חיתוך מתכת: שיטות, ציוד וכלים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

חייתוך מתכת מתבצע על מנת שחומר העבודה יקבל את הצורה הרצויה. לשם כך, יש צורך להסיר את העודף. מניפולציה כזו מתבצעת באמצעות כלי חיתוך שונים במכונות מיוחדות. בהנדסת מכונות חיתוך מתכת חשוב מאוד. ואכן, ללא תהליך זה, לא ניתן לייצר מכוניות רגילות או מכשירים אחרים.

יישום טכנולוגיה

חיתוך מתכת באמצעות חיתוך מתורגל בעבודות החספוס הראשוניות ובפעולות הסופיות, הנקראות עיבוד עדין. ואכן, לפעמים צריך לבצע פעולות כאלה תוך הקפדה על דיוק גבוה: עד שברירי מיקרון. וזה ערך קטן מאוד.

חיתוך מתכת נהוג גם עבור חלקי מכונות גדולים. לדוגמה, עבור רוטורים של טורבינה הידראולית. הקוטר של האימפלרים שלהם יכול לעלות על הסימן של 9-10 מטרים. כמו כן, ניתן לחתוך את הפרטים שקשה לראות אפילו מתחת למיקרוסקופ.באמצעות עיבוד, האלמנט מקבל את הצורה הרצויה, הגודל, רוכש את איכות פני השטח הנדרשת. חיי השירות של המוצר תלויים במחוון זה.

תורת החיתוך

מדע כזה לומד חיתוך מתכת בצורה דומה. הוא הופיע בסוף המאה ה-19. עד עכשיו הם עוסקים בזה גם ברוסיה וגם מחוצה לה. הנושא המרכזי הוא קצב הסרת השבבים של המכונה כך שמשך חיי הכלי יהיה מקסימלי. זה אולי נראה לרבים שהשגת מהירויות גבוהות אינה כל כך קשה. אבל זה לא. העניין הוא שחיתוך מתכת מפתח חום. זה מחמם ומרכך את הכלי לעבודה, ומסתכן בפגיעה בו. חשוב מאוד לבחור את הקירור המתאים לחותך. אבל זה לא תמיד פותר את הבעיה. בנוסף, זה יכול אפילו לפגוע למתכת. לכן, מהירות העבודה תלויה בחלקה באופן שבו נבחרה המכונה הנכונה. יש לרכוש כלי לחיתוך מתכת תוך התחשבות בתכונות החומר ותכונותיו.

תכונות השימוש במכונות

מכונות חיתוך מתכת מחולקות לסוגים. הם שונים בכלי המשמש. כמו כן, הטכנולוגיה של חיתוך מתכת בעזרתם שונה. החותך הנפוץ ביותר. עם זה, אתה יכול לבצע פעולות בכל מורכבות. כל שאר הכלים הם או שינוי שלו, או שילוב של כמה סוגים. ישנם שני דפוסי עבודה נפוצים ביותר:

• סיבוב, כאשר חומר העבודה מסתובב, והחותך נע באיטיות לאורך צירו;
• פלינג - שניהם הולכים קדימהתנועות.

המכונות שהם צריכים שונות לחלוטין.

תכונות של חיתוך מתכת

כפי שהוזכר קודם לכן, התהליך המדובר עשוי להתרחש באופן לא טיפוסי. וישנן דרכים שונות לעיבוד מתכות על ידי חיתוך, שעבורן ניתן להשתמש בציוד זה או אחר.

בנוסף לחריטה והקצעה, כרסום וטחינה הן שיטות עבודה נפוצות. עם זאת, השיטה הראשונה היא הפופולרית ביותר. לעיבוד מכני של מתכות בחיתוך בשיטות שונות יש הרבה מן המשותף עם השחזה. לכן, אם תלמדו שיטה זו, אז בהחלט לא יהיו בעיות עם השאר בעתיד. והכל יהיה מאוד פשוט מבחינת העבודה. להלן התכונות של שימוש בסוגים שונים של מכונות.

יישום מחרטות

ציוד חיתוך משתנה. אחד מסוגי המפתח של כלי מכונות הוא מחרטה. השימוש בו נהוג מאז ימי קדם. אחר כך הוא הופעל על ידי מכשירי חבל כמו קשת לירי. בתחום כמו חיתוך מתכת, חריטה משמשת כיום לייצור חלקי מכונות. יתרה מכך, הדבר נעשה בצורה כה מדויקת ומהירה עד שלא ניתן יהיה להשיג מטרות כאלה באופן מכאני.

