Nástroje pro řezání kovů | Blog o kovoobrábění

Řezání kovů lze provádět různými technologiemi, výběr závisí na požadavcích na přesnost a kvalitu řezu. Zvažme, jaké typy řezání kovů nabízejí moderní výrobní zařízení a jaké technologie je vhodné v určitých případech použít.

Základní metody obrábění kovů

• vysoce přesné řezání kovů;
• mechanické metody;
• metody tepelného řezání.

Vysoce přesné řezání kovů

Technologie vysoce přesného řezání se používá tam, kde je potřeba dodržet přesné parametry a vysokou kvalitu řezu. Metoda se používá při výrobě dílů v mechanické a letecké konstrukci, při výrobě šablon atd. Vysoce přesné typy řezání kovů zahrnují dvě technologie: řezání laserem a řezání vodním paprskem.

Řezání kovů vodním paprskem

Technologie spočívá v vystavení plechů proudu vody přiváděné pod vysokým tlakem a smíchané s abrazivními částicemi. Jedná se o jednu z prvních metod řezání kovů, která se začala používat v průmyslovém prostředí.

Řezání kovů vodním paprskem umožňuje vyrábět prvky složitých konfigurací, technologie umožňuje zpracovávat několik plechů současně, což zvyšuje produktivitu. Nevýhody technologie zahrnují omezení tloušťky zpracovávaného plechu, navíc ne všechny slitiny kovů lze touto metodou řezat.

Metody mechanického řezání kovů

Mechanické řezání kovu se provádí přímým kontaktem řezného prvku s válcovanými plechy. V tomto případě se používá fréza vyrobená z pevnějšího kovu než zpracovávané prvky. Pro zpracování se používá mnoho typů mechanických řezacích zařízení vybavených řezacími prvky v podobě nůžek, nožů, gilotiny atd.

Ruční řezání

Jednou z nejjednodušších metod mechanického řezání kovu je ruční řezání. Pro řezání použijte brusku, nůžky nebo pilky. Manuální metoda se obvykle používá doma. Nevýhody zahrnují náročnost na práci a také skutečnost, že kvalita řezání přímo závisí na kvalifikaci operátora.

Mechanické řezání pomocí výrobního zařízení

Existují různé typy výrobních zařízení určených pro mechanické řezání kovů. Rozlišují se tyto typy strojů:

• Pásové pily;
• gilotiny;
• disk;
• soustruhy s frézami;
• podélné řezání.

Všechny typy kontaktního řezání umožňují kov oddělovat pouze v přímce nebo řezat pod určitým úhlem. Tímto způsobem je nemožné získat části složitých konfigurací.

Opracování kovů pásovou pilou

Řezání pásovou pilou se používá pro řezání děleného plechu. Řezným prvkem je pásová pila, která je vybavena stroji LPS (pásová pila). Řezný prvek je svou konstrukcí podobný pile na železo, rozdíl je v tom, že čepel je uzavřena v prstenci velkého průměru, jedna ze stran prstence je opatřena zuby. Řemen je připevněn ke kladce spojené s elektromotorem. . Když se řemenice otáčejí, řezací prvek se uvede do pohybu a oddělí plechy. Pily pro obráběcí stroje jsou vyrobeny z materiálů se zvýšenou pevností: uhlíková ocel nebo bimetalické slitiny. Produktivity zařízení je dosaženo díky rychlosti otáčení pily – asi 100 mm/min. Moderní modely strojů jsou vybaveny elektronickým ovládáním a také zařízením, které umožňuje zařazení LPS do výrobní linky.

Mezi výhody metody separace kovů patří:

• nízké náklady na vybavení;
• schopnost provádět řezy v různých úhlech;
• malá šířka řezu, která minimalizuje odpad.

Pomocí gilotiny

Řezání kovů na gilotině je založeno na principu rázového řezání. Válcované plechy se obvykle zpracovávají metodou řezání. Technologie umožňuje řezání všech druhů kovů: železné, neželezné, pozinkované oceli atd.

