Он процесс резки листового металла Это фундаментальная операция в области металлообработки и производства, имеющая решающее значение для точной резки различных материалов, особенно листового металла. Она включает в себя удаление материала вдоль заданной линии путем воздействия на него сдвиговых сил, что приводит к чистому и точному срезу.
По своей сути, резка основана на приложении силы, вызывающей пластическую деформацию материала и эффективное его разделение по заданной траектории. Этот процесс обычно выполняется с помощью специализированных станков, называемых ножницами, которые имеют острые лезвия, расположенные таким образом, чтобы обеспечить эффективную резку.
Ключевые компоненты процесса резки включают в себя заготовку, то есть разрезаемый материал, и режущие лезвия, которые осуществляют резку. Материал располагается между лезвиями, и при приложении силы лезвия оказывают достаточное давление, чтобы вызвать деформацию и разделение вдоль линии резки.
На эффективность процесса резки влияют различные факторы, включая свойства материала, такие как толщина, твердость и пластичность, а также остроту лезвия, зазор и выравнивание. Правильный контроль этих параметров необходим для получения точных разрезов с минимальными искажениями или дефектами.
Использование ножниц в производстве листового металла сократилось благодаря применению отрезных инструментов в станках с ЧПУ для штамповки и технологии отделения деталей от листового каркаса. Ножницы в основном используются для резки прямоугольников или полос для штамповки и изготовления штампов на станках с ЧПУ.
В тех случаях, когда для получения окончательных размеров используется процесс резки, толщина материала и размеры детали по осям XY определяют степень точности, которая экономически целесообразна. Более толстый материал и большие размеры по осям XY требуют более высоких допусков.
В широком диапазоне производства листового металла толщина материала варьируется от 0,005 дюйма (0,13 мм) до 0,25 дюйма (6,35 мм) для черных и цветных металлов. Соответственно, оборудование для резки варьируется от оборудования с производительностью 1/4 дюйма (6,0 мм) и длиной станины 12 футов (3,5 м) до крошечных ручных ножниц с производительностью 0,030 дюйма (0,8 мм) и длиной лезвия 12 дюймов (300 мм).
В координатах XY используется допуск ±0,060 дюйма (1,52 мм) для более толстых материалов и ±0,010 дюйма (0,26 мм) для более тонких материалов. Рекомендуется проконсультироваться с вашим поставщиком металлообрабатывающего оборудования относительно возможностей имеющегося оборудования.
Характер срезов
При любой резке листового металла, будь то с помощью пуансонов и штампов, ножниц или продольно-резательных станков, характеристики срезанных кромок схожи (рис. 1).
Процесс резания происходит в три этапа по мере продвижения режущей кромки по материалу: начальная пластическая деформация, проникновение и разрушение. На этапе начальной пластической деформации образуется “радиус кромки” или “закругление”. На этапе проникновения формируется “полоса резания” или “полировка”. А на этапе разрушения образуются “излом” или “откол” и заусенец.
Ножницы и другие металлорежущие устройства обычно обслуживаются и регулируются таким образом, чтобы обеспечить приемлемое качество резки с минимальным количеством заусенцев и ограничить износ инструмента и оборудования. Это приводит к резке, при которой проникновение происходит на глубину приблизительно 1/3 толщины материала, а разрушение происходит через оставшийся материал. Правильная регулировка позволяет получить заусенцы, глубина которых редко превышает 101 ТБ3Т толщины материала.
Характеристики оборудования
Используется широкий спектр оборудования для механической резки. К основным элементам большинства ножниц относятся рама, станина, стол, поршень, зажимные устройства, измерительные приборы, приводной механизм и лезвия (рис. 2). Зажимные устройства, расположенные вдоль станины рядом с лезвием, захватывают заготовку и надежно фиксируют ее в нужном положении для резки.
Задние упоры служат для позиционирования заготовки под движущимся лезвием в заданном положении. Они могут представлять собой как простые механические упоры с фиксированными положениями, так и серию датчиков (бесконтактных выключателей), которые определяют положение заготовки и активируют станок при одновременном контакте более чем с одним из них. В зависимости от типа и сложности, задние упоры могут устанавливаться вручную или программироваться.
Передние упоры часто используются для позиционирования заготовки, особенно при работе с крупными деталями. Они могут быть как механическими, так и программируемыми.
Боковые упоры, также известные как “выравнивающие рычаги”, устанавливаются перпендикулярно лезвию с левой или правой стороны станины и помогают направлять и выравнивать заготовку относительно лезвия.
Операция
Независимо от конструкции, размера или скорости, все механические ножницы работают аналогично. Лист заготовки продвигается по столу до тех пор, пока задние упоры не коснутся его, а линия реза не окажется под лезвием (рис. 3). При включении станка зажимные устройства фиксируют заготовку, и наклонное подвижное лезвие постепенно разрезает лист, действуя подобно гильотине.
В зависимости от задачи, подача материала на механические ножницы может осуществляться спереди или сзади. Обратная подача позволяет сократить объем работы с заготовкой при последующих распилах, но требует присутствия дополнительного оператора.