הבסיס של סוג זה של מכונה הוא המיטה. יש להדק את חומר העבודה בין מרכזי עמוד הזנב והראש או בתוך הצ'אק. חיזוק החותך בתמיכה. הגדר באמצעות קופסה מיוחדת, המזכירה רכב, את מהירות הסיבוב הנדרשת לחיתוך. על הכלייש רולר רץ, שנכנס ממנו לתנועה ומזיז את הקליפר יחד עם החותך. אם בנוסף לו יש בורג עופרת, אז ניתן לבצע חיתוך באמצעות מכונה כזו. כאשר יש ראש מסתובב במקום tailstock, הכלי נקרא מחרטת צריח. מכונת חיתוך כזו יכולה לבצע סוגים שונים של עבודות. לעיבוד מוצרים בעלי קוטר גדול, נעשה שימוש בכלים כגון מכשיר סיבוב פנים או סיבוב סיבובי. יש סוגים אחרים שלו.

שפר את חיי המחרטה

המומחים פועלים ללא הרף כדי למצוא חומרים מתאימים שיכולים להגביר את העמידות של כלי עבודה לחיתוך מתכת. בעבר, כלי מכונות יוצרו על בסיס פלדות פחמן פשוטות, שלהן הרכב פשוט במונחים של כימיה. לאחר מכן, החלו להשתמש בחומרים בעלי תכולה גבוהה של טונגסטן. בעזרתם ניתן היה לחתוך מתכות הרבה יותר מהר. לכן, הם התחילו להיקרא חיתוך מהיר. עם זאת, עם הזמן, הם גם הפסיקו לספק מומחים בתחום הנדסת מכונות.

ואז הם הוחלפו בעת יצירת כלי מכונות עם סגסוגות קשות בדרגה מיוחדת, המסוגלות לשמור על חוזק גם בטמפרטורות של עד 100 מעלות. בשנים האחרונות הפך התהליך, המבוסס על חיתוך מתכת, לקל עוד יותר. זה הושג באמצעות שימוש בחומרים בעלי עמידות מרבית לטמפרטורות גבוהות. בהתאם לקשיות הראשונית של חומר העבודה, כגון חותך, כמו גם סוג העבודה, ניתן לעבד אותו במהירות הרצויה,אשר מוסדר באמצעות קופסה מיוחדת.

כרסום כסוג של עיבוד מתכת

שיטת העבודה הזו נפוצה למדי והיא בעלת ביצועים גבוהים למדי. זה מתבצע באמצעות מכונת כרסום מיוחדת. מכונות CNC (Computer Numerical Control) נמצאות בשימוש יותר ויותר. בהתאם למיקום הקליפר, הם מחולקים למספר סוגים:

• vertical;
• horizontal;
• portal;
• longitudinal;
• כרסום הילוכים;
• multi-spindle;
• ציר יחיד ואחרים.

מומחים בייצור ציוד מסוג זה משפרים אותו כל הזמן כך שהתפוקה של עיבוד מתכות תהיה גבוהה יותר. החומר של המכונות משתנה כל הזמן, וגם העיצוב שלו משתנה. כמו חותך בעת הקצעה, חותך כרסום מבצע פעולות דומות. אך יחד עם זאת, הוא משלב כמה מסוגיו. ויהיה פרודוקטיבי יותר. בשל כך, כרסום עדיפה משמעותית על הקצעה ומחליפה אותו בהדרגה בייצור.

תכונות טחינה

מכונות לעיבוד מסוג זה משמשות לטחינת פנים ומבחוץ של משטחים עגולים, מישורים שונים, עיבוד שבבי ללא מרכז, הברגות, גלגלי שיניים ועוד. כלי כזה למתכות שייך לקטגוריה של היצרנים ביותר. בנוסף למכונה מיוחדת, יש מכשיר נוסף. זהו גלגל שחיקה הכולל גדולמספר רכיבי החיתוך הקטנים. הם, בתורם, מהודקים עם מכשיר מחייב מיוחד. וכל חלקיק בפני עצמו הוא חותך. כפי שאתה יכול לראות, כיסינו ציוד לעיבוד מתכת. להלן נכיר טכניקות מודרניות יותר המאפשרות חיתוך שלו.

תכונות של טכנולוגיית חיתוך פלזמה

ישנן מספר טכניקות המשמשות למתכות דלות פחמן. אבל חיתוך פלזמה נחשב לאחד מהפרודוקטיביים ביותר. לכן, כדאי להתעכב על תכונותיו ויתרונותיו ביתר פירוט. טכנולוגיית התהליכים מתפתחת במהירות ומתפתחת ללא הרף. חיתוך פלזמה של מתכות נמצא בשימוש נרחב באזורי תעשייה שונים: מבניית בתים ועד הנדסת מכונות. יחד עם שיטת החמצן-גז, היא נחשבת די מבטיחה.

