Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка — вид обработки материалов резанием, где в качестве режущего инструмента вместо резца используется струя воды или суспензия абразивного материала в воде, испускаемая с высокой скоростью и под высоким давлением. В природе подобный процесс, протекающий естественным образом, называется водной эрозией.

Содержание

История [ править | править код ]

Первые попытки использования струи воды в промышленности были осуществлены в 30-х годах XX столетия американскими и советскими инженерами для выемки камня, руды и угля. Серьёзным импульсом развития технологии резки струёй воды под высоким давлением послужило её использование в авиастроительной и аэрокосмической индустрии.

Технология гидроабразивной резки материалов (ГАР) существует уже более 40 лет. История появления технологии уходит своими корнями в 50-е годы XX столетия. Наиболее активно исследования в этой области велись в СССР в 1940-ых годах, но затем почему-то заглохли. Затем в 1979 году в США специалисты попробовали добавлять в струю абразивный песок, благодаря чему её режущие свойства многократно увеличились. В 1980 году был спроектирован и запущен первый прототип гидроабразивного станка, а в 1983 году началось серийное производство оборудования и комплектующих для ГАР.

Процесс резания происходит в результате эрозионного воздействия на материал струи воды с твёрдыми абразивными частицами, подающейся под сверхвысоким давлением. На сегодняшний день технология ГАР по праву относится к числу наиболее динамично развивающихся способов раскроя материалов и составляет серьёзную конкуренцию таким традиционным технологиям, как лазерная и плазменная резка, а также механообработка. Гидроабразивная струя по своим физическим характеристикам представляет собой идеальный режущий инструмент, не имеющий износа. Диаметр струи может составлять 0,5 – 1,5 мм (в зависимости от типа используемых дюз и смешивающих трубок), благодаря чему отход обрабатываемого материала минимален, рез можно начинать в любой точке по контуру любой сложности. Отсутствие теплового и механического (деформирующего) воздействия – ещё одно достоинство ГАР, благодаря которому исходные физико-механические характеристики обрабатываемого материала остаются без изменений. Процесс гидроабразивной резки экологически чист и абсолютно пожаробезопасен, поскольку исключена вероятность горения / плавления материала и образования вредных испарений. Для некоторых видов материалов – керамика, композиты, многослойные и сотовые конструкции — не существуют технологии обработки, альтернативной ГАР. Впечатляющим является и диапазон обрабатываемых толщин – 0,1 мм – 300 мм и выше, что делает станок гидроабразивной резки подчас жизненно необходимым инструментом в таких сферах, как машиностроение, инструментальное производство, авиационно-космическая промышленность, производство продукции для оборонной и транспортной промышленности, камнеобработка.

Описание технологии гидроабразивной резки [ править | править код ]

В основе технологии гидроабразивной резки лежит принцип эрозионного воздействия смеси высокоскоростной водяной струи и твёрдых абразивных частиц на обрабатываемый материал. Физическая суть механизма гидроабразивной резки состоит в отрыве и уносе из полости реза частиц материала скоростным потоком твердофазных частиц. Устойчивость истечения и эффективность воздействия двухфазной струи (вода и абразив) обеспечиваются оптимальным выбором целого ряда параметров резки, включая давление и расход воды, а также расход и размер частиц абразивного материала.

Достоинства гидроабразивной резки [ править | править код ]

  • отсутствие термического воздействия на материал (температура в зоне реза 60-90ºС);
  • отсутствие выгорания легирующих элементов в легированных сталях и сплавах;
  • отсутствие оплавления и пригорания материала на кромках обработанных деталей и в прилегающей зоне;
  • полная пожаро- и взрывобезопасность процесса;
  • существенно меньшие потери материала;
  • широкий спектр разрезаемых материалов и толщин (до 150—300 мм и более);
  • высокая эффективность резки листовых материалов толщиной более 8 мм;
  • возможность реза тонколистовых материалов в пакете из нескольких слоёв для повышения производительности, в том числе за счёт уменьшения холостых ходов режущей головки;
  • экологическая чистота и полное отсутствие вредных газовыделений;
  • высокое качество реза (шероховатость кромки Ra 1,6).

Недостатки данной технологии [ править | править код ]

  • Недостаточно высокая скорость реза тонколистовой стали;
  • Ограниченный ресурс отдельных комплектующих и режущей головки;
  • Высокая стоимость абразива (расходный материал);
  • Коррозия металла.