Поддержание качества
В процессе резки проводятся важные проверки качества. Факторы контроля качества включают первоначальную плоскостность заготовки, общее состояние поверхности и кромок. Дефекты поверхности и следы скольжения часто встречаются на рулонной и листовой продукции и, как правило, приемлемы для производителя, если только такие следы не приведут к косметическому браку готового изделия. Расслоение, поверхностные включения и другие серьезные дефекты материала также могут быть обнаружены и являются основанием для брака.
Вопросы проектирования
Для обеспечения экономичности производства опытный конструктор учитывает ряд аспектов, влияющих на затраты и качество в процессе резки и в последующих операциях. Ниже приведены некоторые из таких соображений, касающихся проектирования изделий.
●Использование материала: Поставщики материалов обычно предлагают листовой материал стандартных размеров — шириной 30, 36, 48 и 60 дюймов. Эффективное использование этих стандартных размеров позволяет значительно сэкономить, избегая дополнительных затрат на резку или подготовку на прокатном стане. Предварительная консультация с металлообрабатывающим предприятием может позволить изменить размеры невидимых фланцев изделия, чтобы получить общую компоновку детали несколько меньшего размера, чем стандартный листовой материал. Это позволит избежать дополнительных затрат и сократить количество отходов.
● Направление волокон: Направление волокон в плоском прокате (вдоль рулона) не всегда является существенным фактором. Однако в некоторых операциях, таких как формовка и гибка, ориентация волокон может иметь важное значение. При работе с очень крупными деталями, имеющими формованные фланцы или элементы, конструктор должен проконсультироваться с квалифицированным поставщиком, прежде чем указывать ориентацию волокон и радиус изгиба, чтобы определить, позволят ли ограничения по размеру материала расположить формованные элементы поперек волокон. Этот вопрос более подробно рассматривается в главах, посвященных формовке на листогибочном прессе и штамповке.
●Характеристики процесса: Заусенцы, следы от зажима и скручивание (рис. 4) являются характерными признаками процесса резки.
1. После резки (как и при любой операции резки металла) образуются заусенцы, которые обычно контролируются в допустимых пределах с помощью надлежащих методов резки.
2. Следы от зажима, проявляющиеся в виде небольших вмятин вдоль одной стороны срезанной кромки заготовки, иногда образуются в результате зажимного действия зажимов. Эти следы редко представляют проблему. Часто они могут быть частью невидимого фланца в конечном изделии или могут быть полностью устранены во время обрезки на последующих этапах обработки.
В ответственных областях применения для защиты заготовки могут использоваться защитные покрытия на зажимных устройствах. Иногда для уменьшения следов от зажимных устройств и царапин, неизбежных в процессе резки, используются материалы со съемными защитными покрытиями. Однако эти альтернативы значительно увеличат стоимость.
3. Скручивание, спиралевидная кривизна материала, возникает при резке узких полос. Оно вызвано ножницеобразным действием ножниц и зависит от соотношения ширины срезаемой полосы к ее толщине и степени закалки.
Скручивание редко является важным фактором, за исключением случаев резки узких полос. Если для работы требуются очень узкие полосы, часто можно использовать рулонный материал, нарезанный на роликах (при наличии достаточного количества заказа), или пруток.
Преимущества процесса резки листового металла
Резка листового металла обычно является частью более крупного производственного процесса, используемого для нарезки листов на более мелкие части для использования при сборке других изделий.
Процесс резки листового металла в производстве имеет следующие преимущества:
- Легко режет листовой металл различного диаметра.
- Экономически эффективный способ резки металла, особенно при использовании в высокопроизводительных операциях.
- Обеспечивает чистые, ровные срезы.
- Этот метод не образует металлической стружки и представляет собой практически безотходный процесс резки листового металла.
- Быстро и за считанные секунды разрезает листовой металл.
- Не требует нагревания и может быть выполнено при комнатной температуре.
- Универсальная технология резки листового металла, позволяющая разрезать такие металлы, как алюминий, бронза, медь, железо, сталь и нержавеющая сталь.
Однако использование процесса резки листового металла имеет ряд недостатков. Этот процесс не идеален для мелкосерийного производства, а очень твердые металлы, такие как вольфрам, не могут быть разрезаны с помощью резки. Кроме того, при резке листового металла иногда происходит деформация листов из-за повреждения или затупления лезвий, неправильно расположенных зазоров резки или из-за слишком большого или слишком малого давления при удержании.
Ещё один очень похожий процесс резки листового металла известен как вырубка. Основное различие между резкой и вырубкой заключается в типах режущих лезвий, используемых в каждом из этих методов резки листового металла. В то время как при вырубке используются изогнутые лезвия, при резке используются прямые лезвия. В остальном оба метода резки листового металла обеспечивают прямые линии для обработки листового металла с минимальным количеством отходов или без них.
Оборудование, используемое для резки листового металла.
Существует несколько способов добиться идеально гладкой поверхности с помощью процесса резки. В производстве листового металла операции резки могут выполняться с помощью различных типов оборудования. Хотя некоторые станки или инструменты могут работать вручную, другие используют гидравлическое, пневматическое или электрическое оборудование. Стандартные станки для резки часто включают в себя стол с опорами и направляющими для фиксации листового металла, а также прямые лезвия, расположенные над и под листами.
