vị trí của thước cặp, chúng được chia thành nhiều loại:

• dọc;
• ngang;
• cổng;
• dọc;
• phay bánh răng;
• nhiều trục;
• trục chính và những trục chính khác.

Các chuyên gia sản xuất thiết bị loại này không ngừng cải tiến nó để năng suất gia công kim loại cao hơn. Chất liệu của máy móc liên tục thay đổi, và thiết kế của nó cũng thay đổi theo. Giống như dao cắt khi bào, dao phay thực hiện các thao tác tương tự. Nhưng đồng thời, nó kết hợp một số loại của nó. Và sẽ hiệu quả hơn. Do đó, phay vượt trội hơn đáng kể so với bào và đang dần thay thế nó trong sản xuất.

Tính năng mài

Máy cho loại gia công này được sử dụng để mài bên trong và bên ngoài của các bề mặt tròn, các mặt phẳng khác nhau, gia công không tâm, ren, bánh răng và hơn thế nữa. Một công cụ như vậy cho kim loại thuộc về loại năng suất cao nhất. Ngoài một chiếc máy đặc biệt, còn có một thiết bị khác. Đây là một bánh mài bao gồm mộtsố lượng các phần tử cắt nhỏ. Đến lượt chúng, chúng được buộc chặt bằng một thiết bị buộc đặc biệt. Và mỗi hạt tự nó là một máy cắt. Như bạn có thể thấy, chúng tôi có các thiết bị gia công kim loại được bao phủ. Dưới đây chúng ta sẽ làm quen với các kỹ thuật hiện đại hơn cho phép cắt nó.

Đặc điểm của công nghệ cắt plasma

Có một số kỹ thuật được sử dụng cho kim loại cacbon thấp. Nhưng cắt plasma được coi là một trong những công việc năng suất cao nhất. Do đó, nó đáng nằm ở các tính năng và ưu điểm của nó một cách chi tiết hơn. Quy trình công nghệ đang phát triển nhanh chóng và không ngừng. Cắt plasma kim loại được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau: từ xây dựng nhà ở đến cơ khí chế tạo. Cùng với phương pháp oxy-khí, nó được coi là khá hứa hẹn.

Lợi ích chính

Phương pháp cắt plasma kim loại có rất nhiều ưu điểm. Một trong số đó là tốc độ làm việc. Thông thường, các khoảng trống để cắt có độ dày lên đến 25 mm. Trong trường hợp này, tốc độ xử lý của chúng xấp xỉ gấp đôi và thậm chí còn hơn tốc độ khi sử dụng phương pháp cắt bằng khí oxy. Và điều đáng nói thêm là với sự sụt giảm đáng kể về độ dày của tấm kim loại, nó có thể vượt quá 12 lần. Ưu điểm này có thể làm tăng đáng kể năng suất và tiết kiệm thời gian.

Một ưu điểm khác của phương pháp này là tốc độ ghi đĩa chất lượng cao và cao. Đặc điểm này rất quan trọng khi cắtsản phẩm kim loại. Với phương pháp plasma là khoảng 2 giây. Để so sánh: khí cắt với oxy - 30, tương ứng, chịu nhiệt độ ít nhất là 1 nghìn độ. Sự tương tác ngắn của dụng cụ với kim loại trước hết là tốt, vì trong vài giây, vật liệu sẽ không có thời gian để biến dạng, vì nó có thể xảy ra trong một trường hợp khác.

Một ưu điểm chắc chắn khác của phương pháp plasma là lượng cặn tối thiểu trong quá trình hoạt động. Nó có thể dễ dàng loại bỏ. Hệ thống cắt cũng dễ vận hành và giúp cung cấp chiều cao dao phù hợp và tốc độ tốt.

Tiết kiệm thời gian và tiền bạc

Cắt Plasma còn cắt nhiều tờ cùng lúc nên tiết kiệm rất nhiều thời gian. Với phương pháp này, các loại nguyên liệu khác nhau có thể được chế biến:

• nhôm;
• thép không gỉ;
• đồng và hơn thế nữa.