Разрезаемые материалы [ править | править код ]

При помощи гидроабразивной струи резать можно практически любые материалы:

    и сплавы;
  • труднообрабатываемые легированные стали и сплавы (в том числе жаропрочные и нержавеющие); и сплавы (медь, никель, алюминий, магний, титан и их сплавы);
  • композиционные материалы;
  • керамические материалы (гнейсогранит, плитка);
  • природные и искусственные камни (гранит, мрамор и т. д.); и композиционное стекло (триплекс, бронестекло, армированное стекло, стеклотекстолит и т. п.);
  • пористые и прозрачные материалы;
  • сотовые и сандвич-конструкции; и железобетон.

Резка мягких материалов, таких как полиуретан, поролон и другие пеноматериалы, пластмассы, кожаные изделия, картон, ткани и т. п. осуществляется только струёй воды без добавления абразива.

Читайте так же:
Процесс гибки листового металла

Технология ГАР находит применение и в пищевой промышленности, — для резки и порционирования пищевых продуктов.

Система гидроабразивной резки [ править | править код ]

Гидроабразивная резка осуществляется с помощью станков гидроабразивной резки.

Принцип работы [ править | править код ]

Вода, сжатая одним из основных компонентов системы — насосом высокого давления (4000 бар или более), проходит через водяное сопло, образующее струю диаметром 0,2-0,35 мм, попадающую в смесительную камеру. В смесительной камере происходит смешивание воды с абразивом (гранитным песком) и далее она проходит через второе, твердосплавное или алмазное сопло с внутренним диаметром 0,6-1,2 мм. Из этого сопла струя воды с абразивом выходит со скоростью около 1000 м/сек и попадает на поверхность разрезаемого материала.

Гидроабразивные станки в промышленности [ править | править код ]

  • Гидроабразивные станки могут резать нержавеющую сталь до 200 мм толщиной. Для станка не имеет значения, насколько твёрд материал, цветной это металл или нет. Небольшой размер струи (примерно 1 мм) позволяет производить чётко очерченные углы с очень низким допуском.
  • Гидроабразивные станки с высокой производительностью обрабатывают натуральный и искусственный камень.
  • Гидроабразивные станки — одни из самых эффективных для резки стекла. Возможно разрезание как самого тонкого хрустального стекла, так и прочного пуленепробиваемого стекла с микронной точностью.
  • Гидроабразивные станки часто применяются для производства прокладок.
  • ГАР подходит для резки любых материалов: от каленой пружинной стали до таких цветных металлов, как латунь и медь, а также тонких графитовых композиционных материалов и таких мягких материалов, как резина и бумага.
  • Гидроабразивный метод резки часто используется для серийного и мелкосерийного производства и изготовления опытных образцов.
  • Гидроабразивный станок также применяется для резки пеноматериалов, резины, пластика, изоляционных материалов, ткани. Благодаря тонкой струе можно достигать плотного раскроя. Высокая производительность гидроабразива достигается при использовании оборудования с автоматической загрузкой/разгрузкой.

Особенности конструкции [ править | править код ]

Рабочая ванна станка

    станка выполнены из нержавеющей стали и имеют возможность простой замены в случае износа.
  • Для поддержки обрабатываемого материала на несущие опоры устанавливаются быстросменные ребра, что позволяет максимально защитить несущие опоры от воздействия гидроабразивной струи.
  • Для защиты рабочей зоны от шума и образующейся пыли, ванна станка оснащается системой быстрого подъёма/опускания воды, что позволяет выполнять обработку детали, полностью погружённой в воду.
  • Вся пыль, образующаяся при обработке, остаётся в воде, а уровень шума при обработке снижается до 65 Дб.

Система перемещения

  • Станок имеет консольную конструкцию с ременным приводом перемещения осей.
  • Ременной привод прост в эксплуатации, легко заменяется при износе и наиболее приспособлен для работы на станках гидроабразивной резки, так как практически не боится попадания абразивного материала.
  • Для повышения точности позиционирования на станок устанавливаются линейные индуктивные датчики, позволяющие добиться точности позиционирования ±0,025 мм.
  • Перемещение осей выполняется по линейным направляющим, за счёт чего обеспечивается высокая точность позиционирования, плавность хода и скорость перемещения.

