Сфера використання
Основною відмінністю, яке має гідрорезка металу від інших методів обробки є те, що не виявляється механічна дія на поверхню матеріалу. Відсутність нагрівання і тертя інструментів впливає на можливі сфери використання і якість різу.
Устаткування використовують для різання таких матеріалів, як:
- кераміка, скло;
- камінь, граніт, мармур;
- гума, паронітові, ебонітові і текстолітові плити, пластик;
- залізобетон;
- метали, в тому числі: сталь, титан.
Принцип роботи
Використання верстатів водно-абразивної різки не обмежується лише можливостями розкрою металопрокату, але все-таки основна частина обладнання продовжує використовуватися тільки в цій сфері. В основі роботи гідрорезка знаходиться технологія подачі води під тиском з деяким вмістом абразивного речовини на поверхню матеріалу. Що під час різання відбувається:
- Рідина зі спеціального резервуара подається в змішувач під тиском.
- У змішувач одночасно надсилається абразивний склад, що складається, як правило, з дрібних частинок піску.
- Вода, після змішування з абразивом, подається на сопло для порізки металу гідроабразивним струменем.
- Тонкий струмінь направляється на поверхню матеріалу і ріже його.
Цей принцип роботи дає можливість значно підвищити швидкість і якість обробки металу.
Устаткування для гідрорезка
Ще в давні часи люди помітили унікальну властивість води під тиском змінювати форму матеріалів, на які вона діє. Поверхня каменів ставала гладкою, а постійне падіння з висоти води залишало виїмки в твердих гірських породах.
Такий же принцип застосовується в промислових цілях. Для чого просто потрібно збільшити в кілька разів тиск води, а також контролювати спрямованість струменя. Робиться це так:
- Насос високого тиску акумулює воду, і подає рідину на поверхню матеріалу. Від продуктивності насоса залежить щільність, і товщина розрізає стали. До насоса вода подається шлангами, які з'єднані з системою магістрального водопостачання.
- Регулятор потужності. Товщина розрізається, швидкість різу ГАР забезпечується складом спрямовується суміші і точними регулюваннями. Для вузьких і міцних матеріалів застосовують трифазний наповнювач, для металів з більш піддатливою структурою вистачає двухфазной рідини (вода і абразив). Регулюється також не тільки склад рідини, але і тиск води. Щоб домогтися мінімальних показників, потрібен вихід струменя зі швидкістю 1200 м / сек, з тиском не менше 4600 кг / см.
- Сопла різання - можуть змінюватися з урахуванням товщини і щільності оброблюваного металу, а також складу рідини застосовується при розрізанні. Оскільки струмінь з сопла виходить під великим тиском, спочатку сопла робляться з високоміцної сталі.
- Змішувач - це обладнання є одним з головних елементів верстата. Саме змішувач відповідає за якість суміші, від рівномірності пропорцій залежить відсутність відколів і товщина різу.
- Автоматика - обов'язковою умовою є конусність кромки, яка з'являється в результаті інерційності водного струменя. Конусность залежить від швидкості розрізання. Щоб знизити цей негативний ефект застосовується компенсація конусности (технологія Flow Dynamic Waterjet). Принцип компенсації полягає в тому, що автоматика сама визначає щільність і якість матеріалу і подає вказівку ріжучої голівці на зміну кута сопла.
Можливості гідравлічного процесу
Одним з основних достоїнств гідроабразивного способу різання є відсутність нагрівання і відколів поверхні, які притаманні при традиційному розрізуванні предметів.
За рахунок удосконалення верстатів і сучасних технологій вдалося розширити їх сферу використання і функціональні можливості:
- Можливість зробити нестандартну порізку матеріалу. При цьому зміна кута різу не впливає на якість різання. Точність різу металу під кутом дає можливість використовувати готові заготовки без подальшої обробки.
- Верстати для порізки металу вузьконаправленої струменем можна застосовувати в металопрокат. Так найбільша товщина металу при різанні становить 200 мм для среднеуглеродистой стали, 120 мм для високоміцних сплавів.
- Є верстати, які можуть працювати без участі людини в повністю автономному режимі. При цьому необхідно, щоб була встановлена певна програма, яка регламентує роботу верстата. За допомогою програмного управління можна вирізати навіть дуже складні деталі.
- Сьогодні широке поширення має гидроабразівная різання труб. За допомогою спеціальних верстатів вдається отримати ідеально рівну відрізану окружність.
- Мистецтво - точна фігурне різання дає можливість застосовувати верстати під час виготовлення декоративних елементів, предметів прикраси і т. Д. Точність виконання фігур і якість різу залежить багато в чому не від досвіду робітника, а від якості програмного забезпечення і використовуваного обладнання. Там, де потрібно, щоб відхилення були більше 0, 5%, застосовуються верстати з ЧПУ.
Застосування верстатів з ЧПУ
Можливості використання верстатів з ЧПУ для гідроабразивного різання міді, алюмінію, нержавіючої сталі, інших видів кольорових і чорних металів різної міцності, дозволили значно розширити і збільшити сфери використання обладнання.
