Отрезни машини

Отрезното оборудване намира широко приложение в съвременната металообработка и по-специално – в производството на метални профили, тръби, метални конструкции и т. н. Ръчни, полуавтоматични и изцяло автоматизирани отрезни машини се използват за нарязване на заготовки с необходимата дължина, за изрязване на прости контури в листов метал, както и за отстраняване на излишен материал от полуготови метални изделия преди последващата им механична обработка. В зависимост от метода на рязане, конструкцията, вида на използвания инструмент и приложението отрезните машини се подразделят на лентоотрезни (оборудвани с режеща лента или лентов трион), дискоотрезни (с режещ диск) и ъглоотрезни (с подобно на ножица отрезно устройство). 

Според типа задвижване отрезното оборудване може да бъде механично, електромеханично и хидравлично, а според конструкцията – вертикално и хоризонтално, с наклонена или паралелна рама (падащо рамо), колонно и др. Отрезните машини обикновено позволяват както перпендикулярно рязане, така и рязане под различни ъгли, които могат прецизно да се настройват спрямо предназначението.

Конструктивни особености

Намаляването на размера на плътни и кухи метални детайли, тръби и профили обикновено е стандартна стъпка преди последващата им механична обработка, заваряване, коване и/или други формоизменящи операции. Отрезното оборудване прави възможно напречното, а при някои модели – и надлъжното разрязване на заготовките. Възможно е рязането както на единични детайли, така и на цели снопове. Подходящи за обработка посредством отрезно оборудване са различни цветни метали, неръждаема и легирана стомана, чугун и др. С напредъка на технологиите в сегмента стават достъпни за рязане материали с все по-голяма твърдост.

Новостите в областта са свързани с повишаване на степента на автоматизация и производителността, контрол на вибрациите, подобряване на точността, интегриране на цифрови управления и интелигентни функции за програмиране и мониторинг на работните параметри.

Отрезните ленти и дискове са снабдени с последователност от режещи зъби и обикновено са изработени от въглеродна стомана, биметална или карбидна сплав. В зависимост от конструкцията на машината и вида на подаващото устройство е възможно подаване на материала към отрезната лента/диск или обратното.

Посредством управление на посоката на рязане могат да бъдат правени прави или прости нелинейни срезове в метала. Важен параметър при отрезните операции е ширината на среза, която обикновено е приблизително равна на дебелината на отрезната лента или диск. За тази цел отрезните устройства се произвеждат колкото е възможно по-тънки, но с адекватна якост и издръжливост и съответната подготовка на режещите зъбци, наппример закаляване.

В съвременната металообработка се използват различни типове отрезни машини – гравитачни (с ръчно управление), предназначени предимно за малки цехове и работилници, полуавтоматични – за малки и средни предприятия, както и високоефективни автомати, проектирани за масовото производство в големи предприятия.

Автоматичните лентроотрезни машини от своя страна се подразделят на рамови, при които отрезната лента е закрепена статично на подвижно рамо, което се подава към материала най-често с помощта на хидравличен механизъм) и колонни. Използваните в съвременната металообработка двуколонни лентоотрезни машини за право рязане се отличават със солидна конструкция и водене на рамото на линейни направляващи, като самото рамо с лентовия трион може да реже в една посока (например от ляво надясно) или и в двете посоки.

Видове отрезни машини

Различните видове отрезни машини на пазара като цяло извършват една и съща група операции, но варират в широки граници по своята конструкция, мощност, производителност, степен на автоматизация и приложение.

Лентовите триони с падащо рамо (или рамови лентоотрезни машини) са сред най-използваните представители на сегмента, като напълно автоматичните версии основателно попадат в категорията на металообработващите машини. При тях целият процес от подаването на материала през стружкоотвеждането, смазването и охлаждането до разтоварването на заготовката и транспортирането й към следващия етап на обработка може да бъде напълно автономен и да не изисква намесата на оператор. Традиционно лентовите триони са използвани за намаляване на дължината на тръби, профили и детайли и грубо контрурно рязане, но днешните високоточни машини са способни на голяма ефективност и прецизност в извършването и на някои допълнителни операции.

За разлика от лентовите ножовки, при които по-голям брой зъбци на триона са едновременно в контакт със заготовката, тук само няколко навлизат в материала, докато не бъдат заместени от следващите няколко. Предимство на този метод е, че зъбците, които в момента не се използват, междувременно се охлаждат.

Износването е разпределено между голям брой режещи зъби, което осигурява дълъг сервизен живот на инструмента. Средната ширина на среза при единично движение на триона в материала е около 1,5 mm. В сравнение с колонните лентоотрезни машини, тези с падащо рамо традиционно са по-скъпи, но са способни на по-високи работни скорости благодарение на възможностите за рязане в непрекъснат режим.

Голямо предимство на рамовите лентови триони е възможността им за контурно рязане, с което могат да бъдат изработвани прости детайли с минимална загуба на материал под формата на стружки. Някои модели са оборудвани с хидравлично проследяващо устройство. Възможно е изрязването на заготовки с размери, по-големи дори от тези на самата машина. При този тип оборудване няма ограничения в дължината, ъгъла и посоката на среза.