Насос высокого давления

  • Наиболее важным узлом любой установки гидроабразивной резки является насос высокого давления.

Система ЧПУ

  • На гидроабразивные станки устанавливается система ЧПУ.

Выносной пульт с маховичком

  • При работе на любом станке очень удобным является использование маховичка и выносного пульта.
  • Данные устройства позволяют выполнить привязку или настройку, максимально быстро и точно.

Бак для абразива

  • Конструкция бака выполнена таким образом, что имеется возможность пополнения запасов абразива даже во время работы установки, что существенно экономит время.
  • Бак оборудован соответствующими датчиками контроля уровня абразивного материала.

Система поддержания постоянного зазора

  • Данная система представляет собой специальный контактный механизм, который при перемещении по листу позволяет поддерживать оптимальный зазор между фокусирующей трубкой и материалом, что способствует точности и качеству реза, а также позволяет не беспокоиться за опасность столкновения фокусирующей трубки с материалом.

Угловая голова

Угловая голова позволяет выполнять поворот режущей головки в двух плоскостях с максимальным углом наклона до 60 градусов, что позволяет выполнять обработку фасок, криволинейных поверхностей, компенсировать конусность при обработке. Угловая голова сконструирована таким образом, что при компенсации конусности или выполнении фаски по контуру, перемещение выполняется только по одной поворотной оси, что обеспечивает высокую точность обработки и постоянство угла. При выполнении обработки сложных поверхностей, станок имеет возможность работы сразу по 5-ти координатам.

Датчик сканирования материала

При обработке на станках гидроабразивной резки возникает проблема, связанная с неровностью обрабатываемого материала. Для решения данной задачи на станок может быть установлена лазерная или ультразвуковая система сканирования материала. Такая система выполняет сканирование материала до обработки с заданным интервалом, что позволяет поддерживать требуемый зазор во время обработки материала и обеспечивает максимальную точность обработки. При работе с маленькими деталями возможно сканирование только точек вреза.

Читайте так же:
Работы лобзиком по дереву чертежи

Датчик контроля абразива

Датчик контроля подачи абразива выполняет проверку количества подаваемого абразивного материала во время обработки, что позволяет выполнять рез без постоянного присутствия оператора, что позволяет остановить обработку в случае попадания в режущую головку посторонних материалов, таких как остатки мешковины или посторонней фракции. Диапазон допустимых значений задаётся непосредственно со стойки оператора и может быть изменён даже в процессе обработки.

Устройство удаления абразива

На гидроабразивный станок может быть установлена система удаления отработанного абразива, состоящая из бак-отстойника и насоса. Отличительной особенностью данной системы является использование мембранного насоса, который максимально приспособлен для работы в агрессивных средах и прост в обслуживании. Для удобства работы бак для отработанного абразива имеет быстросъёмные разъёмы для подсоединения шлангов и приспособлен для транспортировки кран-балкой или погрузчиком.

Устройства загрузки металла

Гидроабразивные станки оснащаются различными системами загрузки материала. Наиболее распространены кран-балки с тельферами, оснащённые вакуумными или механическими захватами; пневматические и гидравлические подъёмники с регулируемыми рычагами, поддерживающими материал в наиболее важных участках.

Технология гидроабразивной резки

Технология гидроабразивной резки

Разработано две принципиальных технологии использования воды для раскроя материалов. Водная резка и водно-абразивная или гидроабразивная резка. Эти две технологии очень близки с той лишь разницей, что при водной резке подается только вода, а при гидроабразивной резке к воде подмешивается абразив.

Метод гидроабразивной резки металлов и материалов существует уже 20 лет. Суть метода гидроабразивной резки заключается в том, что песчинки (гранатовый песок с частицами размером около 0.4 мм), разогнанные до огромной скорости струей воды, сжатой первым основным компонентом системы, насосом — мультипликатором, до давления более 4000 ат, отрывают фрагменты обрабатываемого материала. Затем разрушающая сила такого луча гасится водой, находящейся в ванной, расположенной на пути движения струи. Благодаря энергии, которой обладает такая струя, появляется возможность резать материалы большой толщины.

