Плазменная резка металла на оборудовании с ЧПУ – это процесс автоматизированного вырезания заготовок сжатой дугой плазмы. Эта технология позволяет выполнять раскрой разных видов сталей, включая нержавейку и цветные металлы. При этом возможен прямолинейный и фигурный рез материалов толщиной до 100 мм.
Виды плазменной резки металла с ЧПУ
Плазменная резка на станках с ЧПУ – высокотехнологичный процесс раскроя, рабочие параметры которого настраиваются в автоматическом режиме специальной программой в зависимости от заданных значений марки стали и толщины.
Существует два основных вида резания, однако обычно используется классический способ плазменно-дуговой резки с дугой прямого действия. В этом случае она горит между катодом и обрабатываемой заготовкой. При этом столб дуги совмещается с высокоскоростной струей, образующейся из подаваемого газа в результате его нагрева с последующей ионизацией при воздействии дуги.
Другой вид – резка плазменной струей с дугой косвенного действия – используется преимущественно для резания неметаллических материалов, которые не проводят ток (пластик и др.). Здесь дуга горит между катодом и наконечником плазмотрона, а разрезаемый материал не включен в электрическую цепь.
Рисунок 1. Основные схемы резки
Особенности плазменной резки металла
ЧПУ представляет собой компьютеризированную систему программного управления приводами производственного оборудования и его оснастки. Числовое программное управление позволяет минимизировать человеческий фактор – т.е. участие человека в процессе плазменной резки. Также наличие ЧПУ в конструкции станков положительно отражается на энергопотреблении и производительности.
Фото 2. Машина с числовым программным управлением
Преимущества этого способа по сравнению с другими методами резки:
- Минимальный человеческий фактор – способствует увеличению производительности, сокращению количества брака.
- Универсальность – возможность резки разнообразных материалов (конструкционных сталей, нержавейки, чугуна, меди, алюминия и их сплавов), вырезания деталей сложной формы.
- Высокая скорость резания заготовок малой и средней толщины.
- Точный и качественный рез – отсутствие наплывов и грата позволяет обойтись без последующей механической обработки кромок перед сваркой.
- Минимальное время прожига – не требуется предварительный подогрев места врезки.
- Малая зона термического влияния – исключает вероятность тепловой деформации вырезаемых заготовок (особенно полезно при обработке тонколистовых сталей).
Среди недостатков можно выделить относительную дороговизну оборудования, высокие требования к его техническому обслуживанию. Также предельная толщина разрезаемых металлов, как правило, не превышает 100 мм (у газокислородной резки она может достигать до 500 мм в зависимости от материала). Но при этом скорость и качество резания гораздо выше.
Фото 3. Процесс вырезания заготовок
Станки с ЧПУ
Установка плазменной резки металла в комплекте с ЧПУ представляет собой автоматический комплекс по раскрою листового металлопроката. В конструкцию оборудования входит источник питания, портальная система, координатный стол и числовое программное управление.
Установки выпускаются нескольких видов в зависимости от назначения и размеров разрезаемого металлопроката:
- Стационарные – габаритные станки, которые устанавливаются стационарно. Из-за больших габаритов их перемещение не представляется возможным без демонтажа и применения спецтехники.
Фото 4. Стационарная установка
- Портативные – имеют небольшие размеры, поэтому при необходимости могут перемещаться в пределах производственного участка либо на другой объект.
Фото 5. Переносная машина
Оборудование может иметь разные габариты координатного стола – при этом ширина рабочей зоны варьируется в пределах от 1,5 до 8 м. Направляющие, которые служат для продольного перемещения обрабатывающего комплекса, могут быть расположены непосредственно на рабочем столе либо независимо от него и других конструктивных узлов.
Точность плазменной резки металла на установках с ЧПУ
Качество и точность резания регламентируются ГОСТ 14792, который предусматривает разделение деталей на три класса точности в зависимости от вида оборудования. Самый высокий 1 класс точности характерен для портальных установок плазменной резки, но при условии соблюдения всех требований, указанных в паспорте.
Максимально допустимые отклонения при номинальных размерах вырезаемой детали и толщине листа от 5 до 60 мм:
- ±2,5 мм – от 2500 до 5000 мм;
- ±2 мм – от 1500 до 2500 мм;
- ±1,5 мм – от 500 до 1500 мм;
- ±1 мм – до 500 мм.
Неперпендикулярность кромок в зависимости от толщины обрабатываемого листа:
- 0,4 мм при толщине 5-12 мм;
- 0,5 мм – 13-30 мм;
- 0,7 мм – 31-60 мм.
Также есть предельный допуск на радиус скругления угла верхней кромки в результате оплавления – он составляет не более 1 мм.
В целом точность и качество плазменной резки на порядок выше по сравнению с газокислородной. При этом отсутствует деформация деталей, что исключает необходимость в последующей правке. Результатом этого является уменьшение времени и снижение себестоимости изготовления определенной детали.