Колонните лентоотрезни машини са автомати, които работят на принципа на познатите ни механични лентови ножовки за метал. Конструкцията им най-често включва две колони, между които режещото рамо обикновено се води на линейни направляващи. Възможно е рязането както на индивидуални заготовки, така и на цели снопове, като не е необходимо оператор да наблюдава процеса, тъй като съвременните модели разполагат с функции за автоматично приключване на работния цикъл при финиширане на отрезната операция.

С оглед осигуряване на лесно и безпроблемно рязане и по-дълъг сервизен живот на инструмента традиционно този тип машини режат със смазочен флуид.

Конструкцията на машините от сегмента може да включва колянов механизъм, който повдига ножовката при рязане само в едната посока, за да се избегне изхабяване на режещите зъбци по време на обратния ход. Възвратно-постъпателното движение може да извършва рязане и в двете посоки. Средната ширина на среза е около 3 mm. Отрезната лента може да бъде задвижвана от хидравличен цилиндър, свързващ основата с режещото рамо. Това предотвратява бързото износване на режещите зъбци и осигурява дълъг експлоатационен живот на инструмента.

Дискоотрезните машини са предназначени за извършване на същите операции като лентоотрезните, но режещият инструмент е под формата на диск със заострени зъбци. Оборудването от този тип позволява обработката на тръби и детайли с широк диапазон от диаметри и дебелини, както кухи, така и плътни заготовки. По принципа си на действие големите автоматични дискоотрезни машини, използвани в металообработката, са подобни на настолните и ръчни циркуляри, но се отличават с доста по-голям диаметър на режещия диск, много по-висока мощност и производителност. В зависимост от приложението могат да работят със или без смазочно-охлаждащи течности. Средната ширина на среза при този тип машини е около 6 mm.

Изцяло автоматичните отрезни машини с ЦПУ могат да бъдат програмирани да режат заготовки с широк набор от дължини и размери. Сред предимствата им са висока работна скорост, ефективност, прецизност и надеждност, които ги правят подходящи за масовото производство. Вертикалните модели са най популярни в практиката.

Те бързо и автоматизирано нарязват тръби, профили и заготовки за метални конструкции и отрязват ненужните излишъци от материал. Конструкцията им включва автоматично подаващо устройство, както и разтоварващ механизъм. Програмирането на желаната дължина на заготовката, броя рязания или размерите на излишъка, който трябва да бъде отстранен, става бързо и лесно посредством панел за управление, позициониран на безопасно и удобно за оператора място. Паметта за управление на машината позволява съхранението, избора и изпълнението на множество различни програми. Така времето за настройка и производствените цикли се съкращават, което прави метода значително по-ефективен и икономичен.

Ъглоотрезните машини традиционно функционират подобно на щанцовъчни машини, пробивни преси или ножици, които формоват и изрязват заготовки от различни метали под ъгъл. Посредством такова оборудване могат да бъдат направени вертикални разрези в тръби или листов материал. Ъгловият жлеб или срез, който се образува при операцията, винаги е навътре от ръба на материала и под даден ъгъл – прецизно измерен в зависимост от приложението. Обикновено вертикалният срез остава перпендикулярен на ръба на детайла.

Популярно приложение на ъглоотрезните машини е изрязването на вдлъбнати или изпъкнали елементи, които да бъдат заварявани един за друг при съединяване на тръбни сегменти. Ъглоотрезни операции се прилагат и на листов метал при огъване и формоване.

Експлоатационни особености

Изборът на отрезна лента зависи до голяма степен от това какъв тип материал и в какъв обем ще бъде обработван. Лентите от въглеродна стомана се отличават с изцяло закалени зъбци и мека долна част на острието. Достъпни са в широк асортимент от ширини, дължини, дебелини и ъгли на скосеност на зъбците. При инструментите от въглеродна легирана стомана както зъбците, така и задната част на лентата са закалени. При тях е налице повишена якост на опън, като по този начин точността на рязане значително се подобрява. Подходящи са за контурно рязане.

Остриетата от бързорезна и биметална стомана се използват основно за високопроизводителни приложения и големи натоварвания. При тях износването е много малко, а способността им да издържат на нагряване – голяма. Отличават се с възможности за бързо рязане, дълготраен живот и висока прецизност.

При работата си лентоотрезните машини генерират голямо количество топлина. Тя се концентира в няколко точки – в зоната на контакт между зъбците и материала и по дължината на среза (около 10% от общото количество топлинна енергия), по режещия ръб (около 30%) и по равнината на срязване при стружкообразуването (приблизително 60%). За да се отведе тази топлина извън работната зона се използват специални смазочно-охлаждащи течности, които предотвратяват омекването и затъпяването на закалените режещи зъбци на лентовия трион. Охлаждащият флуид разсейва произведената топлинна енергия към основата на всеки зъб, намалява триенето между стружките и режещите ръбове и възпрепятства износването на отрезната лента. Допълнителни функции са недопускане натрупването на метални частици по ръбовете на триона, които да влошат ефективността му на рязане, както и отвеждане на стружките извън работната зона. Смазочно-охлаждащите решения могат да бъдат чисти масла без добавки, разтворими масла или синтетични системи на базата на химикали и вода.