EN
Властивості матеріалів, що визначають стабільність на верстатах для стрічкового різання металу
Чорні та кольорові метали: вплив на вібрацію, утворення стружки та стабільність різання
Вуглецева сталь і інші чорні метали створюють значний опір різанню під час обробки. Це призводить до збільшення вібрацій у системі, що змушує операторів працювати на набагато нижчих швидкостях — від 10 до 25 футів на хвилину по поверхні. Для боротьби з проблемами гармонійного дрижання, які часто виникають, необхідні спеціальні конструкції зубців. З іншого боку, кольорові метали, такі як алюміній, можна різати значно швидше — зазвичай в межах від 100 до 300 футів на хвилину по поверхні. Однак ці м'якші метали схильні прилипати до інструментів, тому потрібні більш активні стратегії видалення стружки. Також важливу роль відіграє різниця у пластичності, що впливає на формування стружки. Чорні метали, як правило, утворюють фрагментовану стружку, яку потрібно ретельно контролювати, тоді як сплави кольорових металів утворюють довгу безперервну стружку, для якої краще підходять інструменти з позитивним переднім кутом. Правильне врахування властивостей матеріалу має вирішальне значення для забезпечення стабільних умов різання та підтримання кутових допусків у межах приблизно 0,1 градуса в різних застосуваннях.
Твердість, міцність на розрив і теплопровідність: як вони впливають на стабільність різання
Під час роботи з матеріалами, твердість яких перевищує 35 HRC за шкалою Роквелла, зношування пилки відбувається значно швидше, ніж зазвичай. Саме тому більшість цехів переходять на пилки з пластинами з твердого сплаву при обробці загартованих сталей. Матеріали з високою межею міцності, наприклад титанові сплави, потребують меншого тиску подачі під час операцій різання, щоб уникнути відхилення пилки. Теплові властивості різних металів також відіграють важливу роль у стабільності процесу різання. Наприклад, нержавіюча сталь погано проводить тепло, тому вона схильна до накопичення високих температур у зоні різання. Це призводить до швидкого втомлення пилки, якщо не застосовувати достатню кількість охолоджувальної рідини. З іншого боку, мідь дуже ефективно проводить тепло, тобто швидко охолоджується після різання, але це створює іншу проблему — постійну необхідність у змащуванні протягом усієї операції. Це лише деякі з важливих факторів, які враховують токарі при налаштуванні параметрів різання для різних типів металів.
- Твердість : >45 HRC вимагає зниження подачі на 30%
- Міцність на розрив : Кожне підвищення на 200 МПа вимагає зниження натягу стрічки на 5–7%
- Теплопровідниковість : Нижче 20 Вт/м·К необхідно подавання повного охолодження для контролю тепловиділення
Підбір типу полотна під матеріал для надійної роботи на верстаті для стрічкової різки металу
Біметалеві, твердосплавні та швидкорізальні стрічки: рекомендації щодо застосування за групами матеріалів
Правильний вибір пилки має велике значення для ефективності роботи та терміну її служби. Пилки з вуглецевої сталі, які трохи гнуться, чудово підходять для м'яких металів, таких як алюміній і мідь, що допомагає зменшити вібрації під час швидкого різання. Якщо потрібно працювати з твердішими кольоровими металами, наприклад бронзою, найкраще використовувати біметалеві пилки з зубами з швидкорізальної сталі. Вони можуть прослужити приблизно втричі довше, ніж звичайні, і заощадити близько 18 центів на кожному розрізі у майстернях, де обробляють кілька видів матеріалів. Пилки з карбідними наплавками просто необхідні для роботи зі сталями твердістю понад 45 HRC, оскільки вони зберігають форму навіть за високих температур. Пилки з швидкорізальної сталі досить добре справляються з титаном і інструментальними сталями, особливо якщо пам'ятати про використання різальної рідини для контролю температури. Основне правило залишається простим, але важливим: відповідність жорсткості пилки матеріалу, що розрізається. М'які метали потребують пилок, які можуть трохи гнутися, тоді як тверді сплави вимагають пилок, які не плавляться і не ламаються під тиском.
