Гидроабразивная резка металла

На нашем сайте продолжается рассказ о технологиях раскроя металла. Сегодня продолжим тему резки металла водой. Гидроабразивная резка металла (это её фамилия, имя и отчество, то есть – полное и правильное название) происходит в результате эрозионного воздействия на него высокоскоростной струи воды (скорость V ≥ 900 м/мин), смешанной с твердыми абразивными частицами. В момент столкновения с разрезаемым материалом кинетическая энергия струи воды превращается в механическую энергию его микроразрушения. В результате этого происходит резание.

На сегодняшний день технология гидроабразивной резки металла является самым динамично развивающимся способом его раскроя и составляет серьезную конкуренцию традиционным технологиям:

Раскрой стали водой.

Раскрой стали водой.

Физическая суть механизма резки

По своим физическим характеристикам гидроабразивная струя является идеальным режущим инструментом, который не имеет износа. Диаметр этой струи может быть равен, мм: 0,5…1,5. Конкретный размер зависит от типа и конструкции используемых смешивающих трубок и дюз. Такая конструкция даёт возможность добиться минимального отхода обрабатываемого материала (снижаются технологические потери) и позволяет начинать рез по контуру любой сложности в любой его точке (упрощается технология производства).

Физическая суть механизма гидроабразивной резки заключается в отрыве и последующем уносе из области реза частиц материала, осуществляемом скоростным потоком воды с твердофазными абразивными частицами. Эффективность воздействия двухфазной режущей жидкости (абразив и вода) определяется оптимальным выбором следующих параметров резки:

  • давление и расход воды;
  • размер и расход частиц абразивного материала.

Принцип работы гидроабразивного станка

Операция раскроя выполняется на станках гидроабразивной резки металла (далее — СГАРМ). Вода сжимается насосом высокого давления до значения P ≥ 4000 бар и подаётся в режущую головку. Далее, она проходит сквозь водяное сопло этой головки, которое образует струю диаметром, мм Ø = 0,2…0,35, и попадает в её смесительную камеру.

Схема режущей головки станка гидроабразивной резки металла.

Схема режущей головки станка гидроабразивной резки металла.

Описание схемы:

1. Подвод воды под высоким давлением;

2. Сопло. Из этого сопла струя воды с абразивом выходит со скоростью V ≥ 900 м/мин и попадает на поверхность раскраиваемого металла. Происходит разрезание заготовки;

3. Подача абразива;

4. Смесительная камера. В этой камере в воду добавляется абразив (гранатовый песок) и происходит их перемешивание. Получившаяся суспензия воды с абразивом проходит через второе (твердосплавное) сопло с внутренним диаметром, мм: Ø = 0,6…1,2;

5. Кожух;

6. Режущая струя;

7. Разрезаемый материал.

Конструкция станка

СГАРМ состоит из следующих функциональных узлов:

  • рабочая ванна. Обработка заготовки на СГАРМ происходит в воде. Это позволяет пыль, образующуюся при раскрое, оставить в жидкости, а уровень шума — снизить до 65 Дб. Для создания комфортного обслуживания ванна станка оснащена системой быстрого набора и спуска воды. Несущие опоры станка, хотя и изготовлены из нержавеющей стали, подвержены преждевременному износу. Поэтому, их оснащают защитными быстросъёмными рёбрами, предохраняющими от воздействия гидроабразивной струи;
  • система перемещения. СГАРМ оснащён консольной конструкцией перемещения по осям, имеющей ременный привод. Перемещение всех осей осуществляется по линейным направляющим. Это обеспечивает:
    • высокую точность позиционирования;
    • плавность хода;
    • высокую скорость перемещения.

    Такой механизм прост в эксплуатации и при износе имеет высокую ремонтопригодность. А главное, он более других конструкций приспособлен для работы на СГАРМ, т. к. практически не боится попадания в него частиц абразива;

