Правила раскроя листового материала

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Что собой представляет резка листового металла
• Какие бывают промышленные виды резки листового металла
• С помощью каких инструментов возможна ручная резка листового металла
• Какие существуют механические способы резки листового металла
• В чем принцип резки листового металла болгаркой и гильотиной

Качество обработки металла зависит от многих параметров: используемой технологии, производительности оборудования, навыков мастера, особенностей сырья и т. д. Сегодня в статье мы расскажем о том, что качественная резка листового металла возможна не только в производственных, но и в домашних условиях, а также рассмотрим основные нюансы применения самого популярного оборудования.

Промышленные виды резки листового металла

Обработка металла может осуществляться разными способами. Специфика проведения работ зависит от типа оборудования, которое используется для резки металлических листов.

На крупных промышленных предприятиях чаще всего применяют гидроабразивную или термическую резку.

1. Термическая обработка листового металла

Термическая резка подразумевает разделение металлических листов струей, нагретой до предельной температуры. Данный вид резки еще называют бесконтактным, поскольку инструмент не вступает во взаимодействие с поверхностью листового материала.

Разновидности термической резки: газокислородная, лазерная, плазменная.

Газокислородная обработка листового металла включает в себя два этапа:

• В начальную точку предполагаемой линии реза подается струя пламени, выходящая из резака. В качестве рабочего газа используется ацетилен.
• После прогрева материала аппарат подает кислородный поток, который легко разрезает размягченный металл. Одновременно с этим удаляются окислы.

Для того чтобы качество резки было высоким, расстояние между соплом резака и металлом должно быть одинаковым на протяжении всего рабочего процесса.

Газокислородная резка является самым экономичным способом обработки и отлично подходит для реза низколегированных сталей. При соблюдении всех нюансов технологии и наличии достаточного опыта у мастера кромка листового металла после газокислородной резки не требует дополнительной обработки.

Недостатком применения такого вида резки является возможность обработки металлов только с низкой теплопроводностью.

Плазменная резка считается более универсальным способом обработки листовых материалов. Первое оборудование для этого вида разрезания металла появилось во второй половине XX века. Аппаратура была не только громоздкой, но и дорогой, в связи с этим ее приобретение и использование могли себе позволить только крупные промышленные предприятия. Со временем оснастка стала более доступной, и популярность плазменной резки выросла в разы.

Обработка металла в данном случае осуществляется при помощи высокоскоростного плазменного потока, температура которого может достигать +30 000 °C. При этом капли расплавленного металла, образующиеся в результате плавления, мгновенно сдуваются струей сжатого воздуха. По сравнению с предыдущим видом резки, плазменная обработка отличается высокой производительностью, ведь температура газокислородного потока составляет всего +1 800 °C.

Стоит отметить, что популярность плазменной резки объясняется не только высокой производительностью, но и рядом других важных параметров. Так, рабочий процесс не требует регулярной заправки газовых баллонов, присадок для резки ценных металлов или повышенного внимания к мерам пожарной безопасности. Для работы с плазменным оборудованием понадобится только электроэнергия и воздух, что позволяет сделать объективные выводы о простоте, удобстве и экономичности рабочего процесса.

Плазменная резка листового металла может использоваться для обработки:

• алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
• меди толщиной до 80 мм;
• легированных и углеродистых сталей толщиной до 50 мм;
• чугуна толщиной до 90 мм.

Если толщина металла превышает 120 мм, целесообразнее использовать газокислородную резку.

При подборе оптимального оборудования для обработки металла очень важно учитывать такие его свойства, как толщина и теплопроводность. Здесь нужно запомнить одно простое правило: чем выше теплопроводность разрезаемого материала, тем больше теплоотвод и меньше возможная толщина обрабатываемого листа (например, толщина листа меди должна быть меньше, чем листа из нержавейки).

Еще одним преимуществом плазменной резки является скорость реза. В сравнении с газокислородной резкой плазменный луч позволяет обрабатывать листовой металл быстрее примерно в 6–10 раз (если речь идет о заготовке толщиной не более 60 мм).

Плазменная резка имеет не только достоинства, но и недостатки: высокая стоимость оборудования для резки листового металла, необходимость обучения мастеров, шум в процессе обработки, возможность разрезания листовых металлов ограниченной толщины.

Обработка листового металла в данном случае осуществляется при помощи сфокусированного лазерного луча.

Специальное оборудование позволяет прицельно направлять луч в определенную точку разрезаемой детали. Под воздействием тепловой энергии луча поверхность нагревается, закипает и испаряется. Лазерный поток плавно передвигается вдоль линии реза, разделяя металлическое изделие на части.