В комплект оборудования для гидроабразивной резки обычно входят фильтр и промежуточный резервуар для воды, насос высокого давления (100-400 МПа), блок режущей головки (смеситель-сопло), устройство для подачи абразива, гибкий шланг длиной до 100 м от насоса до блока режущей головки, рассчитанный на высокое давление, механизм перемещения головки и устройство, управляющее (программирующее) процессом резки.

Для создания давления используются специальные насосы, которые должны быть способны поддерживать высокое давление в рабочем режиме, но и работать при этом надежно. Без сомнения, насос — это один из главных составляющих любой гидроабразивной системы.

Существует два типа насосов сверхвысокого давления.

Насосы прямого действия

Принцип работы насосов прямого действия заключается в том, что три поршня, приводимые в действие электродвигателем, поочередно выталкивают из цилиндров воду. Такие насосы популярны благодаря простоте своей конструкции. Они способны создавать рабочее давление около 3800 атмосфер, что на 10% — 25% ниже, чем насосы бустерного типа. В то же время, их преимущество заключается в том, что они позволяют постепенно повышать давление, а это иногда требуется, например, при врезании в хрупкие материалы. В промышленности используется большое число таких насосов, хотя в большинстве случаев применяются бустерные насосы.

Насосы плунжерного типа

В отличие от насосов прямого действия, в насосах плунжерного типа (их также называют бустерными насосами) поршень приводится в действие не механически, а за счет давления масла. В камеру, в которой находится основание плунжера, подается масло с первичным давлением, составляющим около 207 атмосфер. Сам плунжер выталкивает воду из другой камеры, и, поскольку площадь его рабочей поверхности приблизительно в 20 раз меньше площади поверхности основания, создается давление в 20 раз выше. Фактически основание, приводимое в движение маслом то с одной, то с другой стороны движется попеременно то в одну, то в другую сторону, в результате чего плунжер выталкивает воду то из одной, то из другой камеры высокого давления. Пока вода выходит из одного цилиндра высокого давления, цилиндр на противоположной стороне заполняется водой, которая через большое отверстие заполняется водой под низким давлением.

Насосы бустерного типа позволяют поддерживать рабочее давление на уровне 4150 бар (приблизительно столько же атмосфер). Чем больше давление, тем с большей скоростью можно резать.

Читайте так же:
Светодиодные лампы е27 ремонт своими руками

Режущая головка

Режущая струя выходит с очень высокой скоростью из наконечника. Для резки водой и с использованием абразива применяются разные наконечники. Как правило, они делаются из сапфира, рубина или алмаза. От того, какой наконечник используется, зависит его долговечность и дороговизна. Сапфирный наконечник может прослужить от 50 до 100 часов. Используется в большинстве случаев. В то же время при подмешивании абразива срок службы сапфирного наконечника сокращается вдвое. Рубиновый наконечник также служит 50-100 часов и применяется только при использовании абразива. Он непригоден для водной резки. Срок службы алмазного наконечника составляет 800 — 2000 часов, его можно использовать как для водной, так и абразивной резки. Недостаток же такого наконечника заключается в его дороговизне — он может быть в 10-20 раз дороже других. Стоимость сапфирных наконечников колеблется в пределах от 15 до 30 долларов.

Непрерывное расширение номенклатуры конструкционных металлических, неметаллических и композитных материалов в промышленности и строительстве обуславливает необходимость создания принципиально новых технологий разделительной резки и обработки таких материалов. Сегодня к таким технологиям по праву может быть отнесен процесс резки высокоскоростной струей воды под большим давлением (гидрорезка и гидроабразивная резка).

Гидроабразивная резка является интересной технологической альтернативой традиционным методам разделительной резки — газокислородной (автогенной), плазменно-дуговой и лазерной резки. Гидроабразивная резка струей воды высокого давления с добавкой мелкого абразивного порошка имеет ряд принципиальных отличий, которые обеспечивают высокую универсальность процесса и значительно расширяют области ее рационального применения: материал, прилегающий к зоне реза, не подвергается перегреву выше 100 °С и структурным изменениям, не возникают термические деформации заготовок; одним и тем же оборудованием могут быть разрезаны или обработаны любые материалы с высокой прочностью и отличными физико-химическими свойствами (стали, сплавы цветных металлов, керамика, стекло, мрамор, железобетон и др.), что определяет универсальность процесса; процесс отличается высокой экологической чистотой (исключая шумовое воздействие), полной пожаро- и взрывобезопасностью.