За рахунок верстатів з ЧПУ забезпечується виготовлення точних деталей без відхилення від необхідних розмірів, що майже неможливо домогтися традиційними методами різання. Принцип роботи зводиться до наступного:
- Здається програмне забезпечення, при цьому для кожного матеріалу існує своє ПО, яке автоматично підбирає тиск струменя, склад ріжучої суміші та інші параметри. Програма дає можливість передбачити фігурну порізку матеріалу.
- Додаткова обробка, як правило, після обробки матеріалу за допомогою верстата не потрібно. Але під час неправильного вибору складу ріжучої струменя відзначається деяка шорсткість поверхні. Шорсткість різу виключається повторною обробкою.
- Крім розрізання матеріалу, верстат з ЧПУ дозволяє робити отвори необхідного діаметра. Деякі моделі верстатів мають додаткове обладнання для виконання вузько операцій.
Ручна різання гідроабразивним способом
Певні верстати управляються за допомогою безпосередньо оператора. В цьому обладнанні кут нахилу і всі інші параметри потрібно виставляти вручну, це не дуже зручно і не може комфортно забезпечити роботу. Але при цьому, установка гідроабразивного різання (УГР) металу без ЧПУ має певні переваги, до них відносяться:
- Залишені без змін загальні функціональні можливості. Розрізання матеріалу під кутом, рівний рез, розкрій матеріалу і вирізання простих фігур можна виконувати і на звичайному верстаті. Гідроабразивну порізку міді, алюмінію, скла, сталі та інших матеріалів можна виконувати і на цьому обладнанні.
- Немає необхідності в профільну освіту. Ручне обладнання для порізки має мінімальну кількість функцій і просте управління. Це дає можливість виробляти всі необхідні операції під час обробки простих деталей.
- Менша вартість обладнання, на відміну від верстатів з ЧПУ, ця установка обійдеться приблизно в два рази дешевше.
Використання ручного обладнання обмежена тільки його малої функціональністю. Застосування пристрою в художній різанні, вирізання складних геометричних фігур і там, де необхідний якісний кінцевий результат і висока точність зажадає придбання верстата з ЧПУ.
Основна перевага
Є кілька основних переваг, які можна відзначити під час застосування гідроабразивного різання:
- Функціональні можливості - переваги гідроабразивного різання металу складно повністю перерахувати, але одним з основних є те, що за допомогою ГАР верстата вирізати можна найскладніші елементи заготовок. З'являється також можливість створення складного профілю з будь-якими необхідними контурами, формами і радіусом.
- Відсутність нагрівання оброблюваної поверхні. Під час обробки деталі все тепло, яке виділяється, видаляється моментально під дією води. Через відсутність ріжучих металевих елементів отримується тепло від тертя дуже низька. Невелике тепловиділення забезпечує точний різ металів, які піддаються деформації під дією підвищеної температури.
- Технологічність процесу різу - обладнання є абсолютно універсальним, при необхідності застосовується для свердління. Є можливість проведення робіт незалежно від атмосферних та інших умов. Ручні верстати можна застосовувати для різання матеріалу навіть під водою на глибині понад сотні метрів. Причому від одного насоса одночасно можна живити кілька установок.
- Відсутність додаткових робіт - після отримання необхідної деталі немає необхідності в подальшому обробленні і шліфуванні місця різу. Шорсткість майже невидно неозброєним оком.
- Безпека - обладнання може встановлюватися навіть на виробництві з високою вибухонебезпечність під час виробництва легкозаймистих матеріалів. Відсутність ймовірності появи іскри, нагрівання поверхні і інші параметри роблять використання водно-абразивних установок максимально безпечними і зручними.
- Економічність, на відміну від плазмової обробки матеріалу. Швидкість різання може доходити до 35 тис. Мм / хв. Причому це ніяк не вплине на якість різу. Якщо враховувати що під час розрізання втрачається не більше 1 мм металу, а також точність і абсолютну відповідність готового виробу за заданими розмірами, то цілком очевидна висока рентабельність цього обладнання.
- Універсальність установки - одні верстат одночасно дозволяє обробляти пластик, сталь, тканина, гуму і т. Д. При цьому під час необхідності можна різати багатошарові заготовки, які складаються з декількох матеріалів.
- Можливість порізки товстостінних матеріалів. Обробляти можна металеві листи до 200 мм, а також армовані бетонні блоки товщиною до 100 мм.
Самим функціональним є обладнання з ЧПУ, однак, нестача кваліфікованих робітників пояснює, чому ручне різання гідроабразівом має більший попит.
Недоліки гідроабразивного різання
Основні недоліки в себе включають такі чинники:
- Однакова швидкість порізки як для тонких матеріалів, так і для товстостінних. Це значно впливає на рентабельність верстата. Питання вирішується за допомогою укладання листів шарами для одночасної різання відразу декількох деталей.
- Поява конусности - тим більше це помітно під час обробки товстостінного металу та інших тугоплавких матеріалів. Внаслідок цього торець деталі обрізається не рівно, а в формі воронки. Конусность, як правило, усувається за допомогою додаткової установки автоматики.
В іншому ж застосування гідроабразивного різання економічно вигідно, практично і зручно. Верстати для різання за допомогою води з абразивом дозволяють вирішити важливі проблеми, які пов'язані з неякісною обробкою заготовок, а також знизити час, необхідний для виготовлення.