Лазерное оборудование применяется для резки металлов с низкой теплопроводностью. Данный метод отлично подходит для обработки листов небольшой толщины (от 0,2 мм), цветных металлов (алюминия, меди), нержавеющей стали и резки изделий цилиндрической формы.

Стоит отметить, что подобное оборудование подходит для обработки не только металлов, но и других материалов.

К числу недостатков резки листового металла лазером относят:

• невозможность обработки изделий большой толщины;
• необходимость значительных энергетических затрат;
• возможность использования оборудования только специально обученными работниками.

2. Гидроабразивная резка

При гидроабразивной резке воздействие на металл осуществляется не термическим, а механическим способом. Резцом в данном случае является смесь воды и абразивного порошка, которая подается под высоким давлением. Подобная резка позволяет обрабатывать листовой металл толщиной до 300 мм. Максимальная температура рабочего процесса не превышает +90 °C, что полностью исключает возможность плавления металла и выделения опасных для здоровья паров.

При помощи гидроабразивной резки можно обработать пакеты из нескольких листов, что очень удобно в условиях промышленного производства. Основным недостатком рассматриваемого вида обработки является высокий риск развития коррозии на месте среза.

Инструменты для ручной резки листового металла

Ручную резку листового металла нельзя назвать высокоэффективной, поэтому чаще всего она применяется только в домашних условиях.

В процессе такой резки листового металла используются следующие инструменты:

• Ножницы. При помощи ручных ножниц можно обрабатывать листы металла, толщина которых не превышает 3 мм. Существует несколько видов подобных приспособлений, подходящих для резки металла:
• Для прямого реза.
• Для криволинейного.
• Пальцевые (прямого и зеркального вида) – используются для получения сложных фигур.
• С одним подвижным лезвием, а вторым фиксированным, закрепленным в верстак.
• Ножовка.
• Лобзик.
• Болгарка. Это углошлифовальная машина, применяемая для резки металла, управление которой осуществляется вручную. Основными достоинствами болгарки являются:
• удобство эксплуатации;
• возможность обработки листов метала разной толщины;
• большой выбор вариантов сменных дисков.

Таким образом, ручная резка металла может выполняться при помощи ножниц, специальной машины – болгарки или трубореза.

Рабочими элементами трубореза являются дисковые резцы-ролики, которые обеспечивают удобство и должную скорость разрезания изделий цилиндрической формы.

Качество и скорость ручной работы в большей степени зависят от опыта и навыков работника.

Приспособления для ручной резки имеют низкую производительность, поэтому используются для обработки металла преимущественно в бытовых условиях.

Механические виды резки листового металла

Механическая резка металла – это контактный способ обработки, при котором поверхность инструмента взаимодействует с материалом. Режущий элемент, как правило, тоже изготавливается из металла, но более высокой твердости.

В группу приспособлений для механической резки листового металла входят ножницы, пила и резцы. Особым видом механической обработки металлических листов является рубка. Ударная резка или рубка при помощи гильотины обычно используется на этапе создания заготовок.

Механическая обработка листового металла также может выполняться с использованием следующего оборудования:

• ленточно-пильных станков (ЛПС);
• гильотин;
• дисковых станков;
• токарных станков с установленными на них резцами;
• агрегатов продольной резки.

1. Резка ленточной пилой

Ленточную пилу целесообразно использовать для обработки сортового металла. Такое приспособление – главный рабочий элемент на ленточно-пильном станке (ЛПС). Принцип работы пилы схож с принципом действия обычной ножовки. Полотно пилы замкнуто в ленту большого диаметра, одна сторона которого имеет специальные зубья. Непрерывное движение ленты обеспечивается за счет вращающихся шкивов, подключенных к электромотору. Средняя скорость работы ЛПС – 100 мм/мин. Рабочее полотно для таких станков обычно изготавливается из углеродистой стали или биметаллического сплава.

К числу преимуществ использования ЛПС относят: точность, доступность, выгодную стоимость оборудования, возможность выполнять как прямой, так и угловой рез, экономичность (минимальное количество отходов).

Современные станки для резки листового металла оснащаются электроникой и дополнительными элементами, что позволяет включать их в состав технологической линии в случае необходимости.

2. Ударная резка металла на гильотине

Как мы уже упоминали выше, ударную резку металла еще называют рубкой. Этот метод подходит для обработки различных видов листового материала (черных металлов, нержавеющей, оцинкованной или электротехнической стали).

В процессе ударной резки листового металла используются ножницы или специальные ножи. Металлический лист размещают на рабочей поверхности гильотины, затем закрепляют его при помощи прижимной балки и выполняют рез.

Преимущество ударной резки в том, что разделение металлического листа на части осуществляется одномоментным ударом ножа по всей длине металлической поверхности. В результате такой обработки получается идеально ровный срез без кромок и заусенцев.

