Станки плазменной резки с ЧПУ

 
ПлазмаТехСервис-Украина - металлорежущие станки плазменной резки с ЧПУ


главнаяоборудованиепрограммыуслугифотогалереязаказконтактыкарта сайта
Статьи по металлообработке
Выбор подходящего станка
Муки выбора
(Выбор способа резки)
Термическая резка проката. Классификация и области применения.
Плазменная обработка металлов
Плазменная резка - экономически эффективный процесс...
Опыт эксплуатации лазерных и плазменных установок для резки на американских заводах
Применение технологии воздушно-плазменной резки металлов в строительстве
Гидроабразивная резка
Hot Price !
Металлорежущие станки плазменной резки с ЧПУ
АртПлазма
Цена: от 15000 $



Портальные станки термической резки с ЧПУ
АртПлазма 6025 big
газовая и плазменная резка
резка под углом
Цена: от 29500 $



Машины плазменной резки с ЧПУ
PlazMax
плазменная резка
Цена: от 11730 $



Машины термической резки с ЧПУ
SteelTailor-E
газовая и плазменная резка
Цена: от 5190 $



Переносные машины термической резки с ЧПУ
SteelTailor Dragon  III
газовая и плазменная резка
Цена: от 11600 $



Портальные машины термической резки с ЧПУ
SteelTailor G3-A
газовая и плазменная резка, серводвигатели
Цена: от 17820 $



Переносные машины термической резки с ЧПУ
SteelTailor
газовая и плазменная резка
Цена: от 6930 $



Портальные машины термической резки с ЧПУ
SteelTailor Dragon
газовая и плазменная резка
Цена: от 14330 $



Эконом-машины термической резки с ЧПУ
ZZ
газовая и плазменная резка
Цена: от 5690 $



Машины для плазменной резки труб с ЧПУ
TubeTailor
Цена: 12000 $



Машины для газовой резки фасок
Koala
Цена: от 2070 $



Аппараты воздушно-плазменной резки
Powermax, Hypertherm
Цена: от 2118 $
Spartus, Польша NEW!
Цена: от 900 Евро
Jasic
Цена: от 910 $



Расходные материалы к установкам Hypertherm
Электроды
Цена: от 3,19 Евро
Сопла
Цена: от 1,69 Евро



Станки гидроабразивной резки с ЧПУ
ArtJet
Цена: от 114912 $



Оптоволоконный
лазерный станок с ЧПУ

LM3015G
Цена: от 110000 $


Гидроабразивная резка


Вода - инструмент для резки


Водоструйная резка всего на одной установке может значительно расширить существующие производственные возможности предприятия. Покупатели водоструйных систем поровну делятся на компании, приобретающие их для собственных производственных нужд, и сервисные группы или подрядные цеха, обслуживающие широкий круг потребностей заказчиков.

Существует два типа водоструйной резки: чистой водой и абразивной водной струей. В каждом случае вода под высоким давлением проходит через узкое отверстие в режущей головке, располагаемой над разрезаемым материалом. Размер отверстия выбирается в зависимости от плотности материала. Легкопроницаемые материалы можно резать головками с небольшими отверстиями (от диаметра 0,08 мм), а твердые материалы могут потребовать отверстий диаметром до 0,8 мм.

Абразивная водная струя может резать практически все. При этом процессе абразив, обычно гранат, втягивается в поток струи по принципу действия трубки Вентури. Только около 60% граната реально осуществляет резку, остальное вымывается неиспользованным. Однако это соотношение зависит от ряда факторов. Обычно с увеличением скорости резки увеличивается количество частиц, реально осуществляющих резку, но уменьшается возможная глубина резки материала. Давление обычно находится в пределах от наименьшего значения 140 МПа до максимального 420 МПа. Некоторые компании работают на прогрессивных установках, создающих давление до 630 МПа. Этот процесс может конкурировать с электроэрозионной, плазменной и лазерной обработкой.

Хотя гидроабразивную резку можно использовать для любых материалов, наиболее распространенная толщина составляет около 50 мм. В любом случае от толщины зависят время и точность реза. Точность обработки может достигать 0,03 мм, хотя чаще всего она колеблется в пределах 0,08 - 0,13 мм. Ширина реза или диаметр струи составляет 0,5 мм при гидроабразивной резке и 0,8 мм при резке чистой водой.

Возможно достижение более жестких допусков при условии тщательного контроля оператором внутреннего диаметра фокусирующей (или направляющей) трубки. Под воздействием абразивной водяной струи диаметр этого отверстия увеличивается вследствие эрозии. Программные средства позволяют предупредить момент перехода к критическому значению внутреннего диаметра, однако самый верный способ заключается в тестировании.

