Машина термической резки: назначение и виды

Машина для термической резки – высокотехнологичное оборудование для вырезания прямолинейных и фигурных заготовок из металлопроката разных марок и толщин. Станки выпускаются разных видов по назначению, принципу работы и уровню автоматизации. Это позволяет подобрать оптимально подходящую модель для решения конкретных производственных задач.

Назначение и область применения

Станки предназначены для термической резки листового и профильного металлопроката разных видов по химическому составу и толщине. В основном на предприятиях применяются газокислородные и плазменные модели.

Оборудование для газокислородного раскроя обычно используется при работе с углеродистыми и низколегированными марками сталей толщиной до 300 мм. Плазменные модели имеют более ограниченный диапазон разрезаемых толщин, однако более эффективны при резании тонколистового металла (из-за минимальной тепловой деформации заготовок), легированных сталей (толщина до 50 мм), чугуна (до 90 мм), алюминия (до 120 мм), меди (до 80 мм) и сплавов на их основе.

Основные сферы применения машин для термической резки металла:

• Предприятия и фирмы по металлообработке и производству металлоконструкций.
• Металлургические заводы.
• Предприятия тяжелого машиностроения.
• Авиа-, автомобиле- и судостроение.

Виды оборудования

Станки, предназначенные для термической резки, подразделяются на несколько видов по назначению, конструктивному исполнению и уровню автоматизации. Рассмотрим более подробно каждый тип машины.

Портальные машины

Представляют собой трехкоординатный обрабатывающий комплекс с раскроечным столом. Направляющие для продольного перемещения в зависимости от разновидности оборудования могут располагаться непосредственно на координатном столе или независимо от него.

Фото 1. Портальная машина с направляющими рельсами на рабочем столе

Станки производятся стационарного и переносного типа. Также они отличаются по размерам рабочей зоны – стандартная ширина обработки может составлять от 1,5 до 8 м. Могут работать как в механизированном режиме (процессом резки управляет оператор), так и в автоматическом (вырезание заготовок выполняется с помощью системы ЧПУ).

Консольные модели

Конструктивно состоят из направляющего рельса и консоли с режущим устройством для воздушно-плазменной (плазмотрон) или газокислородной резки (резак). Основой таких машин является контрольно-исполнительный блок, который двигается по направляющему рельсу, обеспечивая продольное перемещение режущего аппарата. Также он приводит в движение консоль, чем обеспечивает поперечное передвижение устройства для резки.

Фото 2. Внешний вид машины консольного типа

По функциональным возможностям и точности реза консольные машины термической резки ничем не уступают портальным. Однако они являются мобильными, поэтому могут работать с металлопрокатом ограниченных размеров.

Шарнирно-консольное оборудование

Конструкция этих станков состоит из колонны с поворотной траверсой, по которой перемещается режущее устройство. Резка производится с помощью специального циркульного устройства либо по шаблону с использованием магнитного копировального устройства.

Фото 3. Шарнирно-консольный станок термической резки

Машины этого типа отличаются повышенной точностью воспроизведения заданного контура, увеличенной рабочей зоной, удобным в применении выносным пультом управления.

Машины для раскроя труб

Оборудование разработано специально для механизированного раскроя труб в полевых (при ремонте магистральных трубопроводов) и стационарных условиях (на трубосварочных базах). Поставляется в нескольких модификациях – с ручным и электрическим приводом, что определяет уровень автоматизации.

Фото 4. Работа трубореза с ручным приводом

Конструктивно станок термической резки труб состоит из самоходной тележки с установленной на ней штанги с резаком. Устройство перемещается перпендикулярно оси трубы по окружности при помощи привода, звездочки и крючковой цепи.

Металлургические станки для резки больших толщин

Такие машины обычно применяются для прямолинейного резания слябов, блюмов и полураскатов большой толщины на предприятиях по переработке и переплавке металлолома. Конструктивное исполнение и оснащение специальными режущими устройствами обеспечивает возможность разрезания толщин до 1500 мм.

Фото 5. Разделительная резка горячей отливки в производственных условиях

Для обеспечения максимальной толщины реза требуется высокое давление кислорода (от 3 до 25 кгс/см2) и горючего газа (до 3,5 кгс/см2). Мундштук в таком оборудования имеет оптимальные газодинамические параметр и обязательно водоохлаждаемую конструкцию.

Машины с ЧПУ

Станки с числовым программным управлением – это современное оборудование, которое обеспечивает возможность фигурного и прямолинейного раскроя листового металла в автоматическом режиме (с минимальным участием оператора).

Стандартное конструктивное исполнение:

• источник питания;
• портал с приводом;
• рельсовые направляющие;
• координатный стол;
• суппорт с режущим устройством;
• система ЧПУ.