Процесс резки листового металла включает в себя размещение листа между двумя лезвиями, которые затем сжимаются для разрезания металла. В большинстве ножниц или инструментов нижнее лезвие неподвижно, в то время как верхнее лезвие оказывает направленное вниз усилие на металлический лист. Часто верхнее лезвие наклоняется под углом, чтобы обеспечить постоянное уменьшение требуемого усилия по мере перемещения разреза с одной стороны на другую. Для резки листового металла может использоваться ряд различных видов оборудования.
Ножницы для стрижки аллигаторов
Ножницы типа «аллигатор», оснащенные шарнирными губками, как следует из их названия, используются в широком спектре операций по резке металла. Приводимые в действие гидравликой, они, как правило, применяются только для резки небольших листов металла.
Настольные ножницы
Настольные ножницы используют составной инструмент, обеспечивающий лучшее механическое преимущество. Они идеально подходят для резки заготовок из листового металла средних размеров до приблизительной формы. Настольные ножницы универсальны и способны выполнять различные виды резки. Эти станки также выпускаются в различных размерах и с разной мощностью, обеспечивая чистую резку без заусенцев.
Металлические гильотины
Эти устройства состоят из нижних и верхних ножниц, стола для резки, устройства для удержания заготовки и измерительного механизма. Металлические гильотины приводятся в действие механически, гидравлически или вручную с помощью ножного привода. Они работают за счет удержания металлического листа поршнем и перемещения металлического лезвия вниз до тех пор, пока оно не пересечет неподвижное лезвие, которое разрезает металл. Для уменьшения необходимой силы при резке больших кусков металла подвижное лезвие может быть прямым или установленным под углом.
Процесс резки листового металла с помощью гильотин обеспечивает как скорость, так и экономичность процесса резки. В производстве листового металла этот станок идеально подходит для высокопроизводительных сборочных линий. Поскольку гильотины, как правило, создают более грубые кромки, чем другие инструменты, используемые в процессе резки, в производстве листового металла их обычно используют для изготовления деталей, где эстетика не важна, или если они будут свариваться позже.
Электрические ножницы
Эти ножницы идеально подходят для изготовления заготовок из больших листов металла. В процессе резки с помощью механических ножниц используется электричество или пневматика, хотя сам станок управляется вручную. Верхнее лезвие перемещается к нижнему лезвию, которое остается в фиксированном положении и создает натяжение для резки листового металла. Как правило, используемые для резки прямых линий или кривых с большими радиусами, механические ножницы обеспечивают гибкость, точность, долговечность и эффективность.
Снипс
Ножницы — это ручные инструменты, специально разработанные для резки листового металла. В процессах резки листового металла используются два основных типа ножниц: комбинированные и жестяные. Комбинированные ножницы обладают большим механическим преимуществом благодаря специально разработанному механизму и выпускаются в нескольких вариантах. Эти ножницы используются для резки нержавеющей стали, низкоуглеродистой стали или алюминия.
Торцовочные ножницы имеют короткие лезвия и длинные рукоятки, обычно используются для резки мягкой стали или олова с низким содержанием углерода. Торцовочные ножницы также бывают разных видов. Благодаря своей точности, они в основном предназначены для более деликатных процессов резки листового металла. Однако, поскольку ими управляют вручную, резка ножницами занимает много времени.
Беззубые ножницы
Ножницы без зева предназначены для выполнения сложных изогнутых, неровных или прямых разрезов. В отличие от многих других ножниц, ножницы без зева позволяют заготовке свободно перемещаться.
Отрасли и продукция, в которых используется процесс резки листового металла.
Процессы резки листового металла используются во многих отраслях промышленности. В целом, производство листового металла подразделяется на три типа.
К этим категориям относятся:
Коммерческое производство листового металла включает в себя производство товаров народного потребления, таких как кузова автомобилей, бытовая техника, капоты автомобилей, крышки, банки, почтовые ящики, шкафы, столовые приборы и бытовая электроника.
Промышленное производство листового металла включает в себя изготовление компонентов, используемых в других изделиях, многие из которых применяются в производстве потребительских товаров; промышленное производство также включает в себя изготовление различных инструментов, таких как ленточные пилы, сверлильные станки, гидравлические системы и тому подобное.
Производство конструкционного листового металла Это включает в себя производство компонентов для строительства, в том числе несущих каркасных стоек для небоскребов, систем вентиляции, ограждений, кронштейнов, водостоков, лифтов, труб, дверей, металлической облицовки и кровельных материалов.
Изготовление и формовка листового металла. Листовой металл необходим для изготовления широкого спектра изделий массового производства, и одним из важнейших элементов этой практики является резка. Фактически, листовой металл делает возможным производство в ресторанах, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, электронике, автомобилестроении и многих других отраслях.
Чтобы узнать больше о наших возможностях по резке листового металла, пожалуйста, свяжитесь с нами. нас Сегодня в мастерской Krrass Machiery!
