К профилям относят длинномерные конструкции, полученные деформированием: металл обрабатывают на прокатном стане. Форма сечения — любая, кроме правильного круга. Наибольшим спросом пользуются овальные, квадратные и прямоугольные профили.
Резку профилей выполняют термическими и механическими способами. Каждая технология имеет свои ограничения, достоинства и недостатки. Выбор метода зависит от типоразмеров заготовок, свойств сплавов, возможностей оборудования, назначения готовых конструкций.
Цель механической и термической резки — получить изделие, которое максимально точно соответствует требованиям чертежа: размерам, форме, чистоте поверхности. Важный фактор — сохранение структуры: кристаллической решетки, количества и размеров зерен.
Если прокат идет на сборку, операция подготавливает поверхность к дальнейшей обработке: сварке, соединению крепежом и сопряжению с другими деталями. В условиях серийного производства учитывают эффективность расходования стали и постобработку.
Классификация механической и термической резки профилей
При составлении технологической карты указывают приемы работы, выбор инструмента, настройки станка.
Популярное оборудование для механической обработки — гильотинный нож, ГАР, дисковые и ленточнопильные механизмы. В отличие от «горячих» технологий, резцы соприкасаются с поверхностью стали.
Чтобы раскроить профили термическим способом, используют энергию света, плазмы, сгорания металла в кислороде. Инструмент не контактирует со сталью, прокат разрезает на части рабочая среда.
Когда говорят о резке, подразумевают два процесса. Первый — раскрой по размеру или подготовка торцов. Направление реза — перпендикулярно или под углом.
Второй процесс — отделение малой части от целого профиля. Цель — оформить насечки, круглые отверстия или сложный контур (сквозной или на одной стенке профиля).
Механические и термические технологии резки отличаются критериями:
- режимом протекания процесса: с нагревом в зоне реза и без образования зоны термического влияния;
- шероховатостью, различают черновую и чистовую резку (последняя операция не требует доводки: шлифования, полирования);
- ограничениями, связанными с формой реза и требованиями к стальному профилю: прочности, толщине, габаритам;
- последствиями действия инструмента или рабочей среды: упрочнением, изменением токопроводимости сплава;
- повышенным расходом материала (из-за широкой зоны реза).
Оборудование для термической и механической резки классифицируют по мощности, точности, типу привода (электрическому или гидравлическому).
В зависимости от исполнения, выпускают агрегаты для профессионального (промышленного, крупносерийного) производства и редкого (разового) применения. Для резки профилей применяют стационарное и мобильное оборудование.
В крупносерийном производстве учитывают технологические потери (вес металлической стружки на единицу продукции).
Оборудования для термической и механической резки отличается способом действия. Выпускают установки:
- ручные;
- электромеханические;
- полностью автоматизированные устройства, которые не требуют вмешательства оператора.
Механические способы резки проката на производстве
Когда инструмент соприкасается с поверхностью проката, возникает трение. Следующий этап — проникновение резца с толщину и разделению конструкции.
Популярное оборудования для резки металла на части, надсечек и формирования пазов на концах:
- гильотинный нож;
- ленточнопильный станок;
- пресс;
- абразивные круги;
- токарный станок с установленными резцами (для работы с заготовками малых размеров).
Для тонкостенных профилей и труднодоступных мест применяют ручной и электроприводной инструмент для резки: ножовку, «болгарку», пилу, ножницы по металлу. Механизмы и приспособления не раскраивают толстостенные конструкции: устройства работают на минимальной скорости и обладают малой мощностью. Качество торцов при механической обработке зависит от остроты режущего полотна и мастерства специалиста.
Характер действия инструмента
Подготовительный этап включает фиксацию резца и подачу профильной трубы в зону реза. Когда нажимают на кнопку «Пуск», режущие кромки совершают вращательные, возвратно-поступательные, давящие или комбинированные движения:
- Если выбирают гидроабразивную резку, инструментом служит гранатовый песок, ускоренный потоком воды. Направление движения — сверху вниз или под углом (в зависимости от настройки). Слои металла разделяют за счет давления.
- Нож на гильотинном станке установлен под углом к горизонтали. Нож движется сверху вниз. Профиль подают в зону реза и фиксируют. Второе название процесса — рубка.
В момент запуска нож опускается вниз и соприкасается с металлом. Часть отрезанного профиля остается на рабочем столе станины. Остаток соскальзывает по направляющим и падает вниз. Нож возвращается в исходное (верхнее) положение.
- Инструмент ленточнопильного станка — полоса из твердосплавной стали. На холостом ходу пила находится в верхнем положении, при запуске — внизу. Принцип работы основан на трении.
- Абразивный круг вращается вокруг своей оси. По мере внедрения в стенку, диск разрезает металл на части. Работа абразивного круга зависит от силы трения.
Сравнение преимуществ и недостатков разных способов резки профилей
| Название технологии или оборудования | Достоинства метода | Несовершенство способа |
| Гильотинные ножницы | - Низкая стоимость работы.
- Высокая производительность труда.
| - Только прямая линия реза (нельзя получить сложный контур и отверстия).
- Ограничение по толщине — до 20 мм.
|
| Дисковая пила | - Повышенная точность обработки.
- Рез прямой и под углом.
- Высокое качество кромок.
| - Максимальная ширина пропила — 100 мм.
- Низкая производительность.
- Повышенный расход металла за счет линии реза (ширина полотна — 6 мм).
|
| Ленточная резка | - Высокое качество кромок.
- Универсальность: метод подходит для любых твердых материалов: стали, цветных металлов, композитов.
- Резка прямая и под углом — не более 600.
- Качественная кромка.
| - Максимальная длина пропила — до 200 мм.
- Потери сплава на линии среза.
|
| Гидроабразивное оборудование | - Нет ограничений, связанных с материалом (способ подходит для металлов, деловой древесины, пластика).
- Чистая кромка, без заусенцев и смятых краев.
- Отсутствует зона термического влияния.
- Произвольный контур реза.
| - Высокая стоимость работ.
- Ограничение по толщине стального проката — до 100 мм.
|
| Лазер | - Любая форма отверстий и кромок.
- Высокая производительность труда.
- Процесс автоматизирован.
- Чистая кромка, строгое соблюдение размеров.
- Поверхность не деформирована.
- Работа с любыми металлами.
| - Ограничение по толщине проката, в стандартных случаях, — до 20 мм.
- Образование зоны термического влияния.
- Высокая стоимость процесса.
- Нельзя резать алюминий, нержавеющие стали и другие металлы с высокой отражающей способностью.
|
| Газокислородная резка | - Максимальная толщина сплава — до 500 мм.
- Низкая себестоимость процесса.
| - Низкое качество торцов (продукцию направляют на дополнительную обработку).
- Человеческий фактор: от квалификации мастера зависит точность соблюдения размеров, чистота кромок и сложность контуров.
- Наличие зоны термического влияния.
- При раскрое тонкостенного профиля сталь ведет себя непредсказуемо.
|
| Плазменный метод | - Качество кромок выше, если сравнивать с газовой резкой.
- Точное соблюдение размеров.
- Полностью автоматизированный процесс (ЧПУ).
- Резка контура любой сложности.
- Высокая производительность.
| - Ограничение по толщине стали — 80-100 мм, реже — 50-150 мм.
- Требуется дополнительная обработка.
|
Знание плюсов и минусов помогает выбрать лучшую технологию резки профильного проката.