При гидроабразивной резке вода служит в первую очередь для транспортировки абразивных частиц, которые являются своеобразным режущим средством. Водяная суспензия с абразивом подается из специальной емкости в смесительную камеру режущей головки и затем вместе с напорной струей через сопло к месту резки. Основным элементом сопла, формирующего высокоскоростную водоабразивную струю заданного диаметра, является вставка из высокопрочного материала (керамика, сверхтвердые сплавы).

Ниже приведены значения производительности резки различных материалов в см2/мин для процесса гидроабразивной резки при давлении режущей струи 200-300 МПа, расходе воды 4,4 л/мин и абразива 0,3-0,7 кг/мин (скорость реза зависит от толщины обрабатываемого материала): Алюминий. 20-50, Свинец. 80-120, Медь. 15-30, Титан. 10-25, Стекло. 100-200, Оргстекло. 120-300, Армированная пластмасса. 120-300, Керамика. 100-200, Природный гранит. 50-150

Физическая суть механизма гидроабразивной резки состоит в отрыве и уносе из полости реза частиц основного (разрезаемого) материала скоростным потоком ударяющихся и скользящих по поверхности реза твердофазных частиц. Устойчивость истечения и эффективность воздействия двухфазной струи обеспечиваются оптимальным размером частиц, равным 10-30% диаметра режущей струи. В качестве абразива обычно используют порошки твердосплавных сплавов, карбидов, окислов. Выбор абразива зависит от вида и твердости разрезаемого материала. Так, для высоколегированных сталей и сплавов титана применяют особо твердые частицы граната, для стекла — соответствующие фракции обычного песка, для пластмасс, армированных стекло- или углеродными волокнами, — частицы силикатного шлака. Благодаря особенностям процесса гидроабразивной резки обеспечивается очень малая ширина реза и незначительное количество материала, идущего в отходы, а также высокое качество поверхности реза, приближающееся к качеству грубого фрезерования.

Номенклатура материалов, для резки и обработки которых применима современная технология гидроабразивной резки, почти не ограничена. Эффективность гидроабразивной резки различных классов легированных сталей и сплавов значительно выше в сравнении с процессами лазерной и плазменной резки и практически сопоставима с газокислородной резкой низкоуглеродистых конструкционных сталей. Гидроабразивная струя успешно режет стали с упрочняющими покрытиями; при резке мягких металлов и композитов иногда требуется последующая очистка поверхности реза от застрявших частиц абразива.

Кроме резки, применение высоконапорных гидроабразивных струй в отдельных случаях целесообразно для снятия фасок на крупных машиностроительных деталях, для подготовки кромок под сварку и удаления дефектных участков швов под их последующую заварку. Прогрессивная технология гидроабразивной резки имеет несомненную перспективу применения в современном заготовительном и металлообрабатывающем производствах. Учитывая определенную сложность оборудования для гидроабразивной резки и условий его эксплуатации, данная технология в настоящее время получает растущее применение в основном, в таких отраслях, как авиастроение, судостроение, специальное машиностроение и производство листового стекла. Одновременно на базе данной технологии создают специализированные предприятия — своеобразные "центрорезы". Так, в конце 1999 г. в Ризе (Германия) открыт центр гидроабразивной резки, который обеспечивает выполнение заказов близлежащих предприятий на резку и вырезку заготовок из самых различных материалов. Центр оснащен двумя двухкоординатными установками ABB1-R для гидроабразивной резки фирмы "Natezjet System AB". Установки имеют рабочий стол размером 3×4 м и обеспечены компьютерным управлением профильной резки. Без абразива (водоструйная резка) производят резку таких мягких материалов, как пластмассовая пленка, кожа и текстильные ткани. С присадкой абразивов вырезают заготовки из твердых и хрупких материалов типа высоколегированных сталей, алюминия, керамики и стекла.

Читайте так же:
Синтез натурального каучука в растениях

Добавлено: 13.06.2021 21:10:25

Еще статьи в рубрике Производители современного оборудования и инструмента, рассказывают о своей продукции в статьях и полезных советах:

Области применения гидрорезки

  • Области применения гидрорезки

Технология водно-абразивной резки распространяется в большинстве стран самыми высокими темпами благодаря богатым возможностям и легкости управления. Производители осознают, что станки для .

