ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 0
стоп стали при толщине листа 6,35 |
мм составляет |
500 см/мин, а при толщине 25 мм — 225 см/мин. |
|
При плазменной разрезке окалина |
удаляется вместе |
с расплавленным металлом плазменной струей. Скорость плазменной резки (при помощи горелки УПР-1) представ
лена |
в табл. 83 [91 ]. |
|
|
При разрезке |
меди применяют смесь 20% аргона, |
||
80% |
водорода или азота, при резке |
алюминия — смесь |
|
50% |
аргона, 50% |
водорода пли чистый азот. Характери |
|
стика |
плазменной |
резки представлена |
в табл. 84. |
Оборудование
Для разрезки тонких листов с получением реза шири ной, равной толщине листа, применяют плазменную го релку мощностью 50—500 Вт; при помощи такой горелки достигается ширина реза до 0,1 мм. Диаметр вольфрамо вого электрода 3—4 мм, а сопла 4—5 мм, ток режущей дуги 350 А. Применение смеси аргона с аммиаком увели чивает скорость резания, но также и шероховатость по верхности алюминиевых листов в месте реза, особенно при обработке листов большой толщины.
За рубежом для плазменной разрезки стальных листов толщиной 60—80 мм и цветных металлов толщиной 100 мм применяют полуавтомат АСА-500 и автомат УСА1В-900. При резке тонких листов скорость резания 5000 мм/мин,
а |
толстых листов и листов фасонного профиля — |
200 |
мм/мин. |
Полуавтомат с ленточным управлением и программиро ванным процессом позволяет автоматизировать процесс плазменной резки. После установки ленты и нажатия кнопки «Пуск» плазменная горелка перемещается к месту резки и автоматически зажигается плазменная дуга. По окончании разрезки заготовка и лента перемещаются в но вое положение. Разрезаемые профили программируют; производится также плазменная пакетная разрезка [152].
Затраты на плазменную резку (без стоимости выплав ленного металла) в среднем в 9—10 раз меньше затрат на дуговую резку [150, 152, 157]. Затраты на плазменную резку (вместе со стоимостью выплавленного металла) алю миния, меди и легированной стали в 4—-5 раз меньше за трат на резку электродом и на 40—50% ниже по сравне нию с механической разрезкой. Трудоемкость работ при плазменной резке легированных сталей на станке АСД-500
294
в 34 раза ниже трудоемкости электродуговой резки, при уменьшении металла, идущего в отходы, в 3 раза [152], Время плазменной резки металлов на полуавтомате в 12 раз меньше, чем время механической разрезки, с уменьше нием металла, идущего в отход, на 40%. На полуавто мате АСА-500 можно разрезать любые заготовки. Чем труднее материал поддается разрезке обычными сред ствами, тем выше технико-экономическая эффективность плазменной резки.
Для вырезки плазменной струей кольца из трубы с тол щиной стенки 51 мм из труднообрабатываемого материала с получением реза, перпендикулярного к оси трубы, по требовалось З'мин машинного времени. Разрезка осуще ствлялась со скоростью 805 мм/мин при силе тока 400 А и напряжении 120 В. Для вырезки этого кольца абразив ным кругом потребовалось 16 человеко-часов [151].
Г л а в а X I I I
Электронно-лучевой метод разрезки материалов
Общие сведения
Источником электронного луча является пушка / (рис. 156). Электроны излучаются из нагретого постоянным током вольфрамового катода. Для создания электронного луча применяют глубокий вакуум и высокое напряжение. Скорость электронов достигает 115—165 км/ч. Электрон ные лучи попадают в электромагнитное поле, где электро магнитные линзы фокусируют их в узкий луч с высокой концентрацией энергии. Электронный луч движется с боль шой скоростью и встречается с обрабатываемым материа лом. Происходит превращение кинетической энергии втепловую. Импульсный генератор обеспечивает прерывистость
действия |
электронного луча частотой 0,601—0,0005 с |
В точке |
соприкосновения луча с заготовкой выделяется |
большое количество теплоты, плавящей и испаряющей любые материалы.