Гильотины для ударной резки металла могут быть трех видов:

• электромеханические;
• гидравлические;
• пневматические.

В некоторых производственных цехах до сих пор применяются ручные гильотинные ножницы, где режущий механизм активируется после нажатия на педаль.

Недостатки рубки: шумная работа механизма, возможность обработки металлов ограниченной толщины и различия в ширине отрезанных частей.

3. Резка на дисковом станке

Дисковые станки компактны, универсальны, просты в обслуживании и эксплуатации.

В качестве режущего элемента в данном случае выступает диск с зубьями, защищенный кожухом. Он закрепляется на поверхности рабочего стола и приводится в действие электродвигателем. Результат обработки металла дисковым станком характеризуется стабильно высоким качеством среза.

4. Агрегат продольной резки – оборудование, предназначенное исключительно для продольного разделения листового металла.

Процесс резки в данном случае полностью автоматизирован. Оператор управляет машиной и контролирует рабочий процесс, находясь за специальным пультом.

Аппарат для продольной резки листового металла позволяет разделить полотно на узкие и длинные элементы (ленты, полосы, штрипсы).

Стоит отметить, что некоторые недостатки свойственны всем видам механической резки:

• обработка материала может осуществляться только по прямой линии или под углом;
• очень сложно вырезать детали нестандартной конфигурации.

Раскрой листового металла обычно является первичной стадией обработки. Спрос на прямосторонние заготовки, получаемые в результате разреза, разумеется, ограничен. Именно поэтому после механической или газокислородной резки детали передаются для дальнейшей обработки. Другое дело – разрезание при помощи лазерного или плазменного оборудования. Эти технологии позволяют получать готовый продукт сложной конфигурации со сквозными отверстиями, высечками и прочими элементами.

3 основных способа резки листового металла

Резка листового металла чаще всего осуществляется одним из трех способов: прямолинейным, криволинейным или смешанным.

Стоит отметить, что каждый из них может быть также единичным или групповым.

• Прямолинейный рез может выполняться на рычажных, листовых с наклонными ножами и многороликовых ножницах, а также методом вырубки в штампах. В результате прямолинейной резки получаются заготовки с прямым контуром в форме квадрата, прямоугольника, ромба или трапеции.
• Криволинейный рез выполняют на роликовых и вибрационных ножницах, фрезерных станках или вырубкой в штампах. Криволинейная резка позволяет получать заготовки с плавным контуром: в форме круга, эллипса и т. д.
• Нетрудно догадаться, что смешанный способ подразумевает производство металлических заготовок путем сочетания прямолинейного и криволинейного реза. Результатом обработки металла по смешанному способу являются заготовки сложной формы (усеченного цилиндра, усеченного конуса и т. д.).

Если работа выполняется смешанным способом, то сначала металл обрабатывают на оборудовании для прямолинейного разрезания, а затем на станках для криволинейного реза.

В процессе изготовления деталей на фрезерных станках скорость обработки вдоль линии реза варьируется от 0,5 м/мин (при ручной подаче) до 2 м/мин (при автоматической). При фрезерной обработке листы металла кладут друг на друга, что позволяет максимально увеличить производительность. Помимо этого, расход материала при групповом раскрое на фрезерных станках получается минимальным.

Еще одним заслуживающим внимания методом является холодная штамповка – изготовление плоских деталей при помощи вырубных штампов. На вырубку одной детали данным способом затрачивается примерно 0,1-0,2 минуты. Недостатки рассматриваемой методики: высокая стоимость штампов и ограниченный размер получаемых деталей.

Основы процесса и техника безопасности при резке листового металла болгаркой

Соблюдение правил техники безопасности – важнейший момент, пренебрежение которым может повлечь за собой получение травм различной степени тяжести.

Приведем несколько правил, которые следует соблюдать в процессе резки листового металла болгаркой.

• Размер диска. Ошибочно полагать, что его величину можно подбирать без учета размеров болгарки. Не стоит устанавливать большой диск без защитного кожуха на маленький инструмент, иначе вы можете подвергнуть свою жизнь опасности. Обороты у небольшой болгарки намного выше, поэтому и режущие элементы для них нужны соответствующие. Установив большой диск, вы даже не успеете провести линию реза, зубчатый круг просто разлетится на части после включения.
• Направление вращения. Некоторых работников не устраивает направление полета искр, которое наблюдается при стандартной работе инструмента. Поэтому они разворачивают кожух, переставляют ручку и приступают к резке. Самоуправство в данном вопросе может привести к тому, что при зацепе за острую кромку режущий диск разлетится на части. Запомните – вращение диска должно производиться «на себя», а не наоборот.
• Индивидуальные средства защиты. Наличие таких приспособлений – обязательное условие работы с болгаркой. Защитные очки, перчатки и респиратор помогут избежать травмирования жизненно важных органов.