Скорость резки меняется в зависимости от рабочих параметров и разрезаемого материала. По данным инженеров фирмы Flow International, типичная скорость резки материала толщиной 25 мм из мягкой стали колеблется от 97 мм/мин при резке под давлением струи 385 МПа до 213 мм/мин при давлении 420 МПа. Общее правило заключается в том, что с увеличением скорости резки ухудшается качество реза, но его можно улучшить, повышая мощность насоса.


Установки для гидроабразивной резки


Режущая головка устройства для гидроабразивной резки имеет отверстие или «золотник», сделанный из алмаза, сапфира или рубина. Он фокусирует или направляет водяную струю. Алмазные золотники являются самыми прочными и долговечными, но имеют высокую начальную цену. Они могут оставаться работоспособными до 1000 ч. Долговечность других материалов несколько меньше.

Вода под высоким давлением выходит из отверстия, поступая в смесительную камеру. Здесь в поток вводится гранатовый песок. Поток смеси абразива и воды поступает затем в направляющую трубку или сопло из композиционного материала (борида), который направляет ее на деталь. Конструкция системы на чистой воде в принципе такая же, но без введения абразивной крошки.

Прямой привод и нагнетательный насос

Прямой привод и нагнетательные насосы работают по одному принципу. Каждый из них имеет плунжер, который запрессован в закрытую камеру для повышения давления и проталкивания жидкости через выходное отверстие и контрольный клапан. Ключевой разницей между насосом с прямым приводом и нагнетательным насосом является метод перемещения плунжера. Насос с прямым приводов зависит от коленвала, а нагнетатель приводит плунжер с использованием гидроцилиндра.

У прямого привода и нагнетательных насосов есть свои положительные и отрицательные стороны. В прямом приводе, например, более эффективно используется мощность. Так, эффективность прямого привода составляет 95%, а у нагнетателя - 70%. Для сравнения: мощность, переданная режущему потоку 22,5 кВт прямого привода будет эквивалентна 34 кВт нагнетателя.

Прямой привод или объемный насос часто используются в случаях, не требующих постоянной готовности установки. Примерами являются субподрядные предприятия, производства с коротким циклом и опытные участки.

Многие нагнетательные насосы работают как насосы с переменным регулированием. Это значит, что насос выдает ровно столько воды, сколько ее требуется для отверстия сопла режущей головки. При использовании небольших отверстий сопла вода подается под меньшим давлением и поэтому потребляется меньше энергии.

Насосы необходимо периодически демонтировать для смены уплотнений, поэтому вопросы их эксплуатации играют важную роль. Конструкторы системы разработали уплотнения таких типов и с такими эксплуатационными качествами, которые позволили сократить время их замены. Сторонники насосов обоих типов заявляют о достигнутых успехах в этой области. В целом нагнетательный насос имеет больший срок между работами по их обслуживанию. По данным эксплуатационников, срок службы уплотнения нагнетательного насоса колеблется от 600 до 2000 ч и более, а прямого привода - от 300 до 700 ч в зависимости от его мощности.

Вследствие заметного влияния на процесс гидроабразивной резки при выборе наиболее подходящего насоса необходимо оценивать все факторы с учетом конкретных рабочих условий. При оценке учитывается требуемая точность, объем производства, материал заготовки, ее толщина и сложность реза, возможности потребителя.

Вода

Чистота воды тоже имеет значение. Частицы, попавшие в воду, могут повредить насос и уплотнения, а также вызвать отложения поврежденных материалов внутри системы. Особую проблему создает жесткая вода. Многие установки имеют фильтровальные системы, но во многих случаях можно прямо использовать водопроводную воду. Тем не менее, все потребители для уверенности должны пользоваться проверенной водой.

Вследствие того, что в отверстие сопла поступает поток воды под давлением до 415 МПа, даже небольшие загрязнения могут вызвать образование трещин в нем. Эта одна из причин важности фильтрования.

Абразив

Используемый абразив - обычно гранатный песок. Его типы могут отличаться по твердости, остроте и размеру. Например, зерно 50 является эффективным режущим материалом и используется при резке наиболее твердых металлов, а также там, где скорость резки имеет первостепенное значение. С уменьшением размера зерна режущая способность уменьшается при одновременном улучшении чистоты обработки. Зерна размером более 150 рассматриваются как специальные сорта для тонких работ и для резки композитов. При анализе 22 случаев резки оказалось, что чем выше режущая способность зерна, тем большее повреждение оно может причинить режущей головке.

В качестве режущего материала может использоваться и окись алюминия. Она обладает хорошими режущими свойствами, и некоторые операторы используют ее при низких скоростях. В то же время она дороже граната и может быть более эрозийной.

Программное обеспечение

Очень важно в работе гидроабразивной установки ее программное обеспечение. Большинство его производителей предлагают программные пакеты, которые автоматически корректируют параметры резки в зависимости от типа материала, скорости резки и давления воды. В современных системах от оператора требуется только ввести основные параметры: тип материала, толщину и скорость резки. Для обеспечения должного качества реза программа изменяет рабочие параметры.

Размер гидроабразивного оборудования определяется по его столу. Небольшие установки имеют рабочий стол около 600 х 600 мм, а на крупных можно обрабатывать детали размерами 3,7 х 12 м и больше. Вследствие небольшой нагрузки от водяной струи размер обработки может быть легко увеличен за счет добавления опорных стоек.

Установки могут оснащаться одной или несколькими режущими головками. Обычно для опытных производств и при изготовлении небольших сложных деталей предпочитают одну головку. Для массового производства и при обработке мягких материалов выбор падает на установки с несколькими головками. Для повышения производительности детали могут укладываться в пачки. Для установок с несколькими головками важно обеспечить одинаковое давление на каждую головку и осуществлять мониторинг износа сопла, чтобы режущие характеристики оставались одинаковыми по всем головкам.


Абразивная водяная струя может резать практически все


Преимущества и недостатки водоструйной резки

У процесса водоструйной резки имеются некоторые недостатки. Один из них заключается в отклонении струи в направлении, противоположном перемещению заготовки. По мере потери энергии струя может вызвать образование суженного или переменного, а не перпендикулярного реза. В последние годы эта проблема была в значительной степени решена путем внедрения многокоординатных режущих головок, повышения точности установки и более сложных программ управления.

Водоструйная обработка из-за сложности контролирования глубины и угла реза используется обычно при двухкоординатной резке заготовок. Выпускаются установки и для трехмерной резки, но они не имеют универсальности обычных операций механообработки.

Основные преимущества водоструйной резки:

  • Простота оснастки. Струя оказывает небольшое усилие на заготовку, поэтому ее крепление редко вызывает трудности. Сама масса заготовки может быть достаточной для удержания ее на месте. Однако очень мелкие детали могут потребовать специального крепления. Если же после водоструйной обработки следуют такие отделочные операции, как электроэрозионная обработка или фрезерование, то деталь для обеспечения требуемой точности крепится в приспособлении.
  • В месте пропила детали не образуется зона термического влияния. Благодаря этому водоструйная резка стала популярной для резки таких мягких материалов как ткани, пластики и др. При резке металлов они не подвергаются тепловым деформациям и упрочнению, поэтому не требуют отдельной зачистной обработки. Кроме того, из-за отсутствия зоны термического влияния заготовки на листе могут размещаться ближе друг к другу с экономией материала и затрат.
  • Для резки нужен только один инструмент, который не требует замены. Вся резка осуществляется с помощью одной головки.
  • Отсутствуют токсичные испарения или газы. Отходы материала, использованное абразивное зерно нетоксичны и поэтому легко удаляются. Исключение составляет резка таких опасных материалов, как свинец. Его стружка может загрязнить используемый абразив.


Мнения американских производителей установок гидроабразивной резки


«Точность - наша цель» - Дж. Чунг, исполнительный директор Omax Corp
Мы отмечаем растущий интерес к установкам гидроабразивной резки вследствие роста их точности. Это стимулирует их использование для резки деталей близких к конечной форме как промежуточной ступени перед их финишной обработкой на электроэрозионном или металлорежущем станке. Хотя гидроабразивная резка медленнее лазерной обработки, она позволяет получать более точные детали и может сократить длительность других процессов, сокращая в итоге общий производственный цикл. Установки для гидроабразивной резки превосходят электроэрозионные станки по скорости резки.

В конструкциях установок мы уделяем основное внимание точности. Многие из наших машин обеспечивают точность ±0,03 мм, но обычная точность – это ±0,05 - 0,13 мм. Мы специализируемся на выпуске машин для мелкосерийных и опытных производств. Мы предлагаем только установки с одной головкой, имеющие насос с прямым приводом.

Износ является особым вопросом. Сопло, которое должно противостоять воздействию абразива режущей струи, является наиболее слабым звеном. Обычно сопло высокоточной установки имеет срок службы не менее 40 час.

Мы предлагаем установки для гидроабразивной резки с пятикоординатной головкой, но это в основном для осуществления непосредственной резки толстого материала. Можно использовать и усовершенствованную трехкоординатную обработку, но только в тех случаях, когда деталь может вращаться.

В работе гидроабразивной резки программное обеспечение имеет особое значение. В наших системах в него включается экспертная система, которая анализирует рабочие параметры, подавая оптимальные команды. Она учитывает давление воды, скорость подачи, тип сопла, разрезаемый материал и толщину заготовки, а затем соответственно корректирует операционные команды. Главное, заранее определить, как поведет себя материал.

«Место для небольших установок» - А. Каттерсон, генеральный директор Knuth Machine Tools USA Inc
Проблема образования сужения или переменного реза решена многими производителями оборудования водоструйной резки. Мы решили эту проблему за счет применения пятикоординатных режущих головок и улучшения управляющих программ. Из-за потери энергии к низу реза пропил может иметь сужение 0,13 мм сверху вниз. Теперь в процессе резки мы наклоняем режущую головку. Это компенсирует переменность реза. Обычно у нас ширина пропила 0,78-1,00 мм. Мы используем трехкоординатное управление для позиционирования и две оси для наклона. Они позволяют нам резать под углом до 45°.

В качестве насосов на отдельных наших установках мы используем нагнетатели, позволяющие создавать новую версию циклов при низкой скорости (около 45 циклов в мин). Насосы с прямым приводом отрабатывают около 1800 циклов в мин. Это означает быстрый износ уплотнений и большее время на обслуживание.

Хотя принимаются меры по увеличению рабочих давлений, мы нашли хороший рынок оборудования низкого давления. Наше последнее изделие – небольшая установка ЕСО 1005, создающая давление 152 МПа от насоса с прямым приводом. Она работает со скоростью резки, составляющей около трети скорости на нашей установке на 413 МПа. Несмотря на низкую скорость, эта установка отличается компактностью и по стоимости хорошо подходит для небольших предприятий и опытных цехов. Цена установки резко, как и стоимость эксплуатации, падает при снижении рабочего давления, т.к. уменьшается износ и сокращается потребление энергии.

Станок с одной головкой обычно уступает по скорости лазеру. Однако, если нужно увеличить скорость, мы можем увеличить количество головок с управлением от единой системы ЧПУ, что не вызывает больших расходов.

«Время технического обслуживания - решающий фактор» - Д. Дедик, KTM Waterjet Systems
Текущая тенденция заключается в повышении давления, уменьшении времени на обслуживание при упрощении замены уплотнений, снижении цен. Скорости резки в последнее время были улучшены путем внедрения линейных двигателей в приводах рабочих головок. Высокая скорость используется для резки очень тонких материалов, таких как фольга, ткань, пенопласт или резиновые прокладки.

Верхнее давление в наших установках подскочило с 380 до 410 МПа, в основном вследствие повышения точности производства. Максимальные давления достигаются только с помощью нагнетательных насосов за счет интенсификации гидравлического давления воды. При высоком давлении можно резать металлы толщиной до 406 мм. Однако уже при толщине свыше 127 мм гидроабразивная резка может стать неэффективной. Необходимы испытания для определения достаточности скорости резки и соответствия качества реза установленными требованиям.

Вопросы обслуживания играют ключевую роль. Желающие приобрести гидроабразивные системы должны тщательно оценить качество уплотнений высокого давления и контрольных клапанов. Это наиболее изнашиваемые компоненты. В дополнение к периодичности технического обслуживания необходимо принимать во внимание также и его время. При любой оценке тщательно учитывайте типы материалов, подлежащих резке. Один из вопросов - обработка неоднородных материалов, например чугунных отливок с включениями. Также трудно резать материалы с воздушными карманами или слоистые материалы.

Количество головок, приводимых одним насосом, зависит от их типа и размера сопла, а также от рабочего давления. Установки с несколькими головками переменного времени включения-выключения могут создавать проблемы при использовании насосов с прямым приводом. Это решается за счет использования нагнетателя.

«Хорошая система автоматизации ускоряет производство» - Дж. Цайзер, Bystronic USA
Развитие водоструйной технологии направлено на уменьшение усилий на входе с увеличением результатов на выходе. Прогрессивные системы для водоструйной резки и программное обеспечение разработаны с целью уменьшения вмешательства оператора. Сегодняшние конструкции установок водоструйной резки обеспечивают более длительную эксплуатацию при меньших затратах на обслуживание и ремонт насосов, чем это было раньше. В среднем установка гидроабразивной резки модели Bystronic Byjet, имеющая нагнетатель с активным контролем давления (5,0 л/мин), требует ремонта только через 5000 ч.

Новый нагнетатель фирмы мод. Byjet 50 AP уменьшает производственные и операционные затраты конечного потребителя. В нем использовано фирменное программное обеспечение, которое осуществляет мониторинг внутренних функций нагнетателя, что позволяет оператору осуществлять контроль за его работой, не покидая рабочего места. Программное обеспечение также прогнозирует необходимые работы по техобслуживанию, позволяя упростить их программирование. Режущие головки модели High Precision Tool имеют жесткие допуски, так что водяной поток мало касается внутренних частей режущей головки. Это позволяет снизить износ расходных деталей и дает повышение скорости резки приблизительно на 10%.

Установки фирмы Bystronic снабжаются тактовым столом для подачи материала и загрузчиком с поворотной рукой, что дает увеличение производительности на 30% при незначительном участии оператора. С помощью погрузчика с поворотной рукой установка может самостоятельно загружаться и по завершении операции тут же меняет местами столы для начала следующих операций резки. Она продолжает работать и в то время, когда оператор разгружает разрезанные детали и материал.

В особых случаях мы можем делать отверстия диаметром 1-4 мм в стали толщиной 102 мм. Мы использовали нашу машину 30-15 с насосом 52,5 кВт. При этом гранат имел зернистость 380 меш и подавался с интенсивностью 380 г/мин через сапфировое сопло диаметра 0,3 мм. Давление составляло 3600 бар, скорость резки - 80 мм/мин.

«Водоструйная установка способна на многое» - Дж. Ховард, президент Calypso Waterjet Systems
Мы находим, что растущее число различных потребителей заинтересованы в водоструйной резке из-за ее гибкости. Компании, пережившие последний кризис, стремятся расширить производство и увеличить номенклатуру выпускаемой продукции. Они не хотят быть прикованными к одной отрасли, материалу или процессам и водоструйная резка дает им требуемые расширенные возможности. Хотя установки для гидроабразивной резки являются нашим основным продуктом, мы замечаем потребность и в машинах для гидрорезки, потому что заказчики работают больше с мягкими материалами. Установки с несколькими режущими головками также пользуются спросом, позволяя увеличить производительность.

Мы используем только нагнетательные насосы с давлением 413 МПа, и долговечность наших уплотнений достигает 800-1000 ч при времени замены 1-1,5 ч.

Фирма Calypso использует 6-осевую платформу с сервоуправлением, на которой можно установить несколько головок, устройство автоматического выставления высоты и сверлильные инструменты одновременно. В дополнение мы недавно добавили систему интегрированной резки, что стало возможным благодаря программному обеспечению и сенсорным опциям регулировки высоты.

«Не только для резки металла» - Д. Дъюмас, Jet Edge
Наши установки сконструированы в основном для предприятий крупносерийного производства. Последняя наша система оснащена устройствами ЧПУ марки Sercos, обеспечивающими высокую скорость многоканальных коммуникаций с такими элементами этой системы как транспортеры и роботы. Сканнер считывает деталь и автоматически выдает программы для ее резки. Это повышает точность и скорость резки. Уменьшен объем электропроводки, потому что это цифровая система, где используется также волоконная оптика.

В наших системах использованы только нагнетатели, но изготовителям комплексного оборудования мы также поставляем узлы с прямым приводом, работающие при давлении 380 МПа. На установках с несколькими головками трудно использовать насосы с прямым приводом. Мы предлагаем установки, работающие под давлением до 413 МПа, и в лаборатории достигли давления 552 МПа.

Для обеспечения равномерного давления в системе мы используем гидравлический аккумулятор. Это создает сглаженное давление, что выражается в низких эксплуатационных затратах из-за снижения колебаний давления, что может привести к усталости деталей в системах высокого давления. Мы используем нагнетательный насос с аккумулятором и цифровое управление насосом с мощностью привода 150 кВт. Он создает поток давления 413 МПа. Количество используемых головок зависит от вида продукции. Например, с насосом мощностью 150 кВт можно использовать одну головку для резки стали и 12 головок в той же системе для резки пенопласта.

Наш обычный стол имеет размеры 1,2 х 2,4 м, но мы можем добавить расширительные стойки, что позволит резать листы шириной до 4,3 м. Наша гамма установок покрывает размеры от 1,2 х 2,4 до 4 х 12 м. Использование шлифованных винтов ШВП на наших столах обеспечило точность позиционирования детали 0,06 мм и повторяемость ±0,03 мм. В отличие от систем других производителей, использующих поворотные головки, в наших установках упор сделан на конструкцию сопла, режущей головки и регулирование давления для исключения сужения реза.

Наша компания поставляет установки для интригующего «не режущего» применения. Известно, что реактивные двигатели самолетов требуют для регламентного обслуживания удаления керамического покрытия. Многие авиакомпании обнаружили, что с помощью водяной струи можно осуществлять чистку быстрее и дешевле, чем ранее используемыми кислотными ваннами. Одна из наших систем с нагнетателем мощности 111,9 кВт фактически сфрезеровывает ненужное покрытие с корпуса горелки. Этот процесс занимает считанные часы по сравнению с несколькими днями ранее.

«Комбинированные головки для водоструйной и плазменной резки» - Р. Смолвуд, ESAB Cutting Systems
Фирма ESAB обычно ассоциируется со сваркой и плазменной резкой, а теперь мы предлагаем системы, совмещающие водяную струю и плазму. На портальной машине установлены обе головки с программированием резки одной детали любой из них или обеими. Это позволяет серьезно улучшить качество деталей, которые на отдельных участках требуют повышенной точности, по сравнению с одной плазменной обработкой. Поскольку не все детали, получаемые водоструйной резкой, требуют одинакового качества по всей длине реза, мы установили различные уровни качества (Q1, 2, 3, 4, 5). Мы можем использовать водоструйную резку с соответствующим уровнем качества или плазму для резов более низкого качества. Комбинация плазмы с водяной струей позволяет повысить выпуск таких деталей.

В конструкции водоструйной части установки использованы традиционные преимущества фирмы ESAB, а режущие головки и насосы получены от фирмы КМТ. Предлагаются системы с одной или несколькими головками и наш размерный ряд охватывает длину от 1,2 до 15 м и ширину от 1,5 до 6 м.

Наша клиентура разнообразна: работники искусства, подрядные предприятия, сервисные центры металлоизделий, оборонные предприятия, особенно поставщики изделий из композитов. Наше ЧПУ позволяет нам использовать несколько типов прошивочных технологий, что позволяет нашим заказчикам резать многие типы материалов. По сравнению со сталью композиты требуют другую прошивочную технологию.

Мы имеем 5-осевую систему, позволяющую резать по наклонной поверхности и системы с насосами мощностью от 11,3 до 75 кВт. Мы также предлагаем контроль высоты, что означает сенсорный мониторинг расстояния до поверхности детали с тем, чтобы расстояние от головки до заготовки оставалось постоянным. Высота резки также может влиять на качество вырезаемых деталей, поэтому установки с несколькими головками должны использоваться с устройством автоматического контроля этого расстояния.

«Композиты - крупный рынок» - Д. Руппенталь, Flow Inc
Я бы распределил основные рынки струйной обработки в США на подрядные предприятия, аэрокосмическую и медицинскую промышленность.

В нашей стране системы с одной головкой более популярны, т.к. пользуются спросом у подрядных предприятий мелкосерийного производства. В Европе преобладают предприятия крупносерийного производства, поэтому более распространены системы с несколькими головками (до 10 головок в каждой).

Парадоксально, но факт, что некоторые наши заказчики, перешедшие на использование установок для гидроабразивной резки, начали захватывать рынки за пределами металлообработки. Например, быстрорастущим рынком является резка камня и керамики, также как и резка текстиля.

К новой технологии заказчики подходят осторожно, поэтому мы принимаем особые меры для упрощения операций на машинах высокого интеллекта, особенно с графическим интерфейсом пользователя (GUI).

Мы обнаружили, что наибольшее применение гидроабразивная резка находит для резки композитов, используемых в гражданских и военных самолетах. Наибольшая проблема с композитами заключается в том, что они при резке обычными методами механообработки осыпаются и расслаиваются. Водяная струя позволяет избежать этого.

Однако проблема, которую нам предстояло решить, заключалась в обеспечении первоначальной прошивки композитов. В старых системах водяной поток, вначале выходящий из режущей головки, короткое время не несет в себе никаких абразивных зерен. Поэтому поток является струей воды, которая просто расслаивает композит, а не режет его. Мы решили эту проблему за счет совмещения сброса давления и вакуума. Такая комбинация технических приемов немедленно вытягивает абразивные зерна в водяную струю, так что прошивание происходит сразу же после запуска программы.

Точность резки зависит от ее назначения, но в большинстве случаев мы можем предложить 0,025 мм. Имеются два способа обеспечения точности: резать очень медленно или использовать многоосевую режущую головку. Должно контролироваться любое изменение в направлении или контуре. Поведение струи не аналогично поведению режущего инструмента. Поэтому для коррекции таких различий фирма Flow создала и запатентовала систему с динамической водяной струей.

Вследствие высокой чувствительности процесса гидроабразивной резки мы предлагаем как нагнетатели, так и насосы с прямым приводом. После оценки потенциальных потребностей заказчика и его возможностей обслуживания установок мы помогаем ему принять лучшее решение.

Мы предлагаем трехмерную режущую систему с ЧПУ, требующую более высокого профессионального уровня подготовки оператора, чем для двухмерного применения. Эти системы составляют до 10% в наших продажах и их сбыт увеличивается. В одном из случаев трехмерной обработки мы резали броневую плиту толщиной 203 мм из сплава Waspaloy.

Со многими системами предлагаются датчики различного типа для определения высоты. Они позволяют распознать расстояние между наконечником режущей головки и заготовкой. Это особенно важно для очень тонких и очень толстых материалов. Тонкий материал имеет свойство коробиться, а толстый стремится к снятию напряжений при резке вследствие возникновения в металле динамических напряжений. В системах фирмы Flow, например, определение высоты осуществляется следящим элементом динамического контура, который, являясь механическим щупом, перемещается вдоль заготовки с постоянным опережением режущей головки. Электронные или оптические датчики ненадежны из-за присутствия воды и абразива.

Фирма Erotec с помощью оборудования для гидроабразивной резки фирмы Omax дополняет электроэрозионную обработку


Основными узлами устройств для гидроабразивной резки, используемых фирмой Erotec, являются запатентованные насосы фирмы Omax. Имеются насосы трёх различных мощностей: 15, 22 и 30 кВт. КПД этих насосов благодаря компактному конструктивному исполнению доходит до 93% (относительно мощности водяной струи на выходе из режущей головки). Высокий КПД и особенности конструктивного исполнения насоса уменьшают шум при работе установки, который составляет всего около 80 дБ. Подобные устройства работают намного тише, чем другое преимущественно применяемое гидравлическое оборудование (насосы-мультипликаторы), которое требует очень затратного демпфирования, чтобы минимизировать уровень шума до переносимых человеком значений.

Насосные установки фирмы Omax гарантируют постоянство давления водяной струи на поверхность обрабатываемой детали. Это необходимо, когда к поверхности разрезаемой детали предъявляются жёсткие требования с точки зрения точности и отсутствия зазубрин. Режущая головка располагается таким образом, чтобы режущие гранулы подавались точно по оси водяной струи. В этом случае режущие гранулы работают именно там, где это требуется, а именно, в самом разрезе, а не по кромкам головки. Кроме того, подобное конструктивное исполнение сводит к минимуму износ этой головки.

Интеллектуальное программное обеспечение в системе Windows обеспечивает простоту программирования. Время программирования существенно меньше, чем, например, время программирования фрезерного центра. Никаких дополнительных систем программирования не требуется, как это имеет место при работе большинства электроэрозионных станков. Совершенно очевидно, что можно заимствовать и перерабатывать внешние файлы данных, такие как DWG или DXF.

Наиболее существенно то, что программное обеспечение позволяет надёжно программировать обработку угловых и радиусных участков с соответствующим уменьшением скорости резки на проблемных участках. Это позволяет соответствующим образом компенсировать погрешности перемещения гидроабразивной струи. Это фиксируется изменением цвета контура разреза на картинке цветного экрана. Таким образом, можно получать, например, и острые углы, аналогичные углам, получаемым на проволочно-вырезном электроэрозионном станке.

Фирма Erotec предлагает оборудование четырёх типов для различных условий обработки: размеры рабочей зоны составляют от 600 х 600 мм для инструментального производства до 4060 х 2030 мм для особенно крупных деталей при единичном и мелкосерийном производстве, а также при изготовлении образцов. Кроме металлов (легированные стали, алюминий, медь и титан) можно также резать мрамор, гранит, керамические материалы, каменные плиты, плексиглас и резину.

В качестве принадлежности для программируемой оси Z может поставляться электропривод для перемещения оси Z на расстояние до 200 мм со скоростью до 2,5 м/мин. При оснащении соответствующим оптическим датчиком можно с помощью видеокамеры контролировать угловые участки и отверстия детали.

Кроме того, в качестве опции фирма Omax предлагает автоматизированную систему подачи режущих гранул, а также различные системы их удаления. Также поставляются замкнутые системы фильтрации и установки для подготовки воды.

При гидроабразивной резке не возникают тепловые нагрузки, поверхность обрабатываемой детали не окисляется и не подвергается значительным тепловым воздействиям. Структура обрабатываемого материала на кромках разреза не изменяется. Достигаемая точность обработки в зависимости от высоты обрабатываемой детали составляет от 0,05 до 0,1 мм. Ещё одним преимуществом является то, что отрезанная часть материала остаётся на столе установки.

Производительность установки для гидроабразивной резки фирмы Omax в 20 раз превышает производительность проволочно-вырезного электроэрозионного станка. Поэтому технология гидроабразивной резки имеет все шансы в будущем привлечь инвестиции, которые до настоящего времени вкладывались исключительно в проволочно-вырезные электроэрозионные станки. Первые опросы потребителей подтверждают справедливость этого предположения.

Гибкость и прибыль, полученные в результате внедрения гидроабразивного оборудования


Предприятие, которое обслуживает электронную, аэрокосмическую и оборонную отрасли при использовании традиционных дыропробивных прессов, сварочного и формообразующего оборудования, расширило свои технологические возможности и рынок сбыта путем введения гидроабразивной резки. По заявлению представителя фирмы, гидроабразивное оборудование позволило внедрить новое направление в производстве; обрабатывается широкий спектр материалов при получении точных и уникальных угловых поверхностей.

К настоящему времени гидроабразивная резка оказалась гибкой и полезной технологией в бизнесе и дает исключительно надежную продукцию. Она, в значительной мере обеспечила непрерывный рост и успех предприятия Midwest Precision. Первая установка была приобретена у компании КМТ Waterjet (США) в 1992 г.; она окупила себя за шесть месяцев. Фирма КМТ Waterjet поставила комплектную систему, в том числе мультипликатор для получения ультравысокого давления, который функционирует до настоящего времени. Надежная работа системы и широкий набор выполняемых операций обусловили приобретение в 1998 г. второй установки компании КМТ с мультипликатором ультравысокого давления вдвое большей мощности (37 кВт). Было приобретено также множество дополнительных устройств, среди которых два дозатора абразивов, две гидроабразивные головки КМТ AutolineTM и два нормально закрытых клапана. После приобретения второй гидроабразивной установки фирма Midwest Precision при обслуживании аэрокосмической отрасли поддерживала свою конкурентоспособность. Гидроабразивной резкой обрабатываются корпусные детали и крылья самолетов. Такая резка привлекла авиационных заказчиков тем, что при обработке не образуются зоны термического влияния, что является критически важным для изготовителей самолетов. Гидроабразивной резкой фирма Midwest обрабатывает также авиационные профили и детали со строгими допусками, такие как трубы, стальные двери и камеры.

Эффективность гидроабразивной резки определяется двумя факторами: скоростью водяной струи и качеством абразивных частиц в струе. Последняя из приобретенных фирмой Midwest установок КМТ с насосом-мультипликатором давления мощностью 37 кВт развивает давление до 380 МПа. При резке металлов в поток воды добавляются мелкие абразивные частицы из граната. В струе под давлением 380 МПа гранатовые абразивные частицы и вода перемещаются со скоростью, которая в 2,5 раза больше скорости звука. Для управления струей и направления режущих усилий режущая головка КМТ Autoline пропускает поток через небольшое отверстие в драгоценном камне и фокусирует струю, когда прилагается режущее усилие.

Резка меди


В качестве примера производительности и точности, которую фирма Midwest получает при гидроабразивной резке, демонстрируется обработанное медное кольцо диаметром примерно 25,4 мм (рис. 1). Заказчик уменьшил отпускную цену на эту деталь на 93%. Гидроабразивная резка является предпочтительной технологией при изготовлении подобных деталей; используется также при резке высокопрочных материалов, таких как мрамор, пуленепробиваемые пластики, композиционные материалы, многослойные и хрупкие материалы, например, стекло. Резка этих материалов лазером не обеспечивает получения такого же высокого и стабильного качества. Применение технологии гидроабразивной резки позволяет фирме Midwest Precision максимизировать использование материалов. Мощная и эффективная струя, образуемая соплом установки КМТ, позволяет получать очень точные резы; при этом обычно идущие в отходы обрезки становятся восстанавливаемыми и вновь используемыми материалами, что повышает общую эффективность производственного процесса. Когда это требуется, специалисты компании КМТ Waterjet быстро восстанавливают работоспособность установок. Вместе с тем, они информируют операторов этих установок о возникших неисправностях, что позволяет в будущем минимизировать время простоя.
Путем обработки этого медного кольца на гидроабразивной установке его стоимость была уменьшена на 93%
Рис. 1. Путем обработки этого медного кольца на гидроабразивной установке его стоимость была уменьшена на 93%.



В.А. Потапов, Г.С. Потапова
По материалам журналов: Fertigung (2003), Modern Application News (2004), Manufacturing Engineering (2005)
Источник: "Станки, современные технологии и инструмент для металлообработки"

- Главная - Оборудование - Программы - Услуги - FAQ - Статьи - Фотогалерея - Заказ - Контакты - Карта сайта -
Copyright © ПлазмаТехСервис-Украина. Все права защищены.
моб.тел. +38 (050) 318-22-10, e-mail: info@plasma.mk.ua, сайт: www.plasma.mk.ua
Рейтинг@Mail.ru