Деформации металла при резке

Деформации металла является одной из главных причин отклонения размеров вырезанных деталей, от заданных.

Повышение точности резки путем уменьшения деформации металла позволяет снизить стоимость изготовления деталей за счет уменьшения объема подгоночных работ в процессе обработки изделий.

Деформации металла при резке возникают вследствие неравномерного нагрева металла до высокой температуры и его охлаждения с образованием пластических деформаций в зоне перегрева.

Возникающие пластические деформации по кромкам вырезаемых деталей вызывают усадку детали, а также её изгиб и выход из плоскости.

Деформации зависят от:

- размеров детали;

- теплофизических и механических свойств металла;

- последовательности вырезки деталей;

- толщины реза;

- ширины реза;

С целью снижения деформаций при раскрое нужно избегать размещения на листе одних узких длинных деталей. Их необходимо совмещать с широкими деталями. Если такой возможности нет, то резку нужно производить с противоположных сторон, двумя резаками.

Большое значение имеет: выбор места начала резки; последовательность вырезки деталей; направление обхода контура; места постановки перемычек.

При наличии на листе различных по размерам деталей резку нужно начинать с края листа и перемещаться вдоль короткой стороны листа. В процессе резки жёсткость обрезков должна быть меньше жесткости листа и вырезаемой детали, поэтому необходимо предусматривать обрезку отходов.

При вырезке деталей с соотношением длинны к ширине более 3 (в зависимости от толщины детали) нужно применять перемычки. Они ставятся с шагом от 1 до 3 метров, при вырезке узких длинных деталей ставится не менее двух перемычек. Длина перемычек определяется основной толщиной детали, составляет 10 – 15 см. Существенное влияние на величину деформации оказывает: мощность подогревающего пламени, скорость резки, расстояние мундштука от поверхности металла, состояние поверхности металла.

 

Поверхностная резка металла.

Поверхностная резка металлов – это процесс снятия кислородной струей верхнего слоя металла.

Поверхностная резка отличается от разделительной тем, что струя режущего кислорода направляется под острым углом 15 - 40º к поверхности металла и перемещается с большей скоростью вдоль этой поверхности.

Как и при разделительной резке подогревающее пламя нагревает металл до температуры воспламенения происходит сгорание металла в ограниченном объеме и удаление образовавшегося при этом шлака.

Источником нагрева металла является не только подогревающее пламя резака, но и расплавленный шлак, который перемещаясь по поверхности металла, подогревает последующие слои металла.

Процесс поверхностной кислородной резки протекает устойчиво только в том случае, когда направление перемещения резака совпадает с направлением кислородной струи.

При равномерном перемещении резака в направлении образуемой канавки подогревающее пламя может быть выключено. Нагрев металла до температуры воспламенения осуществляют при наклоне мундштука 70 - 80º к поверхности металла. После того как металл нагрет, мундштук устанавливают под углом 15 - 40º, открывают вентиль режущего кислорода и перемещают резак с заданной скоростью. В процессе резки глубина канавки может быть увеличена, путем увеличения наклона мундштука, повышения давления режущего кислорода и уменьшения скорости перемещения резака. Ширина канавки определяется диаметром канала, режущей струи кислорода, ширину можно увеличить, перемещая резак в поперечном направлении.

 

Пакетная резка металлов.

Наилучшее качество при резке малых толщин, особенно при массовой вырезке одинаковых деталей, дает пакетная резка.

Сущность пакетной резки заключается в том, что разрезаемые листы складывают в пакет, стягивают струбцинами или специальными зажимами и разрезают за один проход резака. Максимальная толщина каждого листа не более 4 – 6мм, общая толщина пакета не более 100мм. При пакетной резке необходимо, чтобы листы были хорошо очищены и плотно прилегали друг к другу. Мощность подогревающего пламени, а также расход и давление режущего кислорода устанавливают по суммарной толщине пакета. Скорость резки пакета несколько меньше скорости резки однослойной стали такой же толщины.

Верхний лист пакета при малой толщине деформируется, поэтому на пакет накладывают лист большей толщины. Чтобы обеспечить начало резки, листы собирают в пакет со смещением их кромок относительно друг друга на 0,5 – 1мм.

 

Скорость резки.

Скорость резки металла зависит от его толщины. При чистовой машинной резке по характеру вытекания шлаков из разреза и наличию грата на нижних кромках, можно судить о правильности выбора скорости резки.

При нормальной скорости поток искр спокоен и шлак вытекает равномерно под некоторым углом вперед к оси пламени. На нижней кромке грата не наблюдается.

Если поток искр сильно ослабевает, то это означает, что скорость высока. Это может вызвать непрорез металла и образование выхватов, много шлака на нижней кромке, а как следствие всего этого – последующая механическая обработка вырезанной детали.

Признаком завышенных скоростей резки является чрезмерный наклон бороздок на поверхности реза. Признаком заниженных скоростей является сильное оплавление ребра кромки со стороны выхода режущей струи и вертикальное или с наклоном, обратным заданному расположению бороздок на поверхности реза.