1. Обычный рез тонкого листового металла

Резка металла небольшой толщины обычно не вызывает особых сложностей. Залогом качественного результата в данном случае являются внимательность и аккуратность. Стоит отметить, что именно при обработке тонких металлических листов режущий диск часто «закусывает». Перед началом проведения работ нужно убедиться в том, что на режущей плоскости круга отсутствуют дефекты. Их наличие может привести к расколу зубчатого диска.

Начинать линию реза следует от дальнего края листа (получается, что мастер как бы тянет болгарку на себя). Режущий диск при этом не стоит погружать слишком глубоко в материал (максимум 5-6 мм). Правильное направление движения инструмента и небольшая глубина погружения помогут избежать зацепов диска. И наоборот – чрезмерное погружение режущего элемента приведет к уменьшению площади соприкосновения, зацепам и последующему расколу диска.

2. Резка толстых листов металла болгаркой

Если толщина листового металла больше 8 мм, то двигать инструмент следует не к себе, а от себя. Однако если выполнять рез просто по начерченной линии, то идеально ровной кромки не получить. Помимо этого, можно чрезмерно перенапрячь руку, ведь придется постоянно контролировать движение болгарки.

Облегчить рабочий процесс поможет установка стального уголка по месту реза, который прижимается к листу струбцинами по двум сторонам. Теперь можно пройти несколько раз вдоль прочерченной линии, немного прикасаясь к уголку так, чтобы получилось небольшое углубление (не больше 1-2 мм). После того как углубление сделано, можно убирать уголок и приступать непосредственно к обработке металла. Так режущий диск не уйдет с намеченной линии, а кромка получится идеально ровной.

3. Еще один вариант резки

Первые этапы проведения работ полностью совпадают с вышеописанным способом: проводится линия, укладывается и прижимается уголок. Особенность заключается в том, что углубление в данном случае делается немного глубже – примерно 4-5 мм. После удаления уголка остаток металла можно просто доломать, а край обработать при помощи УШМ со шлифовальным диском. Стоит отметить, что такая обработка не гарантирует высококачественного результата, поэтому второй способ используют гораздо чаще.

Болгарка позволяет быстро и качественно обрабатывать листовой металл, но успешное применение данного инструмента возможно только при наличии достаточных навыков и соблюдении всех правил техники безопасности.

Нюансы резки листового металла гильотиной

Гильотины применяются для резки листового металла в домашних условиях или на небольших производствах.

1. Что можно резать гильотиной?

При помощи гильотины можно обрабатывать металл ничуть не хуже, чем на заводском оборудовании. Более того, мастера часто изготавливают гильотинные ножницы в домашних условиях.

Самыми распространенными вариантами гильотин являются модели, имеющие прямое движение ножа и с изменением угла. У первых нож двигается в вертикальном положении и позволяет ровно разрезать листовой металл. Использование моделей второй группы позволяет не только осуществлять резку листового металла, но и обрабатывать пруты арматуры и большие металлические уголки.

Рабочие возможности самодельных гильотин, как правило, ограничены. Это объясняется тем, что, в отличие от промышленных образцов, которые обладают различными типами привода (гидравлическим, пневматическим или электрическим), самодельное приспособление для резки листового металла обычно оснащается только механическим рычагом или педальным механизмом. Глубина реза при использовании самодельных установок зависит от величины усилия, которое прилагает мастер.

При помощи самодельных гильотин можно разрезать:

• листы черной и оцинкованной стали толщиной до 1,5 мм;
• листы нержавеющей стали до 0,6 мм;
• алюминий;
• пластмассу;
• картон.

В процессе изготовления гильотинных ножниц следует обязательно учитывать тот вид металла, который вы планируете обрабатывать.

2. Принцип действия

Раскрой металла при помощи гильотин может осуществляться как в продольном, так и в поперечном направлении. Возможности установки зависят от типа установленных ножей и их расположения. Выполняя поперечный рез, нож совершает одно движение. Продольная резка сопровождается несколькими движениями, которые будут повторяться совместно с поступательными перемещениями изделия. Продольное разрезание выполняется при рулонной обработке или в случае необходимости раскраивания листов длиной более 2 м.

Гильотина работает по следующему принципу: острый нож под собственным весом с высокой скоростью опускается на металлическую поверхность. Иногда скорости реза или веса ножа недостаточно для разрезания металла определенного вида или необходимой толщины. Поэтому конструкцию станка часто оснащают дополнительным элементом – нижним неподвижным ножом. Такая установка работает как обычная гильотина и ножницы.