Фото 6. Машина с ЧПУ «Диагональ»

Система ЧПУ представляет собой комбинацию стойки, монитора и панели с клавиатурой, которые расположены в защищенном корпусе. Автоматизированный раскрой металла выполняется после загрузки в систему предварительно разработанного технического чертежа. Числовое программное управление способно воспроизводить контуры любой конфигурации и сложности – от простых единичных деталей до пакетных комплектов из заготовок разных форм и размеров, расположенных на одном листе металла.

Возможности и характеристики машин термической резки

Особенности станков для термической резки металла:

• Повышенная точность воспроизведения заданного контура.
• Минимальная степень деформации заготовок.
• Высокое качество реза, кромки с минимальным количеством окалины и шлака.
• Технологическая гибкость – возможность вырезания деталей разных форм и размеров в заданном количестве и в требуемые сроки.

Функциональность и возможности оборудования зависят напрямую от номинальной мощности источника питания. К основным характеристикам процесса резки относятся рабочий ток, определяющий максимальную толщину разрезаемого металла, а также скорость резания, время прожига листа, ширина реза.

Фото 7. Станок плазменной резки с ЧПУ в работе

Точность и качество реза определяется установленной системой ЧПУ и мастерством инженера, разрабатывающего карты раскроя для станка. Здесь важно тщательно продумать расположение каждой детали на листе, правильно задать припуски на резку с учетом ширины реза, колебаний режущей дуги и других моментов.

Машины термической резки

Машины термической резки (МТР) предназначены для раскроя листового металла, резки труб и других изделий с применением газопламенных, плазменных или лазерных технологий.

Классы машин

По назначению все МТР делятся на 2 большие класса:

• стационарные машины;
• переносные машины.

Переносная машина «Смена-2».

Особенности схемы исполнения машин

Стационарные по схеме исполнения делятся на группы:

Переносные машины делятся на группы:

• резка листового металла в стационарных и полевых условия;
• резка труб в стационарных и полевых условиях.

Классификация по способу резки металла

По способу резки стационарные и переносные, в свою очередь, делятся на следующие группы:

• стационарные машины:
  • кислородные;
  • плазменно-дуговые;
  • газолазерные;
• переносные машины:
  • кислородные;
  • плазменно-дуговые.

    

    Переносная машина «Гагарак».

    Классификация по системе контурного управления

    По способу организации движения (прямолинейная и фигурная резка) деление происходит на следующие виды:

    • стационарные машины:
      • фотокопировальные по чертежу;
      • цифровые программные;
      • магнитные по стальному копиру.
    • переносные машины:
      • по разметке;
      • по циркулю;
      • по направляющим;
      • по гибкому копиру.

    Преимущества применения машин термической резки

    МТР имеют ряд преимуществ перед другими технологиями:

    • обеспечивается высокая производительность при раскрое листовых материалов любой толщины;
    • есть возможность получать чистый срез, не требующий дополнительной обработки;
    • низкие затраты;
    • возможно производство работ в полевых условиях;
    • процесс автоматизирован и контролируется ЧПУ и целый ряд других.

    

    Портальная машина «Флагман».

    Особенности выбора машин. Популярные производители

    Для термической резки металла используется оборудование специального и общего назначения. Машины следует выбирать в зависимости от стоящих перед производством задач.

    Машины общего назначения эффективно использовать на участках термической резки, на которых изготавливается небольшой (или средний) объём повторяющихся деталей. Их целесообразно использовать при комплексной механизации и автоматизации резки в составе автоматизированных и поточных линий.

    Специализированные установки и машины экономически оправданы при большом объеме однотипных операций резки (в крупносерийном и массовом производстве).

    Популярностью пользуется продукция производителей:

    • ЗАО «Судомеханический завод» и ПТК в Санкт-Петербурге;
    • ООО «ВелдингПрофи» в Екатеринбурге;
    • производственный центр «СКС» в Челябинске.

    

    Машина портальная «Кристалл».

    Где купить

    Компания ЗАО «Судомеханический завод»;

    Компания предлагает следующее оборудование:

    • машина переносная газорежущая «Смена-2М» по цене 106000 рублей (без НДС):
    • машина переносная газорежущая «Гугарк» по цене 62000 рублей (без НДС);
    • портальная машина термической резки типа «Кристалл» по цене от 1480000 рублей;
    • портальная машина термической резки типа «Флагман» по цене от 2000000 рублей.

    Машины термической резки

    Для термической резки используется оборудование общего и специального назначения. Оборудование общего назначения наиболее эффективно на участках термической резки с небольшим или средним объемом повторяющихся деталей. Оно может быть использовано при комплексной автоматизации и механизации процессов резки в составе поточных и автоматизированных линий. Применение специализированных машин и установок экономически оправдано при большом объеме однотипных операций резки.

    Оборудование общего назначения. Машины термической резки листового металла изготовляют в соответствии с ГОСТ 5614—74. Типы и исполнение машин приведены в табл. 1.