Không thể không ghi nhận sự an toàn của việc sử dụng hệ thống plasma. Chúng không sử dụng khí dễ cháy, cháy nổ và không tỏa nhiều nhiệt. Tất cả điều này làm giảm đáng kể rủi ro có thể xảy ra cho người dùng khi làm việc với kim loại nóng. Khu vực bị ảnh hưởng nhiệt chỉ là 2 mm.

Tất cả các đặc điểm của cắt plasma đều có ảnh hưởng tích cực đến chi phí tái chế vật liệu. Các công việc được thực hiện có chất lượng, nhanh chóng và phổ cập. Đối với nhiều mục đích, những ưu điểm này được ưu tiên hơn những ưu điểm khác.

Tính năng của tia laserphương pháp

Ngày nay, nhiều công nghệ đã ra đời trong lĩnh vực gia công các sản phẩm kim loại. Chúng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho công việc của các nhà thiết kế, nhà xây dựng và các chuyên gia khác có công việc bằng cách nào đó liên quan đến quá trình này. Cắt laser hiện được coi là tiên tiến nhất. Nó cho phép bạn có được những cơ hội lớn trong việc sản xuất các sản phẩm kim loại về thiết kế và cấu hình khác nhau.

Một kỹ thuật đầy hứa hẹn như vậy còn khá non trẻ, nhưng đã được phổ biến rộng rãi. Cắt laser kim loại được thực hiện bằng các phương tiện lắp đặt đặc biệt mạnh mẽ về mặt kỹ thuật. Chúng được đặc trưng bởi nồng độ chùm tia cao. Và họ có thể cắt không chỉ nhôm hoặc đồng, mà còn cả gỗ và các vật liệu khác.

Mô tả Phương pháp

Với phương pháp cắt này, các ôxít xuất hiện trên bề mặt kim loại. Chúng làm tăng quá trình hấp thụ năng lượng và có khả năng duy trì nhiệt độ đến điểm nóng chảy. Tại điểm tiếp xúc, chùm tia laze tạo ra các giá trị nhiệt độ tối đa, kết quả là vật liệu bắt đầu nóng chảy. Nhưng bên ngoài vùng được chỉ định, nó chỉ nóng lên. Cùng với điều này, một loại khí hoạt động được cung cấp, thường xuyên nhất là oxy. Nó thổi bay các sản phẩm cháy và cho phép bạn tăng đáng kể tốc độ cắt. Ôxy làm nóng nhiều lớp bằng cách loại bỏ kim loại lỏng và ôxít.

Tất cả điều này xảy ra trong khi vật liệu chưa được cắt hết độ sâu của nó. Rốt cuộc, một tia khí gần các đường phân tách có thể chủ động làm mát nó. Một vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ có thểđảm bảo tạo ra các cạnh song song cách nhau một khoảng nhỏ (khoảng 0,2 mm). Thông thường, để đạt được độ chính xác này hay độ chính xác khác trong quá trình cắt, cần phải sử dụng điều khiển tự động bằng máy tính. Trong những trường hợp như vậy, bạn có thể lập trình tạo ra thành phẩm.

Để cắt kim loại tấm bằng laser, thiết bị dựa trên công cụ khí và thể rắn thường được sử dụng nhiều nhất. Trong trường hợp này, đường cắt của vật liệu hoàn toàn đồng đều. Không có phương pháp cắt kim loại cơ khí nào có thể cung cấp độ chính xác như vậy, có tính đến việc thực hiện nhanh chóng và với lượng chất thải tối thiểu. Về cơ bản, để xử lý kim loại tấm, các thiết bị dựa trên khí và laser trạng thái rắn được sử dụng. Vết cắt bằng tia laser của kim loại sẽ hoàn toàn đồng đều. Nó sẽ không bị biến dạng trong quá trình cắt cơ học. Ngoài ra, công nghệ cắt laser cho phép gia công chính xác đáng kể, giảm thiểu lãng phí và thời gian quay vòng nhanh chóng.

Lợi ích của phương pháp

Cắt laser là một trong những nhu cầu cao nhất trên thị trường cắt các sản phẩm kim loại. Nó đã làm cho việc làm việc với vật liệu cacbua dễ dàng hơn nhiều. Xét cho cùng, chúng khá phức tạp về mặt xử lý và thường có thể xấu đi sau những thao tác như vậy. Tốt nhất cho cắt laser:

• thép;
• kim loại màu;
• hợp kim nhôm.