Наличие вспомогательного элемента, разумеется, приводит к повышению итоговой стоимости оборудования, но в то же время оно позволяет улучшить качество и увеличить скорость обработки металлических деталей.

3. Разновидности станков

При выборе станка следует учитывать несколько важных факторов, а именно: разновидность металла, его толщину, а также предполагаемую периодичность применения оборудования. Если в некоторых случаях вполне можно обойтись ручными установками, в других – без электромеханического или даже гидравлического станка желаемых результатов достичь не удастся. Сегодня на рынке представлено множество моделей с различным функционалом и такой же разной стоимостью.

Самую простую конструкцию имеют ручные модели. Эти установки без труда режут тонкий металл, пластик, органическое стекло, толстый картон и резину. Ручной станок не требует подключения к электрической сети, поскольку функционирует при помощи рычажно-пружинного механизма. Преимуществами ручных установок являются простота использования и невысокая стоимость.

Гидравлические установки применяются в основном на крупных и средних производствах. Высокая масса конструктивных элементов обеспечивает высокую точность реза и позволяет обрабатывать металлические изделия разной толщины.

Пневматические установки также гарантируют высокую точность реза. Принцип действия подобного оборудования почти такой же, как у гидравлического, разница лишь в том, что в рассматриваемых установках используется система со сжатым воздухом.

Еще одним эффективным инструментом обработки листового металла являются механические ножницы, которые активно используются в работе некоторых предприятий. Эти установки хороши тем, что потребляют минимальное количество электроэнергии. Работа станка активируется электрическим двигателем.

Электромеханические конструкции также характеризуются минимальным потреблением электроэнергии, но, в отличие от механических станков, имеют более высокую производительность.

От чего зависит цена резки листового металла на заказ

Стоимость проведения работ по резке листового металла определяется совокупностью взаимосвязанных факторов, как то:

• используемая технология;
• мощность оборудования;
• марка, толщина исходного сырья;
• качество готовой продукции;
• объем заказа.

Если в ходе проведения работ будет использоваться большое количество исходного сырья, стоимость заказа может быть снижена за счет сокращения значения цены расчетной единицы (килограмма, погонного метра).

Стоимость изготовления небольших партий обговаривается с заказчиком индивидуально в каждом конкретном случае. Цена раскроя листовых материалов не всегда рассчитывается по формуле «стоимость единицы, умноженная на количество», поскольку любой заказ требует перенастройки рабочего оборудования.

Сегодня производители применяют самые разные технологии для раскроя листового металла, однако основными критериями для заказчика по-прежнему остаются качество работы, срок изготовления, стоимость, а также наличие дополнительных услуг по транспортировке.

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

Технологическая операция раскроя металлических листов – одна из самых важных в процессе изготовления конструкций из металла. Чтобы продукция была оптимальной по стоимости и качеству, очень важно соблюдать все режимы этой операции. Конструкторы постоянно предлагают все новые технологии для раскроя профилей и листов из металла. О том, какая должна быть норма раскроя металла, вы узнаете из нашей статьи.

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.

Наиболее распространенные способы раскроя металла

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.

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.

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.

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.

Использование плазмореза при раскрое металлопроката

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.

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.

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.

Коэффициент раскроя металла

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.

• Как выбрать наиболее экономичный способ раскроя металла
• Каковы основные способы раскроя металла
• Как осуществляется подбор метода и резка металла после раскроя

В технологической цепочке изготовления конструкций из металла важное место занимает раскрой профильного металлопроката. От того, насколько точно и правильно выполняется данная операция, зависит трудоемкость дальнейшей обработки и сборки, а также качество готовой продукции. За длительную историю металлообработки разработано большое количество различных технологий. В нашей статье мы рассмотрим основные способы раскроя металла, которые применяются на современных производственных предприятиях.

Как подбирается наиболее экономичный способ раскроя металла

При раскрое особое внимание уделяется расположению заготовки на полосе или листе металла. Чаще всего заготовки изделий имеют форму близкую к прямоугольной, но нередко встречаются и детали, которые имеют более сложный контур.

В процессе изготовления заготовок из металла образуются отходы, объем которых определяется правильным выбором способа раскроя.

Существует два вида отходов, получаемых в ходе производства продукции из металла:

• Технологическими отходами называют материал, который теряется за счет оплавления при резке (оплавление при высокотемпературном раскрое и стружка или неровности при механической резке).
• Отходы раскроя составляет материал листа, ленты, прутка и т. д., который остается нетронутым при определенном способе изготовления заготовок.

Получение отходов раскроя обусловлено двумя факторами, по которым их можно разделить на две группы:

• отходы формы;
• отходы некратности.