היתרונות העיקריים

לשיטת חיתוך פלזמה של מתכות יש מספר רב של יתרונות. אחד מהם הוא מהירות העבודה. לרוב, לחסר לחיתוך יש עובי של עד 25 מ מ. במקרה זה, מהירות העיבוד שלהם היא בערך פי שניים ואף יותר מזה בעת שימוש בחיתוך גז חמצן. וכדאי להוסיף שעם ירידה ניכרת בעובי יריעת המתכת, הוא יכול לחרוג ממנו פי 12. יתרון זה יכול להגדיל משמעותית את הפרודוקטיביות ולחסוך זמן.

יתרון נוסף של השיטה הוא מהירות הצריבה הגבוהה והאיכותית. מאפיין זה חשוב מאוד בעת חיתוךמוצרי מתכת. בשיטת הפלזמה זה בערך 2 שניות. לשם השוואה: חיתוך גז עם חמצן - 30, בהתאמה, בכפוף לטמפרטורה של 1,000 מעלות לפחות. האינטראקציה הקצרה של הכלי עם המתכת טובה, קודם כל, כי תוך כמה שניות החומר לא יספיק להתעוות, כפי שזה יכול לקרות במקרה אחר.

יתרון נוסף ללא ספק של שיטת הפלזמה הוא כמות האבנית המינימלית במהלך הפעולה. ניתן להסיר אותו בקלות. מערכות החיתוך גם קלות לתפעול ועוזרות לספק את גובה הכלי הנכון ומהירות טובה.

חוסך זמן וכסף

חיתוך פלזמה כולל גם חיתוך של מספר יריעות בו-זמנית, מה שחוסך הרבה זמן. בשיטה זו ניתן לעבד סוגים שונים של חומרים:

• aluminum;
• נירוסטה;
• copper ועוד.

אי אפשר שלא לשים לב לבטיחות השימוש במערכות פלזמה. הם אינם משתמשים בגזים דליקים, פותחים אש ואינם משחררים חום רב. כל זה מקטין באופן משמעותי את הסיכונים האפשריים עבור המשתמשים בעבודה עם מתכות חמות. האזור המושפע מהחום הוא רק 2 מילימטרים.

לכל המאפיינים של חיתוך פלזמה יש השפעה חיובית על עלות מיחזור החומרים. העבודות מתבצעות בצורה איכותית, מהירה ואוניברסלית. למטרות רבות, יתרונות אלו עדיפים יותר מאחרות.

תכונות של לייזרשיטה

היום, הוצגו טכנולוגיות רבות בתחום עיבוד מוצרי מתכת. הם יכולים להקל מאוד על עבודתם של מעצבים, בנאים ואנשי מקצוע אחרים שעבודתם קשורה איכשהו לתהליך הזה. חיתוך בלייזר נחשב כיום למתקדם ביותר. זה מאפשר לך לקבל הזדמנויות נהדרות בייצור מוצרי מתכת במונחים של עיצוב ותצורות שונות.

טכניקה מבטיחה כזו היא די צעירה, אבל כבר מופצת רחבה. חיתוך מתכת בלייזר מתבצע באמצעות מתקנים מיוחדים ממוקדים טכניים חזקים. הם מאופיינים בריכוז קרן גבוה. והם מסוגלים לחתוך לא רק אלומיניום או נחושת, אלא גם עץ וחומרים אחרים.

תיאור השיטה

בשיטת חיתוך זו, תחמוצות מופיעות על פני המתכת. הם מגבירים את תהליך ספיגת האנרגיה ומסוגלים לשמור על הטמפרטורה עד לנקודת ההתכה. בנקודת המגע, קרן הלייזר יוצרת ערכי טמפרטורה מקסימליים, וכתוצאה מכך החומר מתחיל להימס. אבל מחוץ לאזור שצוין, זה רק מתחמם. יחד עם זה, מסופק גז פעיל, לרוב זה חמצן. זה מפוצץ את מוצרי הבעירה ומאפשר לך להגביר משמעותית את מהירות החיתוך. חמצן מחמם שכבות מרובות על ידי הסרת מתכת נוזלית ותחמוצות.

כל זה קורה בזמן שהחומר לא נחתך לעומקו המלא. אחרי הכל, סילון גז ליד קווי ההפרדה מסוגל לקרר אותו באופן פעיל. אזור קטן מושפע חום יכוללהבטיח יצירת קצוות מקבילים במרחקים קטנים זה מזה (כ-0.2 מ מ). לעתים קרובות מאוד, על מנת להשיג דיוק כזה או אחר במהלך פעולת החיתוך, יש צורך להציג בקרה אוטומטית באמצעות מחשב. במקרים כאלה, תוכל לתכנת יצירת מוצר מוגמר.