Tờ dày quáđược xử lý tốt hơn nhiều. Sẽ dễ dàng hơn khi gia công với các chi tiết kim loại có hình dạng phức tạp và tạo lỗ trên vật liệu rất cứng với đường kính nhỏ. Ở đây, về hình học, bạn có thể thoải mái phát huy trí tưởng tượng của mình. Hệ thống có thể được tự động hóa. Để làm điều này, chỉ cần tạo một tệp đặc biệt với một chương trình nhất định trên máy tính là đủ. Sẽ không có tác động cơ học lên kim loại - điều này cũng rất quan trọng. Những lợi thế sau đây cũng đã được quan sát thấy với quá trình xử lý bằng laser:

• Khả năng tạo các đường cắt phức tạp.
• Hầu hết mọi tấm kim loại đều có thể được gia công bất kể tính chất nhiệt của nó.
• Công việc chính xác cao.
• Có thể cắt ngay cả trên vật liệu dễ biến dạng và không quá cứng.
• Năng suất cao nhờ công suất laser cao.
• Nếu bề mặt cần nhẵn, tốt hơn nên sử dụng chùm tia hội tụ có công suất điều chỉnh.

Phương pháp khí

Hãy xem xét một phương pháp tác động lên kim loại khá phổ biến, đã được sử dụng tích cực trong nhiều năm. Đây là khí cắt. Nó khá phổ biến và tiết kiệm chi phí. Theo một cách khác, nó còn được gọi là oxy, vì trong trường hợp này, quá trình tác dụng lên kim loại có bản chất nhiệt. Có một dòng khí oxi sau khi kết thúc công việc và lấy đi phần oxit lỏng còn lại. Để bắt đầu, cạnh trên của phần được làm nóng. Tùy thuộc vào thành phần hóa học của vật liệu (ví dụ, thép), nhiệt độ bắt lửa của nó có thể từ 1000 đến 1200 độ.

lon cắt gasđược áp dụng cho hợp kim trung bình, hợp kim thấp hoặc thép cacbon. Độ dày của tấm kim loại hoặc sản phẩm khác phải tối đa là 300 mm. Phương pháp xử lý kim loại bằng khí-oxy có những ưu điểm:

• Chi phí xử lý thấp.
• Không cần phải làm việc với các cạnh sau khi quy trình hoàn thành.
• Sẵn có cắt sản phẩm thẳng và chéo ở các góc độ khác nhau.
• Tấm kim loại dày có thể được sử dụng.

Có tiêu chuẩn làm việc không?

Nhiều người đang tự hỏi liệu cắt kim loại có GOST hoặc các tiêu chuẩn khác liên quan đến việc thực hiện gia công kết cấu hay không. Vì vậy, theo các quy tắc và tiêu chí hiện có, một quá trình như vậy có nhiệm vụ riêng của nó. Trước hết, các chi tiết phải được cung cấp một hoặc một cấu hình và kích thước khác. Điều này được yêu cầu bởi tài liệu công nghệ được sử dụng. Ví dụ, một dự án đã được phê duyệt để xây dựng một đối tượng. Ngoài ra, bề mặt được xử lý phải luôn sạch theo tiêu chuẩn đã được chấp nhận. GOSTs liệt kê các phương pháp cắt kim loại cơ học, bao gồm tiện, khoan, phay, cũng như khía, chuốt. Quá trình xử lý cuối cùng của sản phẩm cũng được chỉ định. Mỗi loại hình gia công cơ khí của kim loại không chỉ tương ứng với một số thiết bị nhất định mà còn tương ứng với một số sê-ri.

Như chúng ta đã thấy, có nhiều cách gia công cơ khí và tự động hóa sản phẩm để cắt chúng. Tất cả điều này được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, kỹ thuật,sửa chữa và các lĩnh vực khác. Các phương pháp không ngừng được cải tiến và bổ sung những cái mới, trang thiết bị hiện đại ngày càng ra đời, giúp cho quá trình ngày càng trở nên đơn giản hơn.