Отходы формы представляют собой материал, который расположен между контурами нескольких заготовок внутри прямоугольника, который охватывает их формы и остается неиспользованным (к примеру, между прямоугольником abed и периметром заготовки).

Отходами некратности называют неиспользованный металл листового или другого проката, габариты которого больше суммы размеров заготовок.

Чтобы из проката металла получить как можно большее количество заготовок необходимо подобрать наиболее оптимальный способ раскроя, который сопровождается наименьшим объемом отходов. Для этого нужно принять во внимание особенности технологии получения заготовок.

Основные способы раскроя металла

На производстве для оптимизации раскроя металла подбирают наиболее выгодную технологию разделения металлопроката на заготовки. К примеру, преимущество использования газовой резки или дисковых ножниц заключается в том, что заготовки для производства изделий могут размещаться в любом месте листового металла. Если же для раскроя материала применяются гильотинные ножницы, то появляется ряд ограничений по выбору места расположения контура заготовки. Она должна располагаться таким образом, чтобы обеспечивалась возможность выполнения прямолинейного реза по длине и ширине листа и прямого раскроя под углом.

Для промышленного производства больших партий изделий логичнее применять комбинированный способ раскроя. В этом случае заготовки различной формы комбинируют таким образом, чтобы их можно было сложить в прямоугольники с минимально возможными размерами. С помощью таких прямоугольников производится оптимизация заполнения листа металла.

Методика рационального заполнения листа по ширине обеспечивает снижение объемов отходов некратности. Неиспользованная часть листа в этом случае будет иметь меньший размер, чем при расположении форм по длине листа. Необходимо подобрать комбинацию заготовок таким образом, чтобы сумма их размеров способствовала наиболее полному заполнению меньшей стороны листа. Такую же методику применяют и для выполнения разметки по длине листа.

Способ разметки путем формирования размерных последовательностей предполагает размещение заготовок для раскроя от более габаритных к мелким. Задачу оптимизации раскроя металла решают особые технологические группы. Они получают от производственных единиц заявку на месяц, в которой указываются требуемые виды заготовок. Заявка содержит номер заказа, чертежи готовых изделий, марку металла и нормативы его расхода. На основании полученных чертежей сотрудники технологических групп группируют изделия по маркам металла и необходимой толщине заготовок.

После этого, с учетом размеров листов металла, который присутствует на складе предприятия, составляются карты раскроя. Вначале рассчитывается приблизительное количество необходимых листов металла. Затем технологи вычерчивают в наиболее удобном масштабе их габариты. В таком же размере необходимо выполнить раскрой шаблонов для изготовления заготовок на бумаге. Вырезанные трафареты комбинируют на чертежах листов металла таким образом, чтобы минимизировать объемы расходов.

После завершения работ над технологичными картами раскроя оформляется комплектовочная ведомость. На основании данных такого документа нужно подобрать металл и передать его вместе с документацией в цех. Для исполнителя процесса производства заготовок рабочим документом выступает карта раскроя. Если для того, чтобы изготовить нужное количество заготовок понадобится лишь часть целого листа металла, то оставшийся материал, который называют «деловым отходом», возвращается на склад с внесением соответствующей записи в учетные документы.

Описанный выше способ раскроя металла называют оперативным, так как он основан на получении информации о наличии материала на складе. На производстве может использоваться и способ перспективного раскроя. Он применим для серийного производства повторяющихся изделий. Технологичные карты в этом случае составляются ориентировочно за 6 месяцев до даты выпуска партии продукции и по ним оформляют заказ на мерный лист.

Карты раскроя не составляются, если заготовки производятся не из листового, а из профильного проката. Прутки, швеллеры, уголки и другой прокат выдается на производственные участки в мерах длины с учетом размеров заготовок и норм припуска на раскрой. После завершения резки остатки маркируются и передаются на склад. Чтобы оптимизировать расход профильного проката, заготовки из металла следует производить централизованно. Подбор материалов осуществляется в зависимости от марки, профиля и размеров таким образом, чтобы заготовка была кратной габаритам металлопроката.

Основные методы раскроя металла резкой

Рубка гильотиной. В сфере производства изделий из металла используется разнообразное оборудование, позволяющее эффективно выполнять раскрой металла разными способами. Для резки материалов толщиной 0,45–2,5мм используются простые механические приспособления, а для более толстых металлов (20 мм) – электрические или пневматические ножницы гильотинного типа (такое оборудование позволяет выполнять прямой чистый рез).

Доступное по цене механическое гильотинное оборудование (к примеру, станки для раскроя листов металла) пользуется популярностью в строительной сфере для производства изделий из оцинкованного листа или металлочерепицы. С помощью таких устройств изготавливают оконные отливы, свесы карнизов и другие элементы. Самый большой недостаток гильотин (гидравлических, пневматических или электромеханических) заключается в том, что такое оборудование может выполнять исключительно прямой рез.