Геометрія зуба та конструкція різця: мінімізація прогину та вібрації під час різання металу стрічковою пилкою
Оптимізована геометрія зуба має вирішальне значення для зменшення прогину та вібрації. Рекомендації включають:
- Тонкі матеріали (<6 мм): використовуйте 18–24 зуб/дюйм із малими кутами передньої кромки
- Товсті перерізи (>50 мм): обирайте 6–8 зуб/дюйм із великими кутами загострення
- Змінні шаблони різця (чергування/чергування з пропуском): зменшують гармонічну вібрацію при різанні профільних труб
- Глибина відкриття між зубами : має перевищувати об’єм стружки на 30%, щоб запобігти заклинюванню
Конструкції зі змінним розведенням рівномірно розподіляють зусилля різання, зменшуючи прогин до 40% порівняно з лезами з рівномірним розведенням. Для нержавіючої сталі хвилясте розведення в поєднанні зі зниженими швидкостями подачі компенсує загартовування. Дослідження показали, що оптимізовані конфігурації зубців знижують кількість браку на 19% на підприємствах, що обробляють різноманітні метали.
Ключові параметри різання для забезпечення стабільності при обробці різних матеріалів
Узгодження швидкості, подачі та кроку зубця (TPI) для стабільної роботи верстатів для стрічкового різання металу
Стабільне стрічкове різання ґрунтується на узгодженні швидкості, подачі та кроку зубця. Занадто високі швидкості збільшують тертя та знос леза до 40%, тоді як недостатня подача сприяє загартовуванню. Підтримання 3–6 зубців у контакті з заготовкою забезпечує рівномірне навантаження на стружку та мінімізує гармонійні вібрації. Наприклад:
- Леза з високим TPI (10–14 TPI) добре працюють на тонкостінних трубах, але викликають вібрації при обробці суцільного матеріалу
- Лопатки зі змінним кроком зменшують резонанс у важких матеріалах, таких як нержавіюча сталь і титан
- Швидкість подачі має бути пропорційною швидкості пилки, щоб уникнути тертя та забезпечити чистий розріз
Збалансування цих параметрів зменшує прогин пилки та допомагає уникнути незапланованих простоїв, які можуть коштувати підприємству до 740 000 доларів щороку
Вибір охолоджувальної рідини та калібрування натягу: запобігання нагріванню та відхиленню пилки
Ефективне використання охолоджувальної рідини має вирішальне значення для термокерування. Системи охолодження підвищеним тиском знижують температуру в зоні різання на 200–300 °F порівняно з сухим різанням. Синтетичні охолоджувальні рідини з присадками підвищеної екстремального тиску (EP) є найефективнішими для жароміцких суперсплавів, знижуючи коефіцієнт тертя на 60%. Натяг пилки має перевищувати опір проникненню матеріалу на 15–20%:
- Недостатній натяг призводить до відхилення пилки при роботі з м’якими металами, такими як мідь і алюміній
- Надмірний натяг загрожує руйнуванням карбідних зубців при різанні загартованих сталей
- Цифрові манометри для вимірювання натягу дозволяють точно калібрувати натяг у межах ±100 PSI
Правильне застосування охолоджувальної рідини та контроль натягу разом запобігають відхиленню полотна пилки більш ніж на 0,002 дюйма на фут різання і усувають утворення зміцнення матеріалу внаслідок нагріву.
Часто задані питання
Який вплив мають чорні метали на верстати для різання металу стрічковими пилками? Чорні метали, такі як вуглецева сталь, створюють значний опір різанню, що призводить до збільшення вібрацій. Це вимагає менших швидкостей руху полотна пилки та спеціальних форм зубців для усунення проблем, пов’язаних з гармонійним дзижчанням.
Чому необхідні пилки з пластинами з твердого сплаву для різання загартованих сталей? Загартовані сталі швидко зношують звичайні пилки через їхню твердість. Пилки з пластинами з твердого сплаву краще витримують високі температури та зношування, що робить їх незамінними для сталей з твердістю понад 45 HRC.
Як впливає використання охолоджувальної рідини на стабільність різання? Охолоджувальна рідина допомагає контролювати температуру в зоні різання, зменшуючи втомлення полотна пилки та можливе утворення зміцнення матеріалу внаслідок нагріву. Ефективне використання охолоджувальної рідини має вирішальне значення для забезпечення стабільності різання, особливо при обробці матеріалів із поганою теплопровідністю.