לחיתוך לייזר של מתכות גיליון, נעשה לרוב שימוש בציוד המבוסס על מצב מוצק וגז. במקרה זה, החתך של החומר אחיד לחלוטין. שום חיתוך מתכת מכני לא יכול לספק דיוק כזה, תוך התחשבות בביצוע מהיר ועם מינימום של פסולת. בעיקרון, לעיבוד גיליונות, נעשה שימוש במכשירים המבוססים על גז ולייזרים במצב מוצק. חיתוך הלייזר של המתכת יהיה אחיד לחלוטין. זה יתברר ללא עיוותים שיש במהלך חיתוך מכני. בנוסף, טכנולוגיית חיתוך לייזר מאפשרת דיוק עבודה משמעותי, בזבוז מינימלי וזמני אספקה מהירים.

הטבות של השיטה

חיתוך בלייזר הוא אחד המבוקשים ביותר בשוק חיתוך מוצרי המתכת. זה הפך את העבודה עם חומרי קרביד להרבה יותר קלה. אחרי הכל, הם די מורכבים במונחים של עיבוד ולעתים קרובות עלולים להחמיר לאחר מניפולציות כאלה. הטוב ביותר לחיתוך לייזר:

• steel;
• מתכות לא ברזליות;
• סגסוגות אלומיניום.

גם סדינים עביםמעובד הרבה יותר טוב. יהיה קל יותר לעבוד עם צורות מורכבות של חלקי מתכת ולעשות חורים בחומרים קשים מאוד בקוטר קטן. כאן, מבחינת גיאומטריה, אתה יכול לתת דרור לדמיון שלך. המערכת יכולה להיות אוטומטית. כדי לעשות זאת, זה מספיק כדי ליצור קובץ מיוחד עם תוכנית נתונה במחשב. לא יהיו השפעות מכניות על המתכת - זה גם חשוב. היתרונות הבאים נצפו גם בעיבוד לייזר:

• יכולת ליצור קווי מתאר חיתוכים מורכבים.
• ניתן לעבד כמעט כל גיליון מתכת ללא קשר לתכונות התרמיות שלו.
• עבודה דיוק גבוהה.
• חיתוך אפשרי אפילו בחומרים הניתנים לעיוות בקלות ולא קשים מדי.
• פרודוקטיביות גבוהה הודות להספק לייזר גבוה.
• אם המשטח צריך להיות חלק, עדיף להשתמש בקרן ממוקדת עם כוח מתכוונן.

שיטת גז

בואו נשקול שיטה נפוצה למדי להשפעה על מתכת, שנמצאת בשימוש פעיל במשך שנים רבות. זה חיתוך גז. זה די פופולרי וחסכוני. בדרך אחרת, זה נקרא גם חמצן, שכן במקרה זה תהליך ההשפעה על המתכת הוא בעל אופי תרמי. יש זרם של חמצן לאחר סיום העבודה ומסיר שאריות של תחמוצת נוזלית. מלכתחילה, הקצה העליון של החלק מחומם. בהתאם להרכב הכימי של החומר (לדוגמה, פלדה), טמפרטורת ההצתה שלו יכולה לנוע בין 1000 ל-1200 מעלות.

פח חיתוך גזלהיות מיושם על סגסוגת בינונית, סגסוגת נמוכה או פלדת פחמן. עובי יריעת המתכת או מוצר אחר חייב להיות מקסימום 300 מילימטרים. לשיטת גז-חמצן לעיבוד מתכות יש את היתרונות שלה:

• עלויות עיבוד נמוכות.
• אין צורך לעבוד עם הקצה לאחר השלמת ההליך.
• זמינות של חיתוך ישר ואלכסוני של מוצרים בזוויות שונות.
• ניתן להשתמש ביריעות מתכת עבות.

האם יש תקן עבודה?

רבים תוהים האם לחיתוך מתכת יש תקנים GOST או אחרים לגבי ביצוע עיבוד מבני. לכן, על פי הכללים והקריטריונים הקיימים, לתהליך כזה יש משימות משלו. קודם כל, יש לתת לפרטים תצורה וממדים כאלה או אחרים. זה נדרש לפי התיעוד הטכנולוגי בו נעשה שימוש. למשל, פרויקט מאושר לבניית חפץ. כמו כן, המשטח המיועד לטיפול חייב להיות נקי תמיד בהתאם לסטנדרטים המקובלים. GOSTs מפרט שיטות מכניות של חיתוך מתכת, כולל חריטה, קידוח, כרסום, כמו גם חריץ, broaching. גם העיבוד הסופי של המוצרים מצוין. כל סוג של עיבוד מכני של מתכות מתאים לא רק לציוד מסוים, אלא גם למספר סידורי.

כפי שראינו, ישנן דרכים רבות לעיבוד מכני ואוטומטי של מוצרים על מנת לחתוך אותם. כל זה נמצא בשימוש נרחב בבנייה, הנדסה,תיקון ותחומים אחרים. השיטות משתפרות כל הזמן ומתווספות בשיטות חדשות, נוצר ציוד חדיש, שבכל פעם הופך את התהליך לפשוט יותר ויותר.