Среди всех видов металлообработки резка металлических заготовок является одним из наиболее распространённых. Суть операции состоит в разделении цельной единицы металлопроката на части с заданной геометрией. Листовой металл обычно режется лазером или плазмой, а для поперечного резания объёмного металлического проката применяются дисковые режущие станки.
Эти машины получили наименование по названию инструмента – отрезного диска. Аналогичное по предназначению ленточнопильное и ножовочное оборудование сложнее в эксплуатации, что делает дисковые станки оптимальным вариантом для оснащения промышленных предприятий.
Металлорежущая техника с отрезным диском используется для резки следующих видов металлопроката:
- угол;
- круг и квадрат;
- швеллер;
- двутавровая балка.
Кроме того, на такой машине можно резать трубы любого профиля, поэтому дисковые станки находят частое применение в изготовлении элементов инженерных коммуникаций.
Физика процесса резки металла отрезным диском
Металл состоит из атомов, связанных в жёсткую кристаллическую структуру, что и обеспечивает прочность металлоизделий. В процессе резки отрезной диск взаимодействует с кристаллической решёткой, разрушая связи между атомами, вследствие чего заготовка разделяется на две части. При этом не затрагиваются атомы, расположенные по соседству с зоной резки, поэтому отрезанные фрагменты сохраняют механическую прочность.
Резание металла сопровождается сильным нагревом заготовки и инструмента. Поэтому в зону резки постоянно подаётся смазочно-охлаждающая жидкость. Кроме того, в процессе металлообработки образуется большое количество отходов, которые нуждаются в удалении. В связи с этим многие дисковые станки оснащаются устройствами, удаляющими опилки с рабочего участка.
Процесс резки металла на дисковом станке
В общем случае резка металла на дисковом станке включает следующие операции.
- Установка диска в режущую головку.
- Закрепление заготовки на столе.
- Задание требуемой длины отрезаемой части.
- Непосредственная резка металла.
- Снятие разрезанного металлопроката со станка.
Обрабатываемый металлопрокат фиксируется на станке с помощью тисков. Этим обеспечивается механическая стабильность заготовки, которая в процессе металлообработки не перемещается и не вибрирует. Непосредственное резание выполняется стальным или абразивным диском, который в процессе металлообработки вращается с высокой скоростью. Во вращение инструмент приводится электродвигателем посредством ременной или зубчатой передачи.
Режущий диск размещается в подвижной головке с несколькими степенями свободы – она может опускаться, подниматься, перемещаться по горизонтали и поворачиваться в горизонтальной плоскости на определённый угол для выполнения косых резов. В типовой конструкции дискового станка это приспособление закрепляется на вертикальной консоли и приводится в движение с помощью специальной рукоятки. В станках с ЧПУ движением головки управляет автоматика, которая перемещает, поворачивает, опускает и поднимает устройство по окончании резки.
После фиксации заготовки на столе режущая головка с вращающимся диском опускается, и инструмент входит в соприкосновение с разрезаемым металлом. За счёт высокой кинетической энергии диска связи между атомами разрушаются, и образуется рез. В момент, когда диск проходит металл насквозь, фрагменты заготовки отделяются друг от друга. Процесс резки закончен, и отрезанная часть балки может сниматься со станка и использоваться по назначению.