Řezání kovů se provádí následovně: válcované plechy se položí na pracovní plochu stroje, plechy se zajistí pomocí upínacího nosníku, poté se provede řezání. Jako řezací prvek se používají nůžky (v tomto případě je jedna hrana pevná; na ni jsou umístěny listy) nebo gilotinové nože.

Tato technologie umožňuje provádět řez v jednom kroku; kov se odděluje působením řezného prvku i tlaku. Řezná hrana je dokonale hladká, bez otřepů nebo jiných vad.

Typy gilotin pro řezání kovů

• elektromechanické;
• hydraulické;
• pneumatický;
• ruční (takové modely jsou považovány za zastaralé, ale stále se používají v malých dílnách; řezací mechanismus se provádí stisknutím pedálu).

Mezi nevýhody tohoto typu zařízení patří omezení tloušťky zpracovávaného plechu a vysoká hladina hluku při provozu stroje.

Diskový stroj

Další metodou mechanického řezání kovů je řezání pomocí kotoučového stroje. V tomto případě se jako řezný prvek používá kotoučová pila. Ve výrobě lze použít stroje s jednou nebo dvěma pilami, v druhém případě se zvyšuje produktivita zařízení a je možné provádět současně několik operací. Řezací prvek je poháněn elektromotorem. Mezi výhody této technologie patří:

• kompaktnost a nízké náklady na zařízení;
• vysoká přesnost zpracování;
• schopnost řezat kov pod různými úhly;
• minimální odpad.

Za zmínku také stojí, že stroj má poměrně jednoduché ovládání a jeho obsluha nevyžaduje vysoce kvalifikovaný personál. Pokud jde o nevýhody, zdůrazňují nízký výkon zařízení.

Stroj na řezání kovů

Pro podélné řezání se používá specializované zařízení k oddělení kovu na úzké pásy dané velikosti. Dělicí stroje jsou plně automatizované, což snižuje riziko defektů při řezání.

Tepelné metody řezání kovů

Technologie tepelného řezání kovů je metoda, která zahrnuje zahřívání kovu a jeho tavení podél linie řezu. Rozlišují se následující způsoby řezání:

• kyslíko-palivové řezání;
• řezání laserem;
• řezání plazmou.

Tepelné zpracování umožňuje vyrábět výrobky různých konfigurací je možné provádět složité řezy a vyřezávané otvory se stanovenými parametry. Při tepelném zpracování nedochází ke kontaktu řezného prvku s kovem, což zajišťuje vysokou přesnost a rovnoměrnost řezu.

Řezání kyslíkem

Metoda kyslíko-palivového řezání je založena na vlastnosti kovu tavit a hořet v prostředí čistého kyslíku. Řezání vyžaduje teploty nad 1000C. Zpracování se provádí následovně:

• Kov je důkladně vyčištěn.
• Stanoví se místo řezu a zahřeje se na teplotu, při které dojde ke vznícení. Ohřev se provádí v acetylenovém prostředí pomocí plynové řezačky a je důležité přesně vypočítat teplotu ohřevu s ohledem na typ kovu a tloušťku oddělovaných prvků.
• Při zahřátí kovu na požadovanou teplotu se použije kyslík, pomocí tohoto plynu se kov zapálí a z povrchu řezu se odstraní oxid. Obsluha plynule pohybuje plamenem řezačky a obrobek řeže po celé jeho tloušťce.

Při provádění kyslíko-palivového řezání je nutné pečlivě dbát na to, aby po celou dobu operace byla stejná vzdálenost od povrchu frézy k povrchu opracovávaného kovu.

Řezání kyslíkem se provádí ručně i automaticky. V prvním případě je obtížné zajistit, aby se fréza pohybovala rovnoměrně a v určité vzdálenosti nad povrchem obrobku, takže výsledek ručního řezání přímo závisí na zručnosti obsluhy. Automatické řezání poskytuje lepší výsledky. Lze použít i řezání kyslíkem pod tlakem. V tomto případě je možné zkrátit dobu dělení kovu na prvky a zlepšit kvalitu řezu.