Резка металла ленточными и дисковыми пилами. Если выбранный способ раскроя металла не требует высокой точности, то самым популярным решением для резки материала будет использование углошлифовальной машины (обычная «болгарка»).

Стационарные пилы, которые могут работать с дисками большого диаметра, позволяют получать заготовки с более точными размерами. Такое оборудование применяют в мелкосерийном производстве продукции из металла для строительства и промышленности. При выборе этого способа раскроя толщина пропила составляет 0,08 см. Его преимущество заключается в том, что резка материала может выполняться под углом. Но таким способом очень сложно выполнить фигурный рез по криволинейному периметру.

Просечные прессы. При промышленном изготовлении конструкций из алюминия либо для чистовой обработки листов металла (к примеру, для производства просечно-вытяжных листов) используются специальные просечные прессы.

Газокислородная резка – высокопроизводительный способ раскроя металла, которые применяется в разных производственных сферах. Его недостаток заключается в получении широкого реза, по краям которого формируется окалина с неровностями. Кроме того, газокислородная река не может использоваться для раскроя тонких листов металла.

Лазерный и плазменный раскрой металла

Основным преимуществом этого способа раскроя является высокая производительность процесса и возможность выполнения фигурного реза при изготовлении заготовок из листов металла.

Для плазменной резки применяется технология нагрева металла в зоне линии раскроя с дальнейшим удалением расплава потоком плазмы. Для этого используется энергия электрической дуги. Высокая температура потока ионизированного газа (от +15 000 до +30 000 °C) обеспечивает необходимую скорость выполнения резки металла. Плазменная резка – самый эффективный способ раскроя листов металла.

Рассматривая преимущества этого способа, кроме высокой точности реза, следует выделить:

• Возможность применения для производства заготовок сложной формы.
• Отсутствие термической деформации металла.
• Эффективность для изготовления повторяемых, однотипных изделий, с допуском по контуру до 0,5 мм.
• Способ раскроя полностью безопасный и экологичный.
• Возможность применения для раскроя черного металла, а также нержавеющей стали разной толщины.

Способ раскроя плазменной резкой может применяться для:

• Алюминиевых заготовок толщиной до 12 см.
• Медных и бронзовых сплавов толщиной до 8 см.
• Листов из легированных сталей толщиной до 5 см.

Разная допустимая толщина реза для различных металлов обусловлена их характеристиками теплопроводности. Чем больше толщина листа, тем менее выгодным в экономическом плане является этот способ раскроя, так как значительно увеличиваются энергозатраты.

Недостатки плазменного раскроя

• Повышения твердости кромок при высоких температурах.
• Наличие зоны побежалости и радужное изменение цвета материалам вдоль линии раскроя.

В каталогах производителей оборудования для металлообработки представлен широкий выбор устройств разного класса. Для раскроя металлов высокую эффективность демонстрируют контактные аппараты. Этот способ резки основан на использовании электрической дуги между листом материала и электродом.

Основные элементы оборудования для плазменной резки:

• Плазмотрон обеспечивает преобразование энергии электрической дуги в тепло плазмы.
• Источник электропитания.
• Компрессор или газовый баллон обеспечивают подачу газовой струи.

Выполнять раскрой металла способом плазменной резки могут только высококвалифицированные специалисты. Необходимо поддерживать стабильный зазор между плоскостью листа и соплом. Это достаточно сложный и ответственный процесс, так как неравномерное перемещение резака во время выполнения резки становится причиной появления наплывов по краям металла и образования окалины. Лазерный способ раскроя основан на фокусировке излучения, в котором сконцентрирована тепловая энергия, в точке реза. При использовании такой технологии можно получить тонкие резы с высокой точностью и минимальными расстояниями между линиями разметки. Сам процесс раскроя полностью автоматизирован. Роботизированное оборудование выполняет точное перемещение лазера по электронным чертежам, которые вносятся в программу станка.

Преимущества лазерной раскройки металла:

• Возможность производить резку по сложным замкнутым криволинейным контурам.
• Экономичный расход материала обеспечивается максимально плотным расположением заготовок деталей на листе металла и применение программного раскроя, снижающего вероятность ошибки.
• Резка металла производится без длительного механического или термического воздействия, поэтому края заготовок не деформируются и отсутствует цвет побежалости.
• После раскроя заготовки получают перпендикулярные кромки с низким коэффициентом шероховатости.

Минусы раскроя металла лазером:

• Толщина металла не может превышать 2 см.
• При использовании этого способа раскроя значительно падает производительность резки при обработке материалов с высокими отражающими характеристики, (к примеру, полированной нержавейки). Это обусловлено снижением мощности воздействия лазера.

