Які металеві матеріали підходять для різання на машинах з використанням стрічкової пилки?

Як працюють верстати для стрічкового різання металу з різними матеріалами

Розуміння механізму різання верстатів для стрічкового різання металу

Стругальні верстати працюють за рахунок безперервного руху зубчастого полотна по двох колесах, щоб зробити точні розрізи металу. Якість різання полотнами значною мірою залежить від форми та розташування зубів, які спеціально розроблені для різних типів матеріалів. Наприклад, для м’яких матеріалів, таких як алюміній, потрібна одна конструкція полотна, тоді як для твердих сталей потрібна зовсім інша. Щодо орієнтації верстата, горизонтальні моделі чудові для прямих розрізів довгих заготовок. Вертикальні стругальні верстати, навпаки, краще підходять для складних криволінійних форм та неправильних профілів, з якими часто стикаються в майстернях. Дані з останнього видання Індустріального звіту з питань стругання, опублікованого в 2024 році, показують, що більшість операцій з різання металів відбувається в діапазоні швидкостей від 80 до 250 поверхневих футів на хвилину. Цей діапазон добре підходить як для залізних, так і для незалізних металів, оскільки забезпечує достатню силу різання без надмірного виробництва тепла, яке може пошкодити як оброблювану деталь, так і саме полотно.

Вплив натягу леза, швидкості подачі та обертів на сумісність із матеріалом

Правильна натяжка полотна між 15 000 та 25 000 фунтів на квадратний дюйм (PSI) має ключове значення для отримання рівних та чистих різів. Якщо натяг занадто слабкий, полотно має тенденцію відхилятися від лінії різу, що може викликати серйозні незручності під час роботи з крихкими матеріалами, такими як чавун. Щодо швидкостей подачі та різання, то їх дійсно потрібно встановлювати точно. М’якші метали, такі як мідь, як правило, краще переносять вищі швидкості — від 180 до 300 футів на хвилину (SFM), але тиск подачі слід утримувати помірним, щоб полотно не застряло або не змістилося по поверхні. Зовсім інша ситуація виникає з нержавіючою сталлю. Для цього матеріалу операторам слід знизити швидкість до приблизно 50–120 SFM і навпаки, збільшити подачу. Це допомагає боротися з явищем утвердження поверхні, яке часто виникає при обробці нержавіючих сталей. Дослідження, опубліковане минулого року, показало, що неправильно підібрані комбінації швидкості та подачі можуть скоротити термін служби полотна майже на половину в окремих видах легованих сталей, тому правильне налаштування цих параметрів сприяє як збільшенню терміну служби інструменту, так і підвищенню загальної ефективності.

Роль охолоджувальної рідини, жорсткості верстата та видалення стружки в якості різу

Системи охолодження відіграють дуже важливу роль у виведенні тепла, що виникає від матеріалів, які створюють значне тертя, таких як титан. Ці системи можуть реально знизити температуру різців на 200, а іноді навіть на 300 градусів за Фаренгейтом. Якщо машини виготовлені з доброю жорсткістю, вони схильні менше вібрувати під час обробки твердих сталевих різків, зберігаючи точність у межах плюс-мінус 0,004 дюйма. Також важливо ефективно виводити стружку. Відстань між зубами та їхня форма в різальних інструментах має тут велике значення, адже якщо уламки повторно розрізаються в заготовці, це псують якість обробленої поверхні. Якщо говорити конкретно про обробку алюмінію, виробники виявили, що використання повальної подачі охолоджувача разом із пилками, що мають приблизно 6–10 зубів на дюйм, зменшує проблему заклеювання приблизно на сімдесят відсотків порівняно з тим, що відбувається, коли охолоджувача немає зовсім, згідно з дослідженням, опублікованим компанією Parker Manufacturing у 2023 році.

Чорні метали: різання вуглецевої, нержавіючої та легованих сталей

Вуглецева сталь: оптимальний вибір пилки та параметрів різання

При роботі з вуглецевою стальню більшість операторів стрічкових верстатів вважають, що найкраще працювати з пилками, які мають від 6 до 10 зубів на дюйм (TPI), особливо якщо швидкість різання становить від 80 до 120 футів на хвилину (SFPM). Гнучкі пилки краще справляються із середньовуглецевими сталями з вмістом вуглецю приблизно від 0,3 до 0,6 %, ніж їхні жорсткі аналоги. Деякі майстерні помітили, що термін служби пилок збільшується приблизно на 20–25 % завдяки цим гнучким варіантам. Для тих, хто обробляє низьковуглецеві матеріали, зміна кута нахилу до діапазону від 10 до 14 градусів має суттєве значення. Багато токарів стверджують, що таким чином швидкість видалення матеріалу зростає приблизно на 15 %, а також спостерігається менше ускладнень із утвердженням поверхні матеріалу під час різання.

