В массовом и крупносерийном производстве резка металлов осуществляется на комбинированных и листовых ножницах с наклонным ножом. Резка металла в виде рулона или широкой полосы выполняется на одно- или многодисковых ножницах.
Перечисленные агрегаты высокопроизводительны, допускают автоматизацию процесса, характеризуются незначительным износом рабочего инструмента. Однако при малых партиях, а также в единичном производстве приоритет получают более простые и компактные устройства – механические пилы.
Классификация механических пил по металлу
Инструмент, под который проектируются отрезные станки, производится для трёх основных способов резки:
- Возвратно-поступательно перемещающимся инструментом – ленточные пилы.
- Вращающимся инструментом – дисковые пилы. Они, в свою очередь, подразделяются на цельнопильные отрезные диски, и оснастку с сегментными вставками, которые располагаются по образующей инструмента (так называемые пилы Геллера).
- Фрикционным (тепловым) способом.
Классификация часто производится и по виду оборудования. На производстве преимущественно используются стационарно устанавливаемые отрезные агрегаты, в то время как в быту чаще можно встретить бензопилу. Впрочем, её нельзя непосредственно применить для разделения металла, поскольку потребуется специальная насадка. Ассортимент таких насадок (а также возможность их установки на конкретную марку пилы) зависит от производителя ручного отрезного оборудования и мощности устройства.
Следует отметить, что ручная резка металла не допускает одновременную обработку нескольких заготовок, что объясняется соображениями техники безопасности.
Резка на механических ножовках
Ленточнопильные станки (или, иначе, механические ножовки) состоят из следующих узлов:
- Станины с опорной стойкой;
- Приводного электродвигателя;
- Клиноременной передачи;
- Кривошипно-шатунного механизма;
- Регулируемых упоров;
- Верхней направляющей;
- Пильной рамы со сменным ножовочным полотном;
- Системы охлаждения;
- Насоса для смазки;
- Узла фиксации заготовки.
Принцип действия механической ножовки заключается в следующем. При включении привода ножовка получает линейное перемещение от кривошипа со скоростью 150…250 мм/мин, которая зависит от параметров понижающей передачи. По мере углубления пропила ножовочная рама поворачивается на определённый угол, обеспечивая постоянный силовой контакт с поверхностью разделения.
По ходу резки инструмент нагревается, поэтому сверху на него непрерывно подаётся смазочно-охлаждающая жидкость (привод насоса производится от электродвигателя станка). По достижении предварительно установленной глубины хода ножовочная рама автоматически поднимается вверх и станок отключается.
При высокой точности реза и сравнительно малых отходах (зависят от ширины ленты, которая обычно находится в пределах 0,6…1,0 мм), ленточные пилы имеют пониженную стойкость, которая не превышает 15…20 часов. Тем не менее, ввиду высокой скорости реза – до 250 м/мин, такие станки отличаются повышенной, в сравнении с дисковыми или фрикционными станками, производительностью, а потому активно используются в производстве.
Разделение металла дисковыми отрезными станками
В отличие от предыдущего метода, дисковые (или циркулярные) пилы производятся как в стационарном, так и в переносном исполнениях. При резке профильного металлопроката и труб они по производительности уступают ленточно-пильным станкам, зато превосходят их при разделении листовых заготовок.
Отрезной станок, оснащённый вращающимся рабочим инструментом, состоит из следующих узлов:
- Станины;
- Механизма зажима отрезаемой заготовки;
- Электродвигателя;
- Зубчатой (для агрегатов пониженной мощности и скорости реза) или клиноременной передачи;
- Рабочей головки, в которую устанавливается дисковый отрезной инструмент;
- Силовой головки, осуществляющей подачу дисковой пилы к поверхности разрезания;
- Системы смазки.
В целях безопасности зона обработки закрывается специальным кожухом. rentgirl.co.nz. В качестве рабочего инструмента таких станков используются преимущественно дисковые пилы с алмазными вставками, что обеспечивает достаточную стойкость инструмента, особенно при разделении сталей с повышенной механической твёрдостью.
По производительности дисковые пилы проигрывают ленточным, а создаваемый ими шум больше, чем у ленточно-пильных станков. Тем не менее, такие агрегаты имеют и свои преимущества, в частности, вариативность скорости вращения дискового отрезного инструмента, которая может быть задана в зависимости от вида разрезаемого материала. Кроме того, дисковыми инструментами можно выполнять угловые и фигурные резы.
Разделение металла с помощью фрикционных пил
Фрикционный пильный инструмент по кинематике подобен дисковому – в этом случае рез выполняется также при помощи вращающегося пильного диска.
Однако механизм разделения металла здесь совершенно иной: если в первом случае выполняется чисто механическое разрезание металла, то во фрикционных станках разделение происходит вследствие оплавления металла в обрабатываемой зоне.
Фрикционное пильное оборудование по скорости вращения пильного диска намного превосходит остальные виды отрезных станков.
Сам фрикционный пильный диск не имеет сегментов или рабочих зубцов: его рабочая кромка выполняется гладкой, что, при нажиме, резко увеличивает трение. Металл нагреваясь, разупрочняется, и его сопротивление срезу резко падает. Фрикционные пилы изготавливаются из высококачественной инструментальной стали типа Р12, Р18, и имеют твёрдость не ниже 66..70 НRC.
Ручная резка с применением бензопил
Бензопилу для непосредственной отрезки применить удаётся лишь при разделении особо тонколистовых заготовок. В остальных случаях потребуется насадка. Её основным элементом является подшипниковый узел, где размещается рабочий вал.
На одной его стороне устанавливается сам отрезной круг, а на другом – ведомый шкив, привод которого осуществляется от клинового ремня. Насадка снабжается оправкой, обеспечивающей точное направление. Насадка имеет также концевой паз для крепления в бензопиле, поэтому её подбирают строго по марке производителя основного оборудования.
Насадка выбирается в зависимости от следующих факторов:
- Мощности — «болгарка» мощностью менее 2 кВт отрезную насадку не потянет.
- Возможности её агрегатирования с определённой марки бензопилой.
- Соответствие допускаемых скоростей вращения – насадка должна иметь скорость вращения выше, чем скорость вращения вала устройства.
Установленная насадка опасна тем, что в некоторых случаях она провоцирует появление такого неприятного явления как обратный удар, при котором агрегат резко отбрасывается в сторону, противоположную прикладываемому усилию. Обратный удар в основном возникает по причине присутствия в разрезаемом металле деталей из более твёрдого материала, внезапного защемления диска или цепи, случайного касания диском другой части заготовки. Обратный удар сопровождается также ослаблением хватки оператора, что иногда становится причиной травмы.
Обратный удар можно свести к минимуму, если полностью заправить устройство перед работой, и обеспечить удобную и устойчивую хватку пилы. Не следует также разрезать смежные заготовки без выключения агрегата: удар возможен при внедрении инструмента в новую поверхность раздела. Состояние пильного инструмента также определяет вероятность, с какой может возникнуть удар – если в рабочих зубьях имеются крупные металлические частицы, риск увеличивается.