Mezi výhody kyslíko-palivového řezání patří:

• vysoká produktivita metody;
• nízké provozní náklady;
• vysoká kvalita řezu (zejména u automatického řezání);
• schopnost zpracovávat obrobky různých tlouštěk;
• schopnost zpracovávat různé druhy kovů, včetně titanových plechů;
• schopnost provádět řezy a otvory různých konfigurací.

Technologie má však určité nevýhody. Tímto způsobem nelze zpracovávat zejména obrobky z mědi, hliníku, chromniklové a uhlíkové oceli. Za pozornost také stojí změna fyzikálních vlastností kovu v místě řezu.

Technologie se obvykle používá pro zpracování titanu, slitin titanu a nízkouhlíkové oceli.

Plazmové řezání

Další metodou tepelného řezání kovu je řezání plazmou. V tomto případě se k ohřevu a odpařování kovu používá plazmový paprsek, který je generován speciálním zařízením – plazmovým hořákem. Plazma je proud horkého ionizovaného plynu, který při průchodu tryskou vytváří bezkontaktní řezání. Plasmatron lze instalovat na CNC zařízení, v tomto případě jsou všechny parametry zpracování kovů řízeny automaticky, což zajišťuje rozměrovou přesnost a schopnost vyrábět prvky různých konfigurací.

Mezi výhody technologie patří:

• schopnost zpracovávat všechny typy elektricky vodivých materiálů;
• vysoká rychlost zpracování;
• mírné zahřátí kovového povrchu.

Mezi nevýhody patří omezení tloušťky zpracovávaných prvků (do 100 mm), vysoká cena zařízení a vysoké požadavky na kvalifikaci obsluhy.

Technologie plazmového řezání se používá ke zpracování všech druhů oceli, hliníku, neželezných kovů atd. Metoda umožňuje řezání válcovaných trubek, výrobu tvarových dílů, šablon a polotovarů pro následné lisování nebo kování.

Řezání kovů laserem

Kov je rozdělen na prvky pomocí zaostřeného laserového paprsku a pro řezání se používá speciální výrobní zařízení. Laserový paprsek je zaostřen na bod řezu, ohřívá povrch, v důsledku toho se kov vaří a odpařuje, poté je paprsek přenesen do jiného bodu, což vede k řezu.

Technologie se používá pro zpracování kovů s nízkou tepelnou vodivostí. Metoda je vhodná pro řezání tenkých plechů z hliníku, mědi a nerezové oceli. Řezání laserem se také používá ke zpracování válcovaných trubkových prvků. Mezi výhody této technologie patří:

• přesnost zpracování;
• vysoce kvalitní řez;
• schopnost zpracovávat různé druhy kovů, ale i nekovové materiály.

Laserová technologie má však i určité nevýhody. Patří mezi ně omezení tloušťky zpracovávaného materiálu, vysoká spotřeba energie a navíc operaci může provádět pouze speciálně vyškolený, vysoce kvalifikovaný personál.

Jak vybrat technologii řezání kovů

Při výběru technologie řezání kovů se zákazníci obvykle řídí následujícími ukazateli:

• válcovaná tloušťka;
• kovový typ;
• objednané množství;
• náklady na řezání (cena závisí na použitém zařízení a složitosti práce);
• požadavky na kvalitu řezu.

Pokud nevíte, jakou technologii zvolit, můžete se obrátit na zástupce společnosti nabízející kovoobráběcí služby. Odborníci vám podrobně řeknou o používaných metodách řezání kovů a pomohou vám s výběrem s ohledem na vaše požadavky a rozpočet.

Řezání kovů je nejoblíbenější operace nákupu, která umožňuje oddělit obrobek požadované velikosti od plechu, kruhu nebo kanálu standardních velikostí. Ruční a automatizovaná zařízení pro řezání kovů se používají v průmyslu i mimo něj.

Univerzální možností výroby kusových dílů zůstává řezání plynem se směsí propan-kyslík, má však řadu nevýhod. Hovoříme o omezení tloušťky kovu (nemožnost řezání silných a naopak tenkých válcovaných výrobků), špatné kvalitě povrchu a velkých přídavcích.