Нержавіюча сталь: подолання перегріву за допомогою швидкорізальних пилок

Швидкорізальні пилки (HSS) з зубами, збагаченими кобальтом витримують температури понад 600°C , перевищуючи стандартні вуглецеві леза на 40% за терміном служби. Для охолодження подається мінеральна охолоджувальна рідина у кількості 4–6 галонів/хв зменшує теплове викривлення в нержавіючій сталі 304 на 35%, якщо використовується разом із 50–70 SFPM швидкості різання. Це поєднання зберігає твердість леза на рівні понад 62 HRC навіть під час тривалого різання.

Сплавні та інструментальні сталі: міцність за рахунок використання біметалевих пилок

Леза, виготовлені з біметалевої конструкції, з використанням зубів із сталі M42, які прикріплені до спинок з легованої пружинної сталі, чудово справляються з обробкою важких інструментальних сталей, таких як D2 та H13. Вони можуть витримувати швидкості подачі від 90 до 110 SFPM без виходу з ладу під час роботи. Під час роботи з матеріалами, що містять високі рівні ванадію або хрому, ці спеціалізовані леза служать приблизно на 30 відсотків довше, ніж звичайні леза з одного матеріалу. Секрет полягає в їхніх загартованих ріжучих кромках, які краще витримують абразивні карбіди, що часто зустрічаються в цих складних металах. Підприємства, які регулярно мають справу з такими вимогливими застосуваннями, помічають, що триваліший термін служби цих інструментів суттєво впливає на продуктивність і вигідність у довготривалій перспективі.

Загартована сталь: техніка повільної подачі та точне керування

Різання загартованих сталей (45–65 HRC) вимагає лез із 3–5 зубами на дюйм та швидкостей подачі нижче 0,004 дюйма на зуб щоб уникнути мікротріщин. Останні випробування показали, що режими імпульсного різання —змінюючи тиск подачі між 85% та 115% від базового рівня—покращують прямолінійність різу на 18% у інструментальних сталях RC60, зберігаючи розмірну точність ±0,002".

Чи може один ніж обробляти різні феросплави? Практичні поради

Тоді як біметалеві полотна змінного кроку зубців (з градієнтами 6–14 TPI) забезпечують 85% ефективність різання у вуглецевих, нержавіючих та низьколегованих сталях, проте спеціалізовані полотна залишаються ключовими для виробничих умов. Дані практики показують на 17–23% швидше різання при використанні полотен, підібраних для конкретних груп сплавів, порівняно з універсальними полотнами, особливо при обробці заготовок товщиною понад 5 дюймів або загартованих поверхонь.

Кольорові метали: алюміній, мідь, латунь та бронза

Алюміній: запобігання заклеюванню за допомогою правильного кроку зубців та швидкості

Оскільки алюміній має дуже низьку густину й схильний до високої пластичності, він досить часто стає липким під час операцій з обробки. Під час роботи з цим металом вибір більш великих кроків зубців, приблизно 6–10 зубців на дюйм, насправді допомагає зменшити кількість матеріалу, що прилипає до інструменту, адже площа дотику одночасно зменшується. Також важливо підтримувати швидкість різання в межах 2500–3500 футів на хвилину (поверхневих), інакше температура підвищується занадто сильно, і стружка починає приварюватися до різальної кромки. У разі структурних сплавів, таких як 6061-T6, багато хто з токарів помітив, що поєднання пилок із змінним кроком зубців і водних охолоджувачів помітно впливає на якість різання. Деякі майстерні зазначають, що різання виглядає значно краще, якщо використовувати ці методи, порівняно з сухим різанням, хоча ступінь поліпшення залежить від конкретної конфігурації.

Мідь та латунь: боротьба з м'якістю та мінімізація утворення заусенців

М'якість міді та латуні вимагає гострих, дрібнозубих пилок (14–18 зубів на дюйм) для мінімізації заусенців. Чисті розрізи досягаються швидкостями подачі 0,003–0,006 дюймів на зуб і додатними кутами передньої кромки. Дослідження обробки латуні показали, що навіть незначне відхилення пилки збільшує висоту заусенця на 60%, що підкреслює необхідність жорстких установок верстата.

