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:

• лазерной;
• плазменной;
• кислородно-газовой;
• механической.

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.

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.

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.

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)».