Kovodělné podniky proto používají speciální zařízení pro automatické nebo ruční řezání pomocí různých technologií. Dnes v průmyslu používají:

• řezání pilou;
• řezání plazmou;
• řezání laserem;
• řezání vodním paprskem;
• kyslíko-palivové řezání;
• gilotina.

Pásová pila

Řezání pásovou pilou je z technického hlediska nejjednodušší. Představuje fyzické odstranění kovu ostřím pily. Výhodou této technologie je dostupná cena zařízení vyráběných desítkami firem po celém světě. Mezi nimi samostatně vyzdvihneme značky JET (USA), Optimum (Německo – Čína), Proma (Česká republika), Way Train (Tchaj-wan).

Technologie umožňuje přímé řezání výkovků a standardních válcovaných výrobků s výjimkou plechů. Nevýhodou technologie zůstává její relativně nízká produktivita.

Malé podniky mohou navíc používat rozbrušovací pily. Konstrukčně představují řezné kolo rotující vysokou rychlostí nebo pilový kotouč vykonávající vratné pohyby. Takové stroje jsou z technického hlediska extrémně jednoduché, ale mají omezenou produktivitu a neumožňují automatizaci procesu řezání, což ovlivňuje produktivitu.

Plazmová řezačka

Plazmové řezání je založeno na generování řezacího oblouku, který umožňuje rychle řezat konstrukční, slitinovou, nerezovou ocel, litinu, titan a řadu slitin neželezných kovů. Zvláštností této technologie je její přijatelná cena, vysoká řezná rychlost a všestrannost, díky čemuž je nejoblíbenější ve strojírenských podnicích. Mezi výrobce takového zařízení patří Steel Tailor, Hypertherm, Huaynan, ESAB a další.

Plazmové řezání lze provádět na ručních strojích nebo automatizovaně. V druhém případě se obrobek položí na stůl a pohyb řezací hlavy se řídí předem stanoveným programem.

Řezání laserem

Řezání laserem je založeno na vytváření světelného paprsku, který je zaměřen na konkrétní úzkou oblast a okamžitě vytváří taveninu. Vysoká rychlost zpracování, schopnost řezat složité díly a obrobky s velkou přesností, dobrý stav hran, který umožňuje odmítnout další zpracování, jsou nepochybnými výhodami laseru.

Nevýhodou technologie jsou vysoké náklady na zařízení, takže jeho nákup je relevantní pouze pro dostatečně velké podniky, které jej mohou načíst. Mezi hlavní výrobce těchto zařízení patří Trumpf, Rabbit, MCLaser a Wattsan.

Výhodou technologie je schopnost zpracovávat různé slitiny. Potíže mohou nastat u nerezové oceli a jiných značek slitin, které mají dobré odrazové vlastnosti.

Řezání vodním paprskem

Řezání vodním paprskem je založeno na přívodu pod tlakem až 5000 atmosfér směsi vody a abraziva (obvykle křemenného písku), což vede k destrukci kovu na molekulární úrovni. Zvláštností technologie je schopnost řezat obrobky až do tloušťky 300 mm, vysoká kvalita řezu a absence tepelných vlivů, které potenciálně mění strukturu kovu. Řezání vodním paprskem nezanechává odpad ve formě třísek nebo prachu, což z něj činí jedno z nejekologičtějších.

Řezání kyslíkem

Řezání kyslíkem je založeno na vlastnosti kovu hořet v čistém kyslíku při zahřátí nad 1000 stupňů. Při provozu takového zařízení je obrobek spálen podél linie řezu, zatímco produkty spalování jsou současně vyfukovány. Dnes se podobná technologie používá pro řezání tlustých obrobků.

Gilotiny

Samostatnou skupinu zařízení tvoří gilotiny, které zahrnují řezání pomocí energie padající hmoty. Obvykle se používají pro řezání tenkých plechů, které zajišťují zpracování celého standardního plechu najednou. Nevýhodou této technologie je malá geometrická přesnost řezání a také velké množství odpadu.