Лазерный раскрой листовой стали широко используется при изготовлении серийных деталей с высокими требованиями точности в автомобилестроении, в сфере производства высокоточного оборудования, эксклюзивных декоративных изделий и т. д.

Способы лазерной и плазменной резки – это относительно новые технологии, которые получают все более широкое применение в разных сферах.

Как выбрать способ раскроя металла на основании метода резки

Как было отмечено ранее, правильный выбор способа раскроя является очень важным этапом изготовления заготовок и деталей из листового металла. От этого зависит ряд моментов: качество кромки, точность реза, объемы отходов материала и дополнительной обработки после раскроя.

Толщина раскраиваемого металла

До 20 мм черная сталь, до 16 мм нержавейка

До 350 мм

До 100 мм

Черный нержавеющий металл, алюминий, сплавы на основе меди

Металлы с высокой температурой плавления

Закаленная кромка, низкое качество

Очень высокая от Rz100

Среднее, 0,2 от края

Большой объем работ

Высокая, кромка будет закалена

Практически не требуется

Выгодно для производства уголков и прямолинейных полос

Относительно высокая производительность

Изготовление сложных контуров высокой точности при низкой стоимости и высокой скорости производства

Обработка практически любых материалов без термического воздействия

Только подготовительные работы, в дальнейшем потребует больших затрат на завершение изделия

Низкая точность, закаливается кромка, потребует больших усилий для завершения изделия

Сравнительно небольшая толщина обрабатываемого материала

Очень дорогостоящий вид раскроя

В строительстве, при производстве мебели, дверей, плинтусов и других изделий используются древесно-плиточные материалы, которые, в свою очередь, имеют определенный размер. В связи с этим, перед тем как приступить к выполнению работ, необходимо произвести раскрой, подготовив заготовки.

Разновидности раскроя

В зависимости от того, сколько и каких заготовки необходимо получить раскрой, он может быть:

• индивидуальным;
• комбинированным;
• смешанным.

При индивидуальном раскрое, деревоплиту разрезают на одинаковые заготовки, при комбинированном – из одного листа фанеры, ДСП иди ДВП получают заготовки разного размера и конфигурации. При смешанном раскрое, получают как одинаковые, так и разные по размеру элементы.

Эффективность и особенности раскроя

Качественный раскрой листовых материалов должен быть максимально эффективным, при работе, материал необходимо использовать рационально. Этот параметр оценивается по выходу заготовок. И на эффективность главным образом влияет используемая технология раскроя и возможности оборудования.

Для увеличения рациональности, необходимо разрабатывать карту раскроя, при этом, оптимально прорабатывается:

• размер заготовок;
• формат листового материала;
• ширина пропила.

При работе, используется форматно-раскроечное оборудование, которое может иметь различные дополнительные возможности и настройки. Как правило, на оборудовании используются дисковые пилы большого диаметра, а скорость вращения зависит от твердости исходного материала.

Раскрой – довольно сложный технологический процесс, требующий определенных навыков и знаний, поэтому его лучше доверять профессионалам. Некоторые предприятия, занимающиеся реализацией деревянных листовых материалов, производят их распил.

Так, компания ООО «НПП «Транс Лок», которая сегодня занимает лидирующие позиции на отечественном рынке по объемам продаж древесно-плитных материалов и имеющей собственные производственные помещения, оборудование, склады и автопарк, предлагает раскрой листовых материалов https://www.tlok.com.ua/services/raskroj.

В распоряжении предприятия имеются форматно-раскроечные станки для продольного и поперечного раскроя ДСП, МДФ, ДВП, фанеры с различными видами облицовки. Согласно предоставленной покупателям карте раскроя, менеджер оптимизирует ее расположение на деревоплите для максимальной экономии материала.

Наличие дополнительных устройств на оборудовании позволяет получить заготовки без сколов, использовать материал различной толщины, а высокий профессионализм специалистов является гарантией качественного распила.

Как раскроить листовой материал

06 Авг, 2021

Раскрой листового материала – это резка материала с целью создать из него заготовки, которые в дальнейшем послужат для разработки изделий. Распил листовых материалов проходит на специальном оборудовании, чаще всего это фрезерный станок или лазер.

Виды раскроя листов

Выделяют 2 вида раскроя – смешанный и индивидуальный.

Смешанный вид распила значит, что лист материала раскраивают по максимуму: используют всю площадь, заготовки делают для нескольких изделий и отходов практически нет. Это экономный способ обработки.

Индивидуальный распил применяют, когда из листа материала планируют сделать только одну деталь. Всё неиспользуемое выбрасывают. Этот метод, конечно, сложно назвать экономным. Так или иначе сегодня он используется редко.