Процесс разрезки электронным лучом зависит от мощ ности луча и теплофнзических свойств обрабатываемого материала. Механические свойства материала существен ного влияния на обработку не оказывают. Фокусируемый и управляемый мощный поток электронов является ре жущим инструментом, не имеющим износа. Производи тельность электронно-лучевого метода разрезки не пре вышает 10—20 г/с; точность 10—20 мкм. Заготовки не ржавеющей стали толщиной 0,84 мм этим методом разре зают со скоростью 10 мм/с при толщине реза 0,5 мм.; пла стину из керамики толщиной 0,25—0,63 мм разрезают со
скоростью |
10,5 мм/с при шероховатости 10—15 мкм. |
В стальной |
пластине толщиной 0,58 мм за 20 с прорезают |
паз шириной 50 мкм и длиной 3 мм. Листы из вольфрама толщиной 3 мм разрезают со скоростью 3 мм/с, а магнит ную ленту толщиной 0,037 мм — со скоростью 6,3 мм/с Зона термического влияния 5 мкм. Щель в виде синусоиды прорезают в стальной пластине толщиной 1 мм со скоростью 16,5 мм/с
296
Рис. 156. Схема электронно-лу чевой разрезки:
/ |
— э л е к т р о н н а я |
п у ш к а ; |
2 |
— |
диа |
||||
фрагма; 3 — линзы; |
4 |
— |
р а з р е з а е |
||||||
мая деталь; 5 — пульт |
|
у п р а в л е н и я |
|||||||
о т к л о н е н и е м |
л у ч а ; |
6 |
— |
пульт |
кор |
||||
ректировки |
и з о б р а ж е н и я ; |
|
7 —. |
||||||
п у л ь т э л е к т р о м а г н и т н о й |
|
р е г у л и |
|||||||
ровки; 8 — и м п у л ь с н ы й |
генератор; |
||||||||
9 |
— т р а н с ф о р м а т о р ; |
|
|
10 |
|
— |
пульт |
||
к о н т р о л я н а п р я ж е н и я |
|
и |
|
нагрева; |
|||||
/ / |
— р а с п р е д е л и т е л ь |
|
высокого на |
||||||
п р я ж е н и я ; 12 — г е н е р а т о р в ы с о к о
го |
н а п р я ж е н и я ; |
13 — источник |
питания л и н з ; 14 |
—- катодный ос |
|
ц и л л о г р а ф |
|
|
Рис. 157. Применение схемы электронно-лучевой разрезки:
а — / —. лампа |
н а к а л |
и в а н и я ; |
2 — |
с п и р а л и |
высокого |
н а п р я ж е н и я ; |
3 |
— |
элек |
||
тронный |
п р о ж е к т о р ; 4 |
анод; |
б — |
л и н з а |
д л я р е г у л и р о в а н и я луча; 6 |
— |
д и а |
||||
фрагма; |
7 — стнгматор; 8 — в а к у у м н а я |
камера; 9, |
10 — линзы; |
11 |
— |
з а г о |
|||||
товка; 12 |
— р е г у л я т о р |
о т кл онения; б — 1 |
•— |
л и н з а объектива; 2 — |
р е г у л я т о р |
||||||
о т к л о н е н и я луча; |
3 = |
э л е к т р о н н ы й |
луч; 4 |
= |
к р е с т о о б р а з н ы й вырез; |
5 |
^ |
заго |
|||
товка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
297
Схема |
электронно-лучевого резания приведена на |
р и с 157, |
а, а пример обработки детали — на рис. 157, б. |
Характеристика электронно-лучевого способа обра ботки приведена в табл. 85. Изготовляют большое коли чество отверстий малого диаметра с любым заданным шагом для создания защитной воздушной пленки. Перфо рирование производится на электронно-лучевой уста новке «Элуро-ЗМ» при изготовлении защитных камер, форсунок, жиклеров и других деталей.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 85 |
|
Характеристика |
электронно-лучевого |
способа обработки |
|
||||||
|
|
|
|
|
П о т е н |
Средний |
Д л и т е л ь |
Частота |
|
|
|
Р а з р е з к а |
|
ность |
|||||
|
|
|
циал |
ток |
|||||
|
|
|
и м п у л ь с а |
в Гц |
|||||
|
|
|
|
|
в к В |
в мкА |