    Конструктивные схемы стационарных машин для резки листов в зависимости от кинематики их несущих частей подразделяются на прямоугольно-координатные, полярно-координатные (рис. 1). Особенности кинематической схемы прямоугольно-координатных машин позволяют обрабатывать неограниченную длину листов, определяемую длиной направляющих рельсов. Число кислородных резаков на этих машинах может быть 1—12, а плазменных 1—4. Прямоугольно-координатные машины по принципиальным схемам несущей части делятся на портальные и портал ьно- консольные.

    Ширина обработки зависит от схемы прямоугольно-координатной машины и способа копирования. Портально-консольные машины применяются с фотоэлектронным копированием в масштабе 1:1. Ширина обработки этих машин не превышает 2 м, а серийных портальных — 2. 8 м. Машины этого типа занимают меньшую площадь цеха, чем портально-консольные при одинаковой ширине обрабатываемого листа.

    Таблица 1. Машины термической резки листового металла : типы и исполнение

    

    Рисунок 1. Схемы стационарных машин термической резки: а, б, в, г, д — портально-консольных; с — портальных; / — несущая часть; 2 — копировальное устройство; 3 — копировальный стол; 4 — резаки; 5 — обрабатываемый лист

    Шарнирные машины с полярно-координатной схемой механизма применяют для точной вырезки деталей небольшой и средней величины (менее 1 м). Вследствие вращательного характера движения шарнирных рам и необходимости совпадения осей ведущего и режущего элементов на этих машинах можно производить только вертикальную резку. Дополнительное оснащение пантографным механизмом позволяет увеличить число резаков на шарнирных машинах до трех.

    Удовлетворение многообразных требований производства (размеров, технико-эксплуатационных характеристик) при минимальных затратах обусловило создание типоразмерного ряда с широким использованием унифицированных систем узлов, позволяющих на одной конструктивной базе создавать несколько модификаций. В основе ряда положен блочномодульный принцип конструирования, который позволил на основе ограниченного количества узлов разработать 18 типов машин различного исполнения. В качестве обобщенного классификационного параметра принята ширина площади обработки. Этот параметр в наибольшей мере определяет конструктивные различия стационарных машин. Основные параметры стационарных машин по ГОСТ 5614—74 приведены в табл. 2.

    Таблица 2. Основные параметры стационарных машин термической резки (ГОСТ 5614-74)

    Потребляемая мощность*, Вт, не более

    1. Показатели назначения (точность воспроизведения заданного контура, скорость перемещения резака, резки, число суппортов и др.).
    2. Показатели надежности (установленные сроки службы, безотказная наработка, время восстановления работоспособного состояния).
    3. Показатели экономного использования сырья, топлива, энергии и трудовых ресурсов (потребляемая мощность, массы ходовой части машины термической резки, расходы горючего газа, кислорода, электроэнергии).

    Кроме основных показателей установлены показатели технологичности, транспортабельности, стандартизации и унификации, безопасности.

    Точность вырезаемых деталей и заготовок и показатели качества поверхности реза определяются по ГОСТ 14792—80. Наименьшие предельные отклонения для номинального размера менее 500 мм составляют ±1,0 мм, а наибольшие для заготовок свыше 2500 мм, толщиной 61л. 100 мм — ±5,6 мм.

    Качество поверхности реза определяется сочетанием следующих показателей: отклонением поверхности реза от перпендикулярности, шероховатостью поверхности реза, зоной термического влияния. Отклонение от перпендикулярности в зависимости от классов резки и толщины металлов составляет 0,2. 4 мм, высота микронеровностей профиля поверхности Rz — 0,05. 1 мм, а зона термического влияния ограничена 0,1. 3,2 мм.

    Важнейшим показателем машин является точность воспроизведения заданного контура. Точность машин проверяется сравнением размеров заданной окружности диаметром 500 мм с вычерченными машиной окружностями того же диаметра в двух крайних по ширине обработки положениях суппорта. Предельные отклонения вычерченного контура от номинального в соответствии с ГОСТ 5614—74 пр размерам не должны превышать значений, приведенных ниже.

    Исполнение по конструктивной схеме	Наибольшие размеры обрабатываемых листов (сваренных полотнищ), мм		Ширина колеи рельсового пути, мм	Диапазон регулирования скорости перемещения резака, мм/мин, не менее		Масса* с рельсовым путем на длину обработки 8000 мм, кг, не более

    Класс точности машины	1	2	3
    Предельное-отклонение, мм	±0,5	±1,0	±1,5

    Значения погрешностей для машин термической резки, влияющих на точность резки, приведены в табл. 3. Наиболее заметно точность контуров деталей снижают погрешности кинематических узлов и направляющих устройств. Динамические погрешности разме ров деталей при вырезке углов в значительной мере определяются величиной кинематических зазоров в передачах, скоростью перемещения и массами движущихся элементов. При недостаточной жесткости узлов и связей между ними имеет место упругий «мертвый» ход механизмов, который в совокупности с динамическими погрешностями приводит к большим выбегам на углах деталей.

    Таблица 3. Значения погрешностей машин термической резки, мм/м

    Читайте также:  Только машина не изменит никогда