В СССР в 1947 году один российский инженер получил авторское свидетельство на новый способ резки твердых материалов — струей воды. Идея .

Алмазные инструменты имеют, в качестве режущего покрытия сегменты, которые содержат синтетические алмазы в металлической связке. Выглядывающие из связки грани алмазы режут .

Каменную кладку разбивают, если здание (сооружение) сносят, реконструируют или ремонтируют каменные конструкции. Чтобы разобрать кладку, в ней пробивают сквозные и несквозные .

Паяльник — инструмент, предназначеный для соединения, как правило, металлических деталей посредством пайки, то есть операции соединения деталей с помощью специального сплава .

Листогибы предназначены для выполнения работ по резке, изгибу и формовке листовых металлов для производства различных видов профилей, доборных элементов кровли, наружной .

Резка металла водой под давлением какое давление

Технология гидроабразивной резки
6 декабря 2013

Автор: Маслов Максим.

Технология гидроабразивной резки Метод гидроабразивной резки металлов и материалов существует уже 20 лет. Суть метода гидроабразивной резки заключается в том, что песчинки (гранатовый песок с частицами размером около 0.4 мм), разогнанные до огромной скорости струёй воды, сжатой первым основным компонентом системы, насосом до давления более 4000 бар, отрывают фрагменты обрабатываемого материала. Затем частицы металла и абразива уносятся водой и оседают на дне ванной. Благодаря энергии, которой обладает такая струя, появляется возможность резать материалы большой толщины (до 300 мм).
Технология гидроабразивной резки Для создания давления используются специальные насосы, которые должны быть способны поддерживать высокое давление в рабочем режиме, но и работать при этом надёжно. Без сомнения, насос — это один из главных составляющих любой гидроабразивной системы.
Технология гидроабразивной резки В отличие от насосов прямого действия, в насосах плунжерного типа (их также называют бустерными насосами или мультипликаторными) поршень приводится в действие не механически, а за счёт давления масла. В камеру, в которой находится основание плунжера, подаётся масло с первичным давлением, составляющим около 207 атмосфер. Сам плунжер выталкивает воду из другой камеры, и, поскольку площадь его рабочей поверхности приблизительно в 20 раз меньше площади поверхности основания, создаётся давление в 20 раз выше. Фактически, основание, приводимое в движение маслом то с одной, то с другой стороны движется попеременно то в одну, то в другую сторону, в результате чего плунжер выталкивает воду то из одной, то из другой камеры высокого давления. Пока вода выходит из одного цилиндра высокого давления, цилиндр на противоположной стороне заполняется водой, которая через большое отверстие заполняется водой под низким давлением. Насосы бустерного типа позволяют поддерживать рабочее давление на уровне 6000 бар. Чем больше давление, тем с большей скоростью можно резать.
Технология гидроабразивной резки Физическая суть механизма гидроабразивной резки состоит в отрыве и уносе из полости реза частиц основного (разрезаемого) материала скоростным потоком ударяющихся и скользящих по поверхности реза твердофазных частиц. Устойчивость истечения и эффективность воздействия двухфазной струи обеспечиваются оптимальным размером частиц, равным 10-30% диаметра режущей струи. В качестве абразива обычно используют порошки твёрдосплавных сплавов, карбидов, окислов. Выбор абразива зависит от вида и твёрдости разрезаемого материала. Так, для высоколегированных сталей и сплавов титана применяют особо твёрдые частицы граната, для стекла — соответствующие фракции обычного песка, для пластмасс, армированных стекло- или углеродными волокнами, — частицы силикатного шлака. Благодаря особенностям процесса гидроабразивной резки обеспечивается очень малая ширина реза и незначительное количество материала, идущего в отходы, а также высокое качество поверхности реза. Самым распространённым абразивом, является гранатный песок, поскольку он имеет более высокую режущую способность, твердость (7,5-8,0 Моос.), и невысокую цену.
Технология гидроабразивной резки Кроме резки, применение высоконапорных гидроабразивных струй в отдельных случаях целесообразно для снятия фасок на крупных машиностроительных деталях, для подготовки кромок под сварку и удаления дефектных участков швов под их последующую заварку. Прогрессивная технология гидроабразивной резки имеет несомненную перспективу применения в современном заготовительном и металлообрабатывающем производствах. Учитывая специфику развития предприятий на территории России, данная технология в настоящее время только начинает развиваться. В то время, как в США вся оборонная промышленность уже давно использует установки ГАР.