Бронза та інші сплави: контроль швидкості подачі та видалення стружки

Більш висока міцність бронзи (до 800 МПа у нікелево-алюмінієвих варіантах) вимагає повільніших швидкостей подачі 0,001–0,003 дюймів на зуб, щоб запобігти поломці зубів. Ефективне видалення стружки має вирішальне значення — стиснене повітря або щітки зменшують повторне різання, яке становить 20% зносу пилок у застосуванні фосфорної бронзи.

Підбір пилок: жорсткі полотна проти біметалічних для кольорових металів

Жорсткі леза добре працюють на тонких алюмінієвих і мідних листах, тому що мають гнучкі корпуси з вуглецевої сталі, які зменшують вібрацію під час швидкого різання. Проте при роботі з більш важкими матеріалами, такими як бронзові або кремнієво-бронзові стрижні, більшість користувачів переходять на біметалеві леза з зубами з швидкорізальної сталі. Вони служать приблизно у три рази довше, ніж звичайні леза. За даними звітів з обробки металів 2023 року, майстерні, які використовують біметалеві леза, економлять близько 18 відсотків на кожному окремому різі в операціях з різноманітними кольоровими металами. Ось чому багато виробників активно переходять на такі леза сьогодні.

Підбір типу леза до металу для досягнення максимальної продуктивності

Вибір правильного леза для вашого машина для різання металу ленточним пилом забезпечує ефективну обробку та продовжує термін служби інструменту. Правильний підбір леза зменшує ймовірність поломки на 40% і зберігає точність при роботі з різноманітними металами.

Біметалеві леза: універсальність у різанні змішаних і міцних матеріалів

Біметалеві полотна поєднують зуби з швидкорізальної сталі з гнучким сплавним каркасом, що робить їх ідеальними для нержавіючої сталі, нікелевих сплавів та загартованих матеріалів. Їхній дизайн підтримує швидкості подачі на 30% вищі, ніж у вуглецевих полотен, під час обробки абразивних або матеріалів змінної товщини.

Полотна з вуглецевої сталі: вигідний вибір для м’яких кольорових металів

Для алюмінію, латуні та міді полотна з вуглецевої сталі забезпечують достатню міцність при нижчих витратах. Чисті зрізи досягаються при швидкостях полотна 1500–3000 футів на хвилину (футів за хвилину) з використанням більших кроків зубців (6–10 TPI) для запобігання адгезії.

Полотна з швидкорізальної сталі: стійкість до високих температур для нержавіючих та легованих сталей

Полотна з швидкорізальної сталі (HSS) зберігають твердість при температурах понад 600°F (315°C), що робить їх незамінними для тривалого різання жароміцних сплавів. Дослідження 2023 року виявило, що полотна HSS зменшують прогин на 22% порівняно з варіантами з твердого сплаву в застосуваннях з нержавіючою сталью.

Найкращі практики підбору матеріалу полотна для запобігання пошкодженню заготовки

1. Підбирайте геометрію зуба залежно від товщини матеріалу: для тонких заготовок (<1/4") потрібні полотна 18–24 TPI, а для товстих перерізів (>2") — 6–8 TPI
2. Використовуйте охолоджувальні рідини з полотнами з швидкорізальної сталі (HSS), щоб зменшити теплове навантаження при обробці титану або інструментальних сталей
3. Уникайте використання вуглецевих полотен для обробки загартованих сталей з твердістю понад 45 HRC, щоб запобігти передчасному виходу зубів з ладу

Останній аналіз підтверджує, що дотримання цих протоколів зменшує рівень браку на 19% у виробничих умовах із різними матеріалами

ЧаП

Які матеріали придатні для розпилювання на металорізальних стрічкових верстатах?

Металорізальні стрічкові верстати нарізають різні чорні та кольорові метали, зокрема сталь, алюміній, мідь, латунь і бронзу, за допомогою спеціалізованих полотен для кожного типу матеріалу

Як напруження полотна впливає на продуктивність пилки?

Правильна напруга полотна, зазвичай між 15 000 і 25 000 фунтів на квадратний дюйм (PSI), забезпечує прямі та чисті розрізи. Неправильна напруга може викликати відхилення полотна, що особливо небажано при роботі з крихкими матеріалами, такими як чавун.

Яка роль систем охолодження при різанні металу стрічковими пилками?

Системи охолодження зменшують температуру полотна, запобігають надмірному накопиченню тепла та підвищують якість розрізу, допомагаючи контролювати тертя і прилипання, характерні для певних матеріалів, таких як алюміній.

Чи може одне полотно бути ефективним для різання різних сплавів?

Хоча біметалеві полотна змінного кроку зубів забезпечують адаптованість, використання спеціалізованих полотен для певних сплавів забезпечує оптимальну ефективність, особливо при роботі з товстими або загартованими матеріалами.