  • насос высокого давления. Это наиболее важный узел не только СГАРМ, но и любой другой установки гидроабразивной обработки;
  • система ЧПУ. Установленная на СГАРМ система ЧПУ, анализирует, как и на другом металлообрабатывающем оборудовании, сигналы от разнообразных датчиков и автоматизирует выполнение большинства технологических операций. Например, для повышения точности позиционирования в системе перемещения станка устанавливаются линейные индуктивные датчики. Благодаря им, выполняемое по линейным направляющим перемещение осей осуществляется с точностью позиционирования до ± 0,025 мм;
  • выносной пульт управления. Повышает комфорт при эксплуатации СГАРМ, и позволяет максимально точно и быстро выполнять настройку и привязку. Для удобства эксплуатации на многих моделях он оснащается маховиком;
  • бак для абразива. Его оснащение соответствующими датчиками контроля уровня количества и качества абразивного материала положительно сказывается на качестве реза и производительности оборудования. Конструкция позволяет производить пополнение запасов абразивного материала во время работы СГАРМ, что позволяет экономить время на обработку заготовок. Можно выполнять рез без постоянного присутствия и контроля оператора. При попадании в режущую головку посторонних материалов (посторонней фракции, остатков мешковины и т. п.) происходит автоматическая остановка обработки. Настройка и корректировка допустимых параметров абразива из бака может производиться на стойке управления в процессе обработки;
  • система поддержания постоянного зазора. В процессе выполнения реза необходимо неукоснительно выполнять два требования:
  • поддерживать постоянным оптимальный зазор между обрабатываемым материалом и фокусирующей трубкой. Это, в большой степени, способствует качеству и точности реза;
  • исключить возможность столкновения фокусирующей трубки с обрабатываемым металлом.

Система поддержания выполняет эти требования;

  • угловая голова. Обеспечивает поворот режущей головки СГАРМ в двух плоскостях. Подвижность угловой головы (максимальный угол наклона до 60 градусов) позволяет:
    • выполнять обработку фасок и криволинейных поверхностей;
    • компенсирует конусность при обработке и т. п.
Режущая головка.

Режущая головка.

Конструкция угловой головы, при выполнении фаски по контуру или компенсации конусности, позволяет осуществлять перемещение только по одной поворотной оси — это обеспечивает постоянство угла и, соответственно, высокую точность обработки. При необходимости обработки сложных поверхностей, режущая головка работает сразу по 5-ти координатам;

  • датчик сканирования материала. При возникновении необходимости обработки материала с неровной поверхностью на СГАРМ может быть установлена ультразвуковая или лазерная система сканирования материала. Она производит анализ поверхности металла до обработки с заданным интервалом. Это даёт возможность обеспечивать максимальную точность реза и поддерживать требуемый зазор во время обработки материала. При обработке малогабаритных деталей допускается сканирование только точек вреза;
  • блок удаления абразива. Система блока удаления отработанного абразива состоит из:
    • бак-отстойника. Ёмкость для отработанного абразива оснащена быстросъемными разъемами для подсоединения откачивающих шлангов. Кроме того, она имеет приспособления для транспортировки её погрузчиком или кран-балкой;
    • насоса. Используется мембранный насос, приспособленный для работы в агрессивных средах. Отличается простотой в обслуживании;
  • устройства загрузки обрабатываемых заготовок. СГАРМ оснащаются разнообразными системами загрузки металла. Чаще всего применяются:
    • кран-балки, оснащённые тельферами с вакуумными или механическими захватами;
    • пневматические и гидравлические подъемники с регулируемыми рычагами, которые предназначены для поддержания металла.

Достоинства гидроабразивной резки

Технология гидроабразивной резки имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с другими методами обработки:

  • низкая рабочая температура раскроя — в зоне реза: Т = 60…90 ºС. Она не оказывает вредного термического воздействия на обрабатываемый материал;
  • методика позволяет иметь низкий коэффициент расхода обрабатываемого материала;
  • возможен раскрой металла толщиной до 300 мм и более;
  • при обработке отсутствует воздействие на химический состав легированных сталей, что позволяет сохранить их свойства;
  • допускается разрезание тонколистовых материалов в пакете, состоящем из нескольких слоев. Это приводит к уменьшению количества холостых ходов рабочей головки и, как следствие, значительно повышает производительность труда;
  • в процессе обработки металлов не принимают участие взрывоопасные и воспламеняющиеся вещества, что значительно повышает его безопасность;
  • процесс высоко экологичен;
  • кромки реза имеют настолько высокое качество обработки, что зачастую не требуются дополнительные механические операции.
Установка гидроабразивной резки консольного типа бренда «DARDI» серии «DWJ13».

Установка гидроабразивной резки консольного типа бренда «DARDI» серии «DWJ13».

Где купить

  • Компания ООО «Кит-Комплект»;

  • Сайт: http://kit-complect.ru/;
  • Адрес: 124460, Москва, г. Зеленоград, Панфиловский пр., дом № 10, стр. № 1;
  • Телефон: +7-(495)-989-20-16 (многоканальный);
  • Почта: kitcomplect(@)yandex.ru.

Компания торгует установками гидроабразивной резки консольного типа бренда «DARDI» серии «DWJ13».

В заключение, предлагаем посмотреть видеоролик «Гидроабразивная резка брони — Flow Waterjet (водорезка)».

Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Рекламное место
© 2017 Металл и его обработка