Читайте так же:
Смазка подшипников коленчатого вала компрессора

Гидроабразивная резка

gidroabrazivnaya-rezka-flow.jpg

Высокоточная обработка любых современных материалов без нагрева и трещин.

История возникновения | Специфика

Технология гидроабразивной резки материалов (ГАР) существует уже более 40 лет. История появления технологии уходит своими корнями в 50-е года прошлого столетия. Наиболее активно исследования в этой области велись в СССР и США. Первопроходцем в использовании струи под высоким давлением для резки твердых материалов стал сотрудник, а ныне глава американской корпорации Flow International Corporation, Мохамед Хашиш. В 1979 году в ходе экспериментальных работ он предложил добавлять в струю абразивный песок, благодаря чему ее режущие свойства многократно увеличились. В 1980 году был спроектирован и запущен первый прототип гидроабразивного станка, а в 1983 году Flow перешла к серийном производству оборудования и комплектующих для ГАР.

Процесс резания происходит в результате эрозийного воздействия на материал струи воды с твердыми абразивными частицами, подающейся под сверхвысоким давлением. На сегодняшний день технология ГАР по праву относится к числу наиболее динамично развивающихся способов раскроя материалов и составляет серьезную конкуренцию таким традиционным технологиям, как лазерная и плазменная резка, а также механообработка.

Высокое давление водяной струи создается насосом – основным рабочим узлом ГАР-станка. В настоящий момент существует 2 основных типа насосов высокого давления – насосы плунжерного типа («мультипликаторы») и насосы прямого действия («direct drive»). Выбор конкретного типа насоса зависит от производственных задач Заказчика, при этом следует подчеркнуть, что во многом функциональные возможности обеих насосных систем пересекаются.

Отдельно следует отметить насосы Flow HyperJet® 6500 bar , которые обеспечивают прирост в скорости резки до 50%. Скомпримированная до заданного давления (100 – 6500 бар) вода поступает по специальному патрубку, выполненному из высокопрочного сплава, в режущую головку , где при помощи дюзы формируется водяная струя заданного диаметра. Далее струя проходит через смесительную камеру, где происходит добавление абразивного песка (граната), и поступает в смешивающую трубку (сопло), которая направляет гидроабразивную струю на поверхность обрабатываемого материала. При этом скорость струи превышает скорость звука более чем в 3 раза.

Шероховатость и точность кромки реза зависит прежде всего от скорости резки, точнее от скорости перемещения режущей головки над поверхностью материала при которой достигается сквозной пропил. По мере увеличения этой скорости шероховатость становится более грубой, увеличивается угол конуса, в нижней части сечения материала появляется борозда. Опыт показывает, что скоростной диапазон 10% – 60% обеспечивает получение чистового реза с хорошим качеством поверхности кромки. Скорость подачи 80% – 100% используют в основном для разделительного реза.

Преимущества технологии ГАР

К числу наиболее весомых преимуществ технологии ГАР относится высокая точность и универсальность применения: любые металлы и сплавы, камень, стекло, пластики, композитные материалы и многое другое. Отсутствие теплового и механического (деформирующего) воздействия – еще один козырь ГАР, благодаря которому исходные физико-механические свойства обрабатываемого материала остаются без изменений. Процесс гидроабразивной резки экологически чист и абсолютно пожаробезопасен, поскольку отсутствуют горение и вредные испарения. Для некоторых видов материалов – керамика, композиты, многослойные и сотовые конструкции — не существуют технологии обработки альтернативной ГАР.

Сферы применения

Гидроабразивная струя по своим свойствам представляет собой идеальный режущий инструмент, не имеющий износа. Диаметр струи может составлять 0,2 – 1,5 мм (в зависимости от типа используемых дюз и смешивающих трубок), благодаря чему отход обрабатываемого материала минимален, рез можно начинать в любой точке по контуру любой сложности. Впечатляющим является и диапазон обрабатываемых толщин (0,1 мм – 300 мм и выше), что делает станок гидроабразивной резки подчас жизненно необходимым инструментом в таких сферах, как транспортное машиностроение, инструментальное производство, авиационно-космическая промышленность, станкостроение и камнеобработка.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector