Из этого материала вы узнаете:
- В чем суть технологии раскроя металла
- Какие существуют способы раскроя металла
- Что такое норма раскроя металла
- Как рассчитывается коэффициент раскроя металла
Технология раскроя металла
Создание металлоконструкций начинается с заготовительных этапов, одним из которых является раскрой листового и профильного металла. Именно эта стадия определяет всю дальнейшую работу. Производственные комплексы и машиностроительные предприятия имеют в своем составе цеха, где заготавливают детали будущих конструкций. Эти специализированные подразделения оснащаются разными станками и комплектами оборудования, предназначенного для раскроя.
Под раскроем листового металла следует понимать способ распределения деталей на металлических листах.
По форме заготовки могут быть прямоугольными или с другими очертаниями. Основной задачей конструкторов и технологов является уменьшение количества отходов производства. Существуют возвратные и невозвратные отходы, причем их объемы зависят от применяемых методов раскроя.
Читайте также: Виды рекламных конструкций: самые популярные и эффективные
Наиболее распространенные способы раскроя металла
1. Метод гильотины
Сегодня на рынке представлено разнообразное оборудование, позволяющее резать металл толщиной 0,45–2,5 мм с помощью простого металлического устройства, для резки листов до 20 мм применяются электрические или пневматические гильотинные ножницы. Подобное оборудование позволяет получать заготовки с чистым ровным резом, но необходимо подбирать гильотинные ножницы определенного класса под разную толщину металла.
Например, недорогая механическая гильотина применяется при раскрое листов металла в строительной отрасли. Ее используют в компаниях, занимающихся производством кровли из оцинкованных листов или металлочерепицы, откосов, сливов, различных доборных элементов.
Различные виды гидравлических, пневматических и электромеханических гильотин находят применение в технологических циклах изготовления листового проката, для отрезания одинаковых листов профиля и при раскрое рулонов из металла. Только нужно учитывать, что гильотина может отрезать исключительно по прямой линии.
Рекомендуем статьи по металлообработке
2. Резка с помощью ленточных и дисковых пил
Самым известным и востребованным инструментом, способным справиться с разными задачами, которые, однако, не относятся к высокоточным, можно назвать переносную углошлифовальную машинку «болгарку». На стационарных пилах большого диаметра можно добиться большей точности, поэтому их применяют для выпуска мелких серий деталей из металла. Это оборудование подходит для раскроя металла толщиной до 8 мм. Преимущество подобного вида обработки – в возможности резать материал под разными углами, но для заготовок криволинейной формы такие пилы не используют.
3. Обработка на просечном прессе
Просечные прессы, имеющие разную мощность, устанавливают в цехах металлообработки промышленных предприятий. Их применяют для выпуска деталей из алюминия для монтажа металлоконструкций или на завершающем этапе производства просечно-вытяжных листов.
4. Газокислородное оборудование для резки
Высокая производительность этого оборудования делает его одним из самых популярных видов, используемых при раскрое металлических листов. Оно находит применение в большинстве промышленных отраслей, однако режет лист с излишне широким резом, оставляя окалину и неровные края. Также его нельзя применять для резки тонкого листового проката.
Вышеперечисленные методы обладают общим свойством – они одинаково обрабатывают черный и цветной металлы, а также нержавейку. Исключением можно считать обработку алюминиевых листов газокислородным оборудованием.
5. Использование плазмореза при раскрое металлопроката
При раскрое с помощью плазмореза происходит интенсивное нагревание листа электродугой по линии реза и удаление расплавленных частиц потоком плазмы. Высокотемпературная резка металла осуществляется режущим потоком ионизированного газа (в пределах +15 000…+30 000 °С) и поэтому имеет высокую скорость обработки. Этот метод раскроя металла является самым эффективным.
Высокая точность – это не единственное достоинство работы плазмореза, перечислим еще несколько:
- с его помощью можно проводить раскрой сложных деталей, включая шаблонную резку;
- при обработке лист металла не деформируется;
- точность контуров у изделий одного типа, допустимое отклонение линии реза – 0,5 мм;
- метод относится к экологичным и безопасным;
- плазморезом можно обрабатывать черный и цветной металл, нержавейку разной толщины.
Плазменную резку применяют при обработке таких материалов, как:
- алюминиевый прокат, имеющий толщину до 120 мм;
- медь и сплавы (бронза) с толщиной до 80 мм;
- легированная сталь, не превышающая 50 мм в толщину.
6. Лазерное оборудование для раскроя листового металла
Лазерное излучение с точной фокусировкой и высокой плотностью тепловой энергии обеспечивает высокоточный раскрой металла, при этом остается минимальное количество отходов. Технология полностью автоматизирована и роботизирована. Перед работой специалисты подготавливают электронный чертеж с точной разметкой, и далее лазер выполняет раскрой металла согласно заложенной программе.
Лазерная резка имеет нижеперечисленные преимущества:
- возможность изготовления деталей с любым криволинейным контуром;
- соблюдение норм раскроя и экономный расход металла, так как между деталями на листе остаются минимальные зазоры;
- во время резки детали не подвергаются деформации, так как отсутствуют механическое и длительное термическое воздействия, нет цветов побежалости;
- шероховатость минимальная, кромка четко перпендикулярна.
Читайте также: Кашпо из металла для цветов: виды и правила размещения
Что значит норма раскроя металла
Что такое норма расхода? Четкая и точная формулировка звучит так: «Это такое количество материала (нас интересует прежде всего металл), которое необходимо для создания единицы продукции».
Итак, чтобы производитель выпустил любую деталь, он должен рассчитать норму расхода или количество металла для ее изготовления.
Иногда можно встретиться с одним очень распространенным заблуждением. Часто заказчики рассчитывают на точную норму расхода, чего в принципе не может быть. Количество реально израсходованного металла всегда будет отличаться в большую сторону.
Здесь нет никакого обмана. В любом случае надо понимать, что на расчет нормы раскроя металла влияет множество факторов, и эти цифры всегда будут среднеарифметическими. Расчетная величина не будет соответствовать фактическому количеству материала по той причине, что в разное время его расход отличается. Это легче объяснить на примере раскроя из листов металла. Даже если вы никогда не сталкивались с производством, нетрудно догадаться, что существует множество вариантов разметки, и на одном и том же стандартном листе детали можно разместить по-разному.
В этой задаче не так просто разобраться. Очень часто бывает, что на листе могут быть разложены детали самой разной формы, и как тут высчитать, какое количество металла пошло на изготовление конкретного изделия. Мы не берем сейчас тот вариант, когда заготовки имеют простую форму прямоугольника и занимают почти весь лист. Можно много рассуждать на эту тему, главное, вы должны понять, что на величину нормы расхода на одну деталь оказывают влияние следующие факторы:
- количество заготовок, разложенных на листе, и насколько оптимально они разложены;
- будет ли использоваться оставшаяся часть листа для раскроя других деталей.
В разных ситуациях значения могут сильно различаться, даже в несколько раз, особенно если требуется раскрой деталей сложной формы, с выемками и отверстиями.
Расчет нормы при раскрое деталей из профильного металла, например, различные уголков, швеллеров, труб и других изделий, происходит по такому же принципу. Только отличие в значениях не так велико. Ведь при линейном раскрое технология проще, чем при двухмерном. Но и здесь раскладка может меняться, и обрезков бывает достаточно много.
Некоторым особо дотошным любителям точности можно еще указать на нормы ГОСТов, в которых можно увидеть, что существуют определенные допуски и отклонения в размерах и весе деталей каждого наименования. А фактически, если начать перемерять все детали одного типа даже с одного производства, то разницу все равно увидим и в размерах, и в весе. Также не следует забывать о точности измерительных приспособлений. Это касается в первую очередь весов для измерения металла.