в МКС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Микродиодов |
|
глубиной |
|
|
|
|
|||
0,0025 |
мм со |
скоростью |
110 |
7 |
12 |
50 |
|||
150 см/с |
|
|
|||||||
Щели шириной 0,1 мм в ли |
|
|
|
|
|||||
сте |
из |
керамики толщи |
|
|
|
|
|||
ной 0,75 мм со скоростью |
150 |
200 |
80 |
200 |
|||||
Листа |
кремния |
|
толщиной |
||||||
|
|
|
|
|
|||||
• 0,25 мм на глубину 0,05 мм |
|
|
|
|
|||||
со скоростью |
12,5 см/с |
130 |
70 |
4 |
3000 |
||||
Стальной |
ленты |
толщиной |
100 |
20 |
9 |
1000 |
|||
|
|
|
|
||||||
1,5 |
мм со |
скоростью |
150 |
9000 |
2100 |
300 |
|||
Стальной |
ленты |
толщиной |
|||||||
|
|
|
|
||||||
1 мм со скоростью |
150 |
9000 |
2100 |
330 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
Например, в заготовках из сплавов ВЖ-98Н, Х18Н9Т, ЖС6-К толщиной 0,5—3 мм, имеющих различную форму, вырезают отверстия диаметром 0,19; 0,125 и 0,1 мм с до пуском ±0,0008 мм. Плотность перфорации 100 отвер стий/мм2 . Шаг между осями отверстий составляет 0,05 мм; время обработки одного отверстия 0,8 с. С помощью элек тронного луча можно разрезать различные материалы и изготовлять узкие пазы; например, в листе из вольфрама толщиной 0,03 мм зигзагообразный паз шириной 0,05 мм был изготовлен при скорости 5 мм/с В вольфрамовом
298
диске диаметром 10 мм и толщиной 0,2 мм была сделана микросетка с 2500 отверстиями; время обработки одного отверстия 1—2 с, расстояние между осями отверстий 100 мкм, диаметр отверстия 12 ± 2 мкм.
Оборудование
Электронным лучом можно разрезать самые твердые и хрупкие материалы. Под действием электронного луча обрабатываемый материал вскипает и испаряется, а на детали остается узкий паз или щель толщиной 0,003— 0,005 мм и менее.
В зависимости от толщины разрезаемого материала применяютаппараты: ручные напряжением 90 В, неавтома тизированные, универсальные напряжением 180 В, автома тизированные напряжением 500 В с резательным меха низмом.
В СССР для плазменно-дуговой резки применяют источ ники питания: преобразователь ПСО-500, выпрямитель ВКС-500-1, источник электропитания плазменной дуги ИПГ-500, выпрямитель ВГД-501. Для ручной плазменнодуговой резки металлов используют комплекты РДМ-1-60, УДР-2М, ЭДР-60, УРПД-64 и УГЭР-300.
Для машинной плазменно-дуговой резки металлов ис пользуют резаки: УДР, РПД-1-64, РПД-2-65 к машине АСШ-2, а также резательные машины СГУ-61, полуавто мат ППД-1-65, шарнирную машину АСШ2. Фирма «Каг1 Ceiss» изготовляет автоматические электронно-лучевые
установки для |
резки драгоценных камней со скоростью |
1 камень за 6 с |
Диаметр электронного луча в установке |
0,01 мм. Для создания электронного луча применяют глу бокий вакуум и высокое напряжение. Скорость электро нов достигает 115—165 тыс. км/с. Величина электриче ского тока не превышает 20 мА. Электромагнитное откло няющее устройство позволяет управлять лучом при обра ботке поверхности детали в пределах 6,35 X 6,35 мм; далее можно перемещать сам стол с деталью. Вакуумная камера имеет размеры 381 X 365 X 203 мм. Стол может перемещаться со скоростью 0—76 см/мин. С помощью программного устройства движение стола может осуще ствляться автоматически. Фирма изготовляет вакуумные камеры длиной 2 м для обработки заготовок из трудно обрабатываемых и хрупких материалов,
299