Исходя из этого, можно быть совершенно уверенным в том, что, выполняя в соответствии с чертежом раскрой одной и той же детали в разное время, цифры фактического количества металла будут отличаться друг от друга. Дальше уже надо смотреть, как сильно расходятся значения. Нестрашно, если речь идет о допустимых погрешностях измерения. Но нужно учитывать, что влияние оказывают разные факторы, например, тип производства.
О норме расхода можно сказать, что это не характеристика какого-то конкретно произведенного изделия или заготовки, оно относится к общим понятиям. Норматив можно установить еще до момента запуска производства любой детали. Поэтому и нельзя говорить о какой-то абсолютной точности расхода при раскрое металла. Эта величина всегда будет отражением средних значений расходования металла на одну изготовленную деталь.
Читайте также: Лазерная резка алюминия: особенности технологии и сырья
Коэффициент раскроя металла: норма и другие нюансы
Для учета расходования материалов на производстве используют коэффициент раскроя. Для его расчета нужно разделить общую площадь или длину изготовленных деталей на общую площадь или длину всего использованного металла.
Для расчета норм расхода листовых материалов высчитывают чистую площадь деталей. Вместе с коэффициентом раскроя при Н. р. м. применяют следующие частные показатели: коэффициент использования детали, показатель использования штамповки и др.
На коэффициент Кн влияет выбранная форма заказа металла и использованная технология раскроя.
Расчет различных показателей и норм расхода металла и других расходных материалов необходим для оценки эффективности производства. Всегда определяют и сравнивают цифры по плану и по факту. Основными характеристиками являются значения коэффициентов раскроя и использования, расходного коэффициента выхода продукции или заготовки, коэффициента, определяющего извлечение детали из исходного металла.
При вычислении коэффициента использования берут две цифры − полезный расход металла и норму расхода для производства данной детали − и определяют их соотношение.
К примеру, деталь весит 16 кг, установленная норма раскроя 16 кг, высчитываем значение коэффициента использования – 12 делим на 16, получится 0,75. Из этого становится понятно, что четвертая часть металла или 25 % стали отходами. Также необходимо высчитывать значение расходного коэффициента, для этого берут норму расхода металла или другого материала, принятую для изготовления одной детали, и полезный расход. Этот коэффициент является обратным предыдущему.
Чтобы вычислить значение коэффициента раскроя, нужно определить массу (объем, площадь и длину) всех изготовленных из данного металла деталей и поделить на объем (площадь и т. д.) израсходованного сырья. Например, взято 5 м2 металла, из него произвели 4 м2 заготовок, значение коэффициента 0,8 получим из отношения 4 к 5. Также можно сказать, что уровень расходования составил 80 %.
Чтобы рассчитать значение коэффициента раскроя листов металла qf, нужно найти, как соотносятся между собой общий вес (площадь) деталей BЗ и вес (площадь) исходного листа Вл, формула выглядит так <7Р = Вв Вл.
Для расчета коэффициента раскроя определяют отношение двух величин: первая − полезная площадь используемого сырья, вторая – норма площади для этого количества заготовок.
Задание на изготовление выдается в виде подетальных карт с разметкой всех деталей. Материалы могут быть различные: листы из металла, профиль, пруток, трубы, поковки и отливки, а также пиломатериалы и пластмассы. В отдельном порядке на особых картах определяют разметку для изготовления изделий групповым раскроем.
Карта раскроя представляет собой план-заказ с указанием:
- размеров листовых материалов, наиболее подходящих для вырубки данных деталей;
- габаритов всех будущих деталей, при этом учитываются припуски на обработку;
- количества и веса изделий, веса и характера отходов, а также нормы расхода материалов и коэффициента использования.
Исходя из данных, представленных в подетальных картах, в дальнейшем рассчитывается месячная потребность участков и цехов в материале, составляются цеховые поузловые материальные карты и цеховые